L’aumento demografico previsto nei decenni a venire richiederà un consistente aumento della produzione agricola per garantire il sostentamento alimentare. Nel secolo scorso, questo è stato ottenuto principalmente aumentando l’utilizzo della fertilizzazione minerale. Tuttavia, questo approccio non può più essere preso in considerazione a causa dei suoi alti costi economici e dell´elevato impatto ambientale. Per ottenere un incremento di produttività in un sistema di agricoltura sostenibile, una possibilità è di ottimizzare l’uso dei nutrienti del suolo naturalmente presenti. La maggior parte delle sostanze nutritive minerali sono presenti nel suolo in forma non disponibile; tuttavia, le piante hanno sviluppato meccanismi in grado di mobilizzarli, ad esempio attraverso il rilascio di sostanze organiche ed inorganiche (essudati radicali) che alterano le caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche del suolo in intimo contatto con le radici, la cosiddetta rizosfera.
In questo contesto, lo scopo del progetto RHIZOCROP è quello di valutare il ruolo e il destino dei composti rilasciati dalle radici coinvolti nei processi e nei meccanismi determinanti la biodisponibilità dei nutrienti del suolo, il loro assorbimento e traslocazione nella pianta. RHIZOCROP focalizzerà la ricerca sui micronutrienti ed in particolare il ferro (Fe) valutando aspetti chimici, fisiologici e molecolari al fine di implementare la conoscenza dei meccanismi di acquisizione di nutrienti della pianta ed i meccanismi di adattamento adottati nelle comuni condizioni di carenza nutrizionale (Fe) per aumentare la sostenibilità dei sistemi di produzione agricola.
Il progetto si articolerà in 7 pacchetti di lavoro (WPs) per un periodo di 3 anni che prevede i) la determinazione quali-quantitativa dei composti rilasciati dalle radici di mono – e dicotiledoni (orzo, mais, lupino bianco e fragola) allevate sia in idroponica che in suolo, ii) l’identificazione e la caratterizzazione delle proteine dimembrana coinvolte nel rilascio di essudati da parte delle radici e iii) la determinazione del loro destino e della loro origine nel suolo attraverso la valutazione del tempo di residenza e delle interazioni tra gli essudati ed i costituenti del suolo. Inoltre, il progetto valuterà i) il contributo degli essudati radicali sull’acquisizione del Fe e sulla sua allocazione nella pianta ed i) i meccanismi di adattamento metabolico adottati dalle piante cresciute in condizioni di Fe carenza finalizzati alla sintesi e al rilascio degli essudati stessi. Infine, sarà valutato l’effetto di stress abiotici come erbicidi e antidoti, in gran parte utilizzati per la gestione delle colture, sul processo di essudazione e di conseguenza su quello di acquisizione dei nutrienti. In base ai risultati ottenuti, verranno definite strategie per gestire i processi caratterizzanti la rizosfera al fine di aumentare l’assorbimento del Fe, ottenendo così un uso più razionale di fertilizzanti e pesticidi. Allo stesso tempo, il progetto prevede di individuare proposte utili per il miglioramento genetico delle piante grazie all’identificazione di geni chiave coinvolti nell’acquisizione di Fe.
Una fase importante del progetto è rappresentata dalla diffusione dei risultati ottenuti attraverso i consueti canali di ricerca accademica come riviste scientifiche internazionali peer-reviewed, nonché incontri scientifici nazionali e internazionali. RHIZOCROP ha già considerato, fondendo durante la fase di preparazione, entrambi gli aspetti: visione di ricerca nazionale e dell’Unione Europea (UE). RHIZOCROP ha cercato di unire i gruppi di ricerca più competitivi nel settore della rizosfera e chimica agraria con una solida collaborazione a livello nazionale ed internazionale. L’idea di base di RHIZOCROP è di ottimizzare il know-how nazionale e di effettuare una ricerca competitiva di base, con una visibilità internazionale, al fine di rafforzare sia la ricerca italiana che la posizione dei ricercatori italiani a livello europeo e internazionale. Le competenze, generate durante il progetto, saranno utilizzate dai ricercatori nell’UE e nei paesi associati e per le attività di fundraising internazionali al fine di contribuire alla conoscenza della nutrizione delle piante e della gestione agricola mediante l’applicazione di tecnologie innovative e metodologie multidisciplinari.