Ritenzione di nitrati nel terreno: scoperte sui segreti delle piante
Piante necessitano di azoto, un nutriente vitale per la sintesi di amminoacidi, proteine e acidi nucleici. Tuttavia, non possono assorbire direttamente l'azoto dall'atmosfera o dal terreno, poiché è presente principalmente in forma inert (N2).
Il ciclo dell'azoto, una serie di fasi di trasformazione, inizia con la fissazione dell'azoto, in cui i batteri fissatori di azoto convertono il gas azoto dell'atmosfera in ammoniaca (NH3). Questa ammoniaca subisce quindi diverse trasformazioni, diventando infine disponibile per l'assorbimento delle piante.
La luce, la temperatura e il CO2 sono fattori ambientali essenziali che influenzano l'assorbimento e l'accumulo di nitrati nelle piante. Le piante coltivate in condizioni di alta intensità luminosa promuovono l'accumulo di un regolatore centrale dell'assimilazione dei nitrati, il fattore di trascrizione a zipper leucina basica (bZIP) ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5). Viceversa, le piante coltivate in condizioni di bassa intensità luminosa spesso sperimentano una diminuzione dell'assimilazione dei nitrati.
Il trasportatore NPF6.3 (NRT1.1) gioca un ruolo cruciale nella capacità della pianta di rilevare, acquisire e utilizzare i nitrati dal terreno. Questo trasportatore può efficacemente assorbire i nitrati a livelli sia bassi che alti. Inoltre, può rilevare i nitrati esterni, scatenando una serie di risposte note come risposta primaria ai nitrati (PNR).
Le proteine trasportatore giocano anche un ruolo cruciale nella capacità della pianta di regolare il processo di ricerca delle radici, influenzando la crescita delle radici laterali verso le zone ricche di nitrati. La PNR porta all'induzione rapida dei geni coinvolti nell'assorbimento, nell'utilizzo, nella produzione di energia e nel breakdown degli zuccheri.
La temperatura è un altro fattore ambientale importante per la crescita, lo sviluppo e la riproduzione delle piante. Le temperature estreme possono inibire la crescita delle piante e portare ad un'eccessiva accumulazione di nitrati nelle piante.
Il CO2 è un altro fattore significativo. Le piante coltivate in condizioni di CO2 elevate possono mostrare una sostanziale diminuzione dell'attività NR e un'inibizione diretta dell'assimilazione dei nitrati nelle foglie di diverse specie di piante C3.
La luce supplementare può essere utilizzata per regolare la crescita delle piante e la concentrazione dei nitrati. L'intensità, la durata e lo spettro della luce possono influenzare l'assorbimento e l'accumulo dei nitrati nelle piante. Ad esempio, l'alta intensità luminosa promuove l'accumulo di HY5, mentre le condizioni di luce estreme possono portare ad un'assimilazione dei nitrati inibita.
Le piante devono mantenere un delicato equilibrio tra la quantità di nitrati necessari per la crescita e quelli
