Response of vascular cambium to water stress and heat in stem and root of woody plant model: regulatory mechanisms and homeostasis of initial cells
ProgettoIl progetto, finanziato nell’ambito del PNRR (Missione 4), ha indagato la risposta del cambio vascolare a stress climatici, in particolare siccità e alte temperature, utilizzando Populus nigra come specie modello. L’obiettivo principale è stato comprendere i meccanismi fisiologici, anatomici e molecolari che regolano la formazione del legno e l’omeostasi delle cellule cambiali in condizioni ambientali avverse, al fine di individuare i fattori chiave della resilienza delle piante e di supportare strategie di gestione forestale sostenibile.
Le finalità del progetto includevano: (i) caratterizzare gli effetti di stress singoli e combinati sulla crescita e sul funzionamento delle piante; (ii) analizzare le dinamiche del cambio in fusto e radice; (iii) identificare biomarcatori molecolari e vie di segnalazione coinvolte nella risposta allo stress; (iv) integrare dati multi-omici per sviluppare modelli predittivi della risposta delle piante ai cambiamenti climatici.
I risultati attesi riguardavano una comprensione approfondita dei processi che controllano la produzione di biomassa in condizioni di stress, l’identificazione di geni e pathway regolatori e la definizione di strategie per migliorare la resilienza degli ecosistemi forestali.
I risultati evidenziano che la combinazione di siccità e calore amplifica significativamente gli effetti negativi sulle prestazioni ecofisiologiche, sulla crescita e sull’attività cambiale. Le analisi anatomiche hanno mostrato una maggiore sensibilità dei processi post-cambiali rispetto al cambio stesso, con una particolare vulnerabilità delle radici. Le indagini multi-omiche hanno identificato migliaia di geni differenzialmente espressi e pathway chiave legati al metabolismo, allo stress ossidativo e alla segnalazione cellulare. Inoltre, sono stati individuati biomarcatori metabolici e ormonali e dimostrato che lo stress combinato attiva risposte specifiche non additive. Complessivamente, i risultati migliorano la capacità di prevedere la risposta delle foreste agli scenari climatici futuri e forniscono basi scientifiche per la gestione sostenibile e la mitigazione del cambiamento climatico.
Le finalità del progetto includevano: (i) caratterizzare gli effetti di stress singoli e combinati sulla crescita e sul funzionamento delle piante; (ii) analizzare le dinamiche del cambio in fusto e radice; (iii) identificare biomarcatori molecolari e vie di segnalazione coinvolte nella risposta allo stress; (iv) integrare dati multi-omici per sviluppare modelli predittivi della risposta delle piante ai cambiamenti climatici.
I risultati attesi riguardavano una comprensione approfondita dei processi che controllano la produzione di biomassa in condizioni di stress, l’identificazione di geni e pathway regolatori e la definizione di strategie per migliorare la resilienza degli ecosistemi forestali.
I risultati evidenziano che la combinazione di siccità e calore amplifica significativamente gli effetti negativi sulle prestazioni ecofisiologiche, sulla crescita e sull’attività cambiale. Le analisi anatomiche hanno mostrato una maggiore sensibilità dei processi post-cambiali rispetto al cambio stesso, con una particolare vulnerabilità delle radici. Le indagini multi-omiche hanno identificato migliaia di geni differenzialmente espressi e pathway chiave legati al metabolismo, allo stress ossidativo e alla segnalazione cellulare. Inoltre, sono stati individuati biomarcatori metabolici e ormonali e dimostrato che lo stress combinato attiva risposte specifiche non additive. Complessivamente, i risultati migliorano la capacità di prevedere la risposta delle foreste agli scenari climatici futuri e forniscono basi scientifiche per la gestione sostenibile e la mitigazione del cambiamento climatico.