Alla base del successo delle piante da fiore

Sopravvivenza alle condizioni avverse, superamento dell’inverno e fioritura sembrano essere controllate da un unico meccanismo molecolare


Per fiorire molte piante hanno bisogno di una prolungata esposizione al freddo, un processo chiamato vernalizzazione, che alle nostre latitudini corrisponde al superamento della stagione invernale. L’assenza di ossigeno, la sua diminuzione in condizioni avverse, sembra essere un importante segnale per l’attivazione di questo processo. Lo sostiene oggi un lavoro pubblicato su Nature Communications, che ricostruisce anche la storia evolutiva del complesso genico responsabile.

A dettare i tempi della vernalizzazione è un complesso genico chiamato PRC2, un gene regolatore che, negli eucarioti, porta l’informazione per un complesso proteico che lavora come silenziatore epigenetico dei suoi geni bersaglio. Fino ad oggi era noto che, nelle piante, in condizioni di freddo intenso e prolungato, le proteine che si formano da questo complesso genico reprimono un gene repressore floreale. Poco si sapeva però di come le condizioni ambientali potessero influenzare il processo, quindi di come queste proteine percepissero i cambiamenti ambientali.

Il team di ricercatori delle Università di Birmingham e Nottingham, in Regno Unito, ha scoperto che una componente di questo complesso, chiamata VRN2, è estraetemene instabile e dipendente dall’ossigeno e dalle condizioni ambientali. In presenza di concentrazioni di ossigeno elevate VRN2 si frammenta in molte subunità, ma se la concentrazione di ossigeno diminuisce, come in caso di allagamenti e alluvioni, VRN2 si stabilizza inibendo i processi di fioritura. Lo stesso avviene in nei casi di esposizione prolungata al freddo, la maggiore stabilità di VRN2 provoca la quiescenza dei meccanismi di fioritura della pianta, permettendo di ricreare le condizioni ottimali per la ripresa primaverile.

Investigando la vernalizzazione gli autori hanno trovato molte somiglianze con le risposte molecolari ad alluvioni e allagamenti. Secondo Daniel Gibbs, ricercatore presso la School of Biosciences presso l’Università di Birmingham e coautore, ciò è dovuto alla notevole capacità di percepire e ricordare i cambiamenti nel loro ambiente, che consente loro di controllare il loro ciclo di vita al variare delle condizioni ambientali. VRN2, infatti, sembra rispondere direttamente alle variazioni ambientali e potrebbe essere tra le basi del grande successo evolutivo delle piante da fiore (angiosperme), di cui è tipico, avendo consentito di adattarsi rapidamente a molte condizioni ambientali avverse.


Bibliografia
Gibbs et al. 2018. Oxygen-dependent proteolysis regulates the stability of angiosperm polycomb repressive complex 2 subunit VERNALIZATION 2. Nature Communication. 9:5438

 

Immagine: Papaver alpinum. HermannSchachner. CC0 1.0 Universal (CC0 1.0) Public Domain Dedication. Via Wikimedia Commons