Le piante non possono contrarre il COVID-19, ma possono essere infettate da una serie di altri virus. Alcuni di questi virus possono causare enormi problemi alle colture. Un virus ringspot, ad esempio, minaccia gli alberi da frutto della papaia a Taiwan. Esistono opzioni per combattere i virus delle piante, come le proteine per curare le foglie. Ma due studenti delle scuole superiori taiwanesi hanno trovato una nuova tattica antivirale: fulminare le piante con l’elettricità.
Le piante sottoposte a shock in seguito sono diventate meno vulnerabili alle infezioni virali, riferiscono ora i giovani scienziati. Potresti pensare a questo trattamento d’urto come a un vaccino, notano Fu-Ru Li e Shao-Jyun Lai. Le due ragazze sono all’ultimo anno alla Taipei First Girls’ High School di Taipei City. Nell’ambito di un progetto di ricerca, hanno lavorato con piante di tabacco (Nicotiana benthamiana).
Questa specie è un buon modello per i test, perché è stata studiata molto. È anche nella stessa famiglia di alcune colture importanti, come i pomodori. Le scariche elettriche dovrebbero stressare una pianta più o meno allo stesso modo in cui farebbe un virus, hanno ragionato i ragazzi, attivando il suo sistema immunitario. Di solito, quando un virus attacca, aumenta la produzione di una sostanza chimica nelle foglie, dice Shao-Jyun.
Chiamato acido salicilico, questo composto naturale è responsabile della capacità dell’aspirina nel combattere le infiammazioni. Nelle piante di tabacco, questo composto attiva un gene chiamato PR1. Attiva una reazione che avverte la pianta di instaurare una difesa contro un virus. “Funziona per inviare messaggi ad altre foglie”, spiega Fu-Ru. Aggiunge Shao-Jyun, essenzialmente avverte una pianta: “Oh, c’è un virus. Dovresti prepararti!”
Molti tipi di stress, come il caldo e la siccità, possono attivare il sistema immunitario di una pianta. Ma una breve scossa elettrica dovrebbe ottenere gli stessi benefici immunitari e senza danneggiare la pianta. Almeno, questa era l’idea.
Virus: uno shock come vaccino
Quando ogni pianta aveva poche settimane, i ragazzi hanno infilato due fili di rame nel gambo sotto una foglia. I fili erano collegati a un dispositivo che inviava una corrente elettrica al gambo attraverso un filo e poi di nuovo al dispositivo attraverso l’altro filo. Le piante sono state fulminate a diversi voltaggi e per diversi periodi di tempo. Se la tensione era troppo alta o lo shock durava troppo a lungo, le foglie appassivano.
Fu-Ru e Shao-Jyun hanno ottenuto i migliori risultati erogando una corrente di 10 volt per 10 minuti. Tre ore dopo questo trattamento d’urto, i ragazzi hanno congelato le foglie di una pianta e poi hanno estratto le informazioni genetiche dalla pianta usando la PCR. Abbreviazione di reazione a catena della polimerasi, è una tecnica utilizzata per identificare i geni. Questi test hanno mostrato che il gene PR1 nelle piante trattate si era attivato.
E si è rivelato efficace, ora dimostrano i giovani ricercatori. Fu-Ru e Shao-Jyun hanno graffiato le foglie delle piante trattate e non trattate con un materiale granuloso simile alla sabbia per creare tagli aperti. Quindi i ragazzi hanno schiacciato le foglie infettate dal virus in un succo. Successivamente, hanno strofinato quel succo sulle foglie ferite, ma per il resto sane.
Speravano che le loro piante fulminate mostrassero meno infezioni virali rispetto alle piante non trattate. Ed è quello che è successo, il trattamento con elettroshock ha ridotto i livelli di virus di circa la metà. L’espressione del gene PR1 nelle piante trattate era molto più forte che nelle piante non trattate. Ciò indica che le piante trattate hanno una difesa immunitaria più forte.
Il prossimo passo sarà far durare più a lungo il vaccino. In questo momento, il trattamento d’urto inizia a svanire dopo circa un giorno, scoprono i ragazzi. Ciò suggerirebbe che le piante potrebbero aver bisogno di molti shock di richiamo.
Inoltre, gli agricoltori non troverebbero pratico trattare le piante nei loro campi una per una. Quindi, i ragazzi hanno studiato una forma di terapia di gruppo. Attaccando due lastre di rame in una pentola, hanno prodotto una corrente che ha viaggiato attraverso il terreno e nelle radici della pianta. Un giorno, sperano gli studenti, gli agricoltori potrebbero essere in grado di inviare una tale corrente attraverso un campo, trattando molte piante contemporaneamente.
L’idea di vaccinare un intero campo con un elettrodomestico ricorda a Shao-Jyun un film di fantascienza, dice. Ma può anche immaginare un mondo in cui il concetto è una realtà. “Prima di un’infezione virale stagionale, puoi usarla come una dose per aumentare l’immunità delle piante”, dice.
Nel frattempo, lei e Fu-Ru stanno presentando il loro nuovo trattamento antivirale alla Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) di questa settimana. Dopo due anni online, ISEF ha aperto questa settimana ad Atlanta, in Georgia. Per partecipare sono arrivati più di 1.100 studenti delle scuole superiori da tutto il mondo. Altri 500 studenti hanno gareggiato virtualmente quest’anno.
L’ISEF, che offre quasi 8 milioni di dollari in premi, è gestito dalla Society for Science da quando questo concorso annuale è iniziato nel 1950.
