13 Maggio 2024

La genetica delle piante influenza la presenza dei microbi utili nel suolo

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Uno studio dell’Università del Colorado dimostra la correlazione tra alcuni tratti genetici dei girasoli e un insieme di microbi capaci di contrastare le malattie delle piante

di Matteo Cavallito

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Alcuni microbi del suolo possono aiutare le piante di girasole a contrastare efficacemente i patogeni. Le piante stesse, a loro volta, influiscono sulla presenza dei microorganismi utili grazie alle loro caratteristiche genetiche. Lo sostiene uno studio a cura dei ricercatori dell’Università del Colorado Boulder pubblicato sulla rivista Molecular Ecology.

“Le interazioni ospite-microbo sono considerate sempre più spesso come importanti fattori di salute, crescita, longevità e processi ecologici”, segnala lo studio. “Meno si sa, tuttavia, su come la variazione genetica influenzi i microbiomi associati agli ospiti e i fenotipi a valle”. Questa ricerca “dimostra il potenziale delle associazioni microbiche ereditabili nello svolgere ruoli importanti nella difesa in ambienti naturali e in quelli modificati dall’uomo”.

Lo studio

L’indagine ha preso in esame la risposta delle piante a un patogeno chiamato Sclerotinia e responsabile di una malattia nota come muffa bianca. Dopo alcune prove sul campo i ricercatori hanno individuato 42 tipi di microbi capaci di contribuire alla resistenza dei girasoli nei confronti della malattia. In seguito, gli studiosi hanno potuto associare la presenza di questi microorganismi ad alcune caratteristiche genetiche delle piante stesse.

“Tutto ciò – spiega una nota della Colorado University – suggerisce che diverse varietà di girasole abbiano saputo adattarsi geneticamente per far crescere il numero di microbi utili nel terreno circostante, migliorando così la loro resistenza alla muffa bianca”.

Quattro batteri sono decisivi

A differenza di ciò che accade negli esseri umani, spiegano gli autori, i sistemi immunitari delle piante non tengono traccia di tutti i microbi incontrati. Al tempo stesso, però, sono in grado di riconoscere i modelli molecolari associati alle malattie tramite i recettori.

“Ogni tipo di recettore può interagire solo con molecole di forma specifica, che si incastrano tra loro come pezzi di un puzzle”, spiega la nota. “Una volta stabilito il contatto, il recettore segnala una risposta di difesa”.

Osservando i vari tipi di batteri associati alla resistenza dei girasoli al patogeno, i ricercatori si sono concentrati su quattro di essi che mostravano una particolare correlazione con la capacità di difesa della pianta. “Il modo in cui le piante interagiscono con i microbi nella rizosfera (ovvero nella porzione di suolo intorno alle radici, ndr) dipende dai loro geni”, si legge nella nota. “Per questo motivo, i ricercatori sono stati in grado di associare i quattro tipi di batteri a parti estremamente specifiche del codice genetico dei girasoli”.

Il ruolo dei geni

I ricercatori evidenziano come le piante abbiano la capacità di coltivare una comunità di microbi utili. Ma come? “Secernendo composti che inibiscono alcuni microbi e che favoriscono la crescita di altri”, risponde Nolan Kane, professore associato di ecologia e biologia evolutiva alla Colorado University. Kane, co-autore dello studio, sottolinea in particolare il ruolo delle molecole di carboidrati, come zuccheri e amidi, prodotte tramite la fotosintesi.

Molte delle interazioni tra le piante e i microbi, spiega, “coinvolgono gli zuccheri o i carboidrati forniti dalle piante che da essi traggono beneficio ricevendo in cambio azoto o altri elementi di cui hanno bisogno”.

Lo studio, osservano i ricercatori, suggerisce quindi come le associazioni microbiche possano essere alla base di pratiche utili per favorire la protezione delle piante. Tra queste c’è la coltivazione selettiva di varietà dotate dei geni corrispondenti a una maggiore abbondanza di microbi utili nella rizosfera. Oltre ovviamente all’applicazione diretta dei microorganismi benefici nei campi.