Uno dei più grandi problemi contro i quali devono combattere le piante è l'oidio, una malattia causata da varie specie di funghi e molto facile da vedere.
Alcuni ricercatori in Germania hanno studiato gli effetti dell'oidio sull'orzo: non solo l'oidio si fa strada dentro il chicco di questo cereale, ma può entrare anche nelle sostanze nutrienti delle cellule della pianta. Pubblicati sulla rivista The Plant Cell, i risultati rivelano come il fungo compie questa impresa a livello molecolare e come l'orzo può fermare il fungo.
I ricercatori spiegano che le piante dipendono dal loro sistema immunitario che le protegge dalle malattie. Essere in grado di rilevare i patogeni il prima possibile, e mettere in moto il sistema immunitario, specialmente nelle pareti della cellula, è fondamentale per la sopravvivenza della pianta. Anche i patogeni però dispongono delle loro armi e diverse di queste hanno la capacità di sopprimere la reazione naturale della parete cellulare nelle piante.
"L'oidio, un aggressore particolarmente ingegnoso, può persino ri-programmare le cellule in modo che esse adattino la propria architettura e il proprio metabolismo per accogliere il fungo," dice il professor Ralph Hückelhoven, docente di fitopatologia presso la Technischen Universität München (TUM) in Germania. "La pianta così aiuta attivamente la crescita del dannoso oidio e la alimenta persino con sostanze nutrienti."
Rimane comunque dubbio come l'oidio controlli questa manipolazione e quali componenti della pianta siano coinvolti nel processo. È qui che entra in gioco il team della TUM.
Il professor Hückelhoven e i suoi colleghi hanno identificato due proteine dell'orzo che vengono sfruttate dall'oidio durante la "conquista" delle cellule viventi della pianta. Secondo i ricercatori, le due sostanze proteiche controllano il processo di sviluppo della cellula della pianta. Nel caso dell'orzo, le proteine controllano la crescita dei peli radicali. Una delle proteine, la RACB, è un interruttore molecolare che reagisce ai segnali esterni per stimolare una risposta strutturale e metabolica nelle cellule della pianta. È necessario precisare che essa influenza l'espansione della superficie della cellula della pianta durante il processo di crescita. La proteina MAGAP1 è la controparte della RACB e può limitare o impedire queste attività nella cellula.
Nel loro studio, gli scienziati hanno identificato come la proteina RACB sostiene il fungo durante la sua crescita all'interno della pianta. Uno dei ruoli della proteina consiste nell'espandere la superficie delle membrane cellulari della pianta, ma questo a sua volta rende più grave il problema, permettendo al fungo di procedere al suo attacco. Il risultato finale è che mentre la cellula della pianta rimane intatta, l'oidio va avanti con il suo piano distruttivo. Il professor Hückelhoven e il suo team hanno mostrato come l'assenza della proteina aiuta a rendere la pianta meno vulnerabile all'oidio.
"È così che il fungo trae beneficio da questa proteina dell'orzo," spiega il professor Hückelhoven. "La RACB rende più facile per l'oidio inserire i suoi austori, gli organi che usa per alimentarsi, nella cellula sotto attacco, per poi prendere il controllo della cellula dell'orzo."
Ipotizzano che il fungo sia in grado di controllare a distanza la catena di segnalazione della pianta e aprire la porta alle sostanze nutrienti della pianta.
L'orzo però non si arrende senza combattere. I ricercatori del TUM hanno scoperto che la MAGAP1 può fermare questi attacchi a distanza. La proteina MAGAP1, che nella maggior parte delle piante si trova nel citoscheletro della cellula della pianta, fa parte di una robusta rete di fibre proteiche che rafforzano le pareti della cellula della pianta e così contrastano gli attacchi esterni. La proteina MAGAP1 migra verso la superficie della membrana cellulare durante un attacco e diminuisce il fattore di vulnerabilità della RACB. La superficie della cellula quindi non si espande, bloccando efficacemente l'entrata del fungo nella cellula.
Commentando le conseguenze che queste scoperte avranno sul lavoro futuro, il professor Hückelhoven dice: "Conoscendo meglio la causa della malattia, speriamo, nel medio termine, di trovare metodi innovativi per mantenere le colture e i chicchi sani rafforzando la loro immunità.
