In che modo le piante regolano l’azoto

Per nutrire la popolazione globale c’è bisogno di raccolti sempre più abbondanti, cosa che dipende dall’azoto fornito in forma di nitrato nei fertilizzanti. Attualmente, solo un terzo dell’azoto applicato al suolo viene usato dalle piante, mentre il resto inquina l’acqua e contribuisce all’emissione di gas a effetto serra.

Il progetto NITROSIGN (The molecular network linking nitrogen assimilation to growth), finanziato dall’UE, si proponeva di aumentare la quantità di azoto che le piante assorbono dal terreno e di migliorare l’efficienza con la quale le piante usano l’azoto assimilato.

Per fare ciò, i ricercatori hanno esaminato la proteina trasportatrice di azoto chiamata NRT2.1, che ha un ruolo centrale nell’assorbimento dell’azoto da parte delle piante. Hanno mostrato che l’azoto e gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi aumentano la produzione di NRT2.1, migliorando probabilmente l’assorbimento dell’azoto.

Poiché le piante usano l’azoto per produrre molecole come il DNA e gli amminoacidi, esso è essenziale per la crescita. Gli zuccheri della fotosintesi possono segnalare alla pianta di assorbire più azoto, permettendole così di crescere.

A un esame più approfondito, NITROSIGN ha scoperto che una proteina regolatrice chiamata NLP7 che controlla la quantità di NRT2.1 prodotta in risposta al nitrato è coinvolta nella produzione di NRT2.1 indotta dallo zucchero, ma il suo ruolo preciso non era chiaro.

Dopo aver studiato una serie di piante che contenevano diverse mutazioni del gene NLP7, i ricercatori hanno ipotizzato che lo zucchero controlli l’abbondanza di NLP7. In una rete intrecciata, l’NLP7 controlla la quantità del trasportatore di azoto NRT2.1.

Infine, i ricercatori hanno scoperto che quando gli zuccheri della fotosintesi vengono metabolizzati, i prodotti metabolici generano segnali che influenzano la produzione di NRT2.1. Hanno trovato anche una proteina che interagisce con l’NRT2.1 per regolare la sua attività.

Identificare le proteine e gli zuccheri che controllano la produzione di NRT2.1 e l’assorbimento di azoto aiuterà i ricercatori a capire in che modo funziona il complesso circuito che regola l’azoto. Questo potrebbe alla fine aiutare gli agricoltori a produrre raccolti abbondanti in condizioni di scarsità di azoto, riducendo il bisogno di fertilizzanti che danneggiano l’ambiente.