Le radici delle piante presentano un'enorme variazione fenotipica sia intra- che interspecifica, principalmente perché contribuiscono in modo significativo all'adattamento a diversi tipi di suolo. Un elemento fondamentale per l'adattamento è la corteccia radicale, un tessuto specializzato situato tra l'epidermide e il tessuto vascolare, che ha il ruolo di immagazzinare nutrienti, conferire resistenza meccanica per la penetrazione nel suolo e, nelle specie che crescono in ambienti anossici, fornire ossigeno all'apice radicale in crescita. Il numero e l'identità cellulare degli strati corticali variano tra le specie, ma le basi molecolari alla base di questa variabilità e il loro ruolo nell'adattamento delle piante a condizioni ambientali diverse non sono ancora ben comprese.
Per comprendere come lo strato corticale contribuisca all'adattamento delle piante, è essenziale descrivere le traiettorie di sviluppo che portano all'acquisizione di specifici destini cellulari. Questo approccio è inoltre propedeutico allo sfruttamento delle caratteristiche della corteccia nel miglioramento genetico delle piante.
L'obiettivo di questo progetto è fare luce sui meccanismi molecolari che regolano le differenze intra- e interspecifiche nel numero e nell'identità degli strati corticali. A tal fine, applicheremo tecniche molecolari all'avanguardia e metodologie genetiche su due sistemi modello filogeneticamente distanti che presentano strati corticali multipli: Oryza sativa (monocotiledone, riso), che sviluppa cinque strati corticali nella radichetta, e Cardamine hirsuta (dicotiledone, crescione amaro), che ne sviluppa due. Gli studi all'interno delle specie riveleranno le firme molecolari che supportano l'acquisizione di specifici destini cellulari. I confronti tra specie permetteranno di scoprire caratteristiche evolutivamente conservate dello sviluppo della corteccia.
L'aumento del diametro radicale, un tratto largamente dipendente dal numero di strati corticali, migliora la fitness delle piante in suoli duri e aridi. Il recente riscaldamento globale sta accentuando la durezza e l’aridità del suolo. Pertanto, da un punto di vista applicativo, questa proposta contribuisce alla comprensione di come la diversità fenotipica nel patterning della corteccia influisca sulla facilitazione della penetrazione nel suolo.