Secondo lo studio “Ethanol-Mediated Novel Survival Strategy against Drought Stress in Plants”, pubblicato su Plant and Cell Physiology da un team di ricercatori giapponesi e pakistani, «l’etanolo può aiutare le piante a sopravvivere in tempi di siccità».
Il team di ricerca guidato da Motoaki Seki del Plant genomic network research team del Riken Center for sustainable resource science, ha dimostrato che «l’aggiunta di etanolo al suolo consente alle piante, inclusi riso e grano, di prosperare dopo due settimane senza acqua.
Poiché l’etanolo è sicuro, economico e ampiamente disponibile, questa scoperta fornisce un modo pratico per aumentare la produzione alimentare in tutto il mondo quando l’acqua scarseggia, senza la necessità di una produzione costosa, dispendiosa in termini di tempo e talvolta controversa di piante geneticamente modificate».
Ma come ottenere l’etanolo necessario?
Una prospettiva particolarmente intrigante consiste nell’intrecciare l’esigenze dell’agricoltura con le possibilità offerte dall’economia circolare, grazie ai nuovi impianti di riciclo chimico che si stanno già affacciando in Toscana.
Si stratta di Distretti circolari in grado di valorizzare rifiuti non riciclabili meccanicamente – come Css e plasmix –, trasformando il carbonio e l’idrogeno contenuti in questi materiali in nuovo metanolo, etanolo o appunto idrogeno.
Al Riken Center ricordano che «il prossimo futuro include una popolazione in costante aumento e l’aumento della carenza d’acqua indotto dai cambiamenti climatici; due condizioni che, se non si interviene, porteranno inevitabilmente alla carenza di cibo.
Un’opzione è trovare un modo per evitare che le piante muoiano quando non hanno accesso all’acqua.
La modifica genetica delle piante in modo che i loro stomi, i pori delle foglie, rimangano chiusi, è stata in qualche modo efficace perché impedisce all’acqua di lasciare le piante.
Tuttavia, produrre piante geneticamente modificate è costoso e richiede tempo, e i Paesi con maggiori esigenze potrebbero non avere uguale accesso a queste colture modificate».
Seki e il suo team hanno lavorato su un altro approccio: sapendo che le piante producono etanolo quando vengono private dell’acqua, hanno pensato che darlo alle piante le avrebbe protette dalla futura siccità.
Per verificare questa ipotesi, hanno coltivato per circa due settimane piante annaffiandole abbondantemente.
Quindi, hanno pretrattato il terreno con etanolo per tre giorni, seguiti da privazione dell’acqua per due settimane.
Ora dicono che «circa il 75% delle piante di grano e riso trattate con etanolo è sopravvissuto dopo l’irrigazione, mentre è sopravvissuto meno del 5% delle piante non trattate».
Dopo aver dimostrato che l’etanolo può proteggere queste due importanti colture dalla siccità, hanno cercato di capirne il motivo concentrandosi sull’Arabidopsis, una pianta usata come modello nei laboratori di tutto il mondo.
Per prima cosa, hanno guardato le foglie e hanno scoperto che «subito dopo che le piante di Arabidopsis trattate con etanolo erano state private dell’acqua, i loro stomi si sono chiusi e la temperatura delle foglie è aumentata.
Dopo 11 e 12 giorni di privazione dell’acqua, queste piante avevano trattenuto più acqua nelle foglie rispetto alle piante non trattate».
Quindi, i ricercatori hanno analizzato l’espressione genica della pianta prima e durante la privazione dell’acqua e hanno marcato con il radio l’etanolo prima del pretrattamento.
Questo ha permesso loro di vedere quali processi sono stati attivati durante la siccità e cosa è successo all’etanolo dopo che è stato assorbito dalle radici delle piante: «Anche prima della privazione dell’acqua, le piante trattate con etanolo hanno iniziato a esprimere i geni che vengono normalmente espressi durante la privazione dell’acqua.
Inoltre, più o meno nello stesso periodo in cui il contenuto di acqua scendeva nelle foglie non trattate, le piante trattate con etanolo producevano zuccheri dall’etanolo e facevano la fotosintesi».
Seki conclude: «Il trattamento del suolo con etanolo mitiga la siccità su più fronti.
Primo, i geni legati alla siccità vengono espressi anche prima che manchi l’acqua, dando alle piante un vantaggio nella preparazione.
Quindi, gli stomi si chiudono, consentendo alle foglie di trattenere più acqua.
Allo stesso tempo, parte dell’etanolo viene utilizzato per produrre una varietà di zuccheri che fornisce l’energia necessaria, che è normalmente difficile da ottenere con gli stomi chiusi.
Abbiamo scoperto che il trattamento di colture comuni come grano e riso con etanolo esogeno può aumentare la produzione agricola durante la siccità.
Come nell’Arabidopsis, questo è probabilmente dovuto a cambiamenti nei profili metabolomici e trascrittomici che regolano la risposta allo stress da siccità.
Questo ci fornisce un modo semplice ed economico per aumentare la resa delle colture anche quando l’acqua è limitata, senza la necessità di modifiche genetiche».
(Articolo pubblicato con questo titolo il 25 agosto 2022 sul sito online “greenreport.it”)