24 Aprile 2024

Così i microbi del suolo combattono le infezioni delle piante

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Secondo una ricerca dell’Università della California Davis alcuni ceppi di microbi del terreno agiscono sulle radici delle piante di sorgo proteggendole dalle minacce esterne

di Matteo Cavallito

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Alcuni microbi del suolo possono sopprimere le infezioni da striga, una pianta parassitaria che colpisce diverse colture. Tale capacità si manifesta nell’impatto dei microorganismi sulle radici che, una volta modificate nella struttura per l’azione di questi ultimi, diventano più resistenti alle infezioni. Lo segnala una ricerca dell’Università della California Davis pubblicata sulla rivista Cell Reports. Lo studio si è concentrato su alcuni ceppi specifici di batteri che, in particolare, potrebbero essere applicati come probiotici nelle colture di sorgo.

“Questi microbi sono molto promettenti come additivi del suolo e possono aiutare gli agricoltori a coltivare con successo il sorgo nell’Africa sub-sahariana”, ha dichiarato Siobhan Brady, docente e co-autrice dello studio in una nota diffusa dall’ateneo statunitense.

I parassiti all’attacco del sorgo

“Il sorgo bicolore è uno dei cereali più importanti a livello globale ed è una coltura di base per i piccoli agricoltori”, spiega lo studio. “Ogni anno in Africa si perde circa il 20% della sua produzione a causa della Striga hermonthica, una pianta infestante parassita delle radici”. In sintesi, funziona così: quando si trovano in un terreno povero di fosfati, ricorda la nota, le piante di sorgo rilasciano sostanze chimiche dalle radici per attirare i funghi che si uniscono a loro per contribuire all’acquisizione del fosfato stesso.

Tale rilascio funziona come una vera e propria segnalazione per la pianta parassitaria che reagisce germogliando e agganciandosi alle radici del sorgo.

“Le attuali strategie di gestione della striga non sono efficaci se usate singolarmente”, spiega ancora lo studio, per questo motivo “sono necessari approcci integrati”. L’ipotesi iniziale dei ricercatori è che i microbi possano contribuire al contrasto delle infezioni. Studi precedenti, spiegano, avevano dimostrato che un fungo del suolo, il Fusarium, sopprime la germinazione della pianta parassitaria. Ma non era noto se ad avere tale capacità fossero anche i batteri del terreno.

I microbi sono una risorsa contro la pianta parassitaria

Utilizzando tecniche di indagine genetica, microscopia ed esperimenti in vitro, i ricercatori hanno dimostrato che i microbi modificano sia le segnalazioni chimiche che aiutano la pianta parassitaria ad attaccarsi al suo ospite sia l’anatomia delle radici del sorgo, rendendo così più difficile l’aggancio. Gli studiosi, riferisce nel dettaglio la nota, hanno osservato che i batteri attivano alcuni geni che danno luogo a uno strato più spesso di suberina, una sostanza cerosa che può fungere da barriera per il parassita, oltre che a un maggior numero di spazi vuoti che possono anche impedire l’attaccamento alla pianta.

Attraverso il sequenziamento genetico, gli scienziati hanno identificato oltre 100 ceppi di batteri associati alla resistenza del sorgo all’attacco esterno. L’analisi in vitro ha evidenziato in particolare il ruolo determinante di due essi: lo Pseudomonas, responsabile del degrado dei segnali chimici nel terreno, e un ceppo di Arthrobacter che aumenta la suberificazione delle radici.

Nuove soluzioni

“L’obiettivo finale è identificare soluzioni microbiche con cui gli agricoltori possano trattare il terreno o le sementi per aiutare a prevenire l’infezione da striga”, ha dichiarato Brady. “Lo scopo è quello di creare un pacchetto integrato di soluzioni per gli agricoltori”. Al momento gli scienziati sono alla ricerca dei microbi responsabili del conferimento degli altri tratti di resistenza, come la formazione dell’aerenchima, un particolare tessuto spugnoso.

Contemporaneamente, gli stessi ricercatori stanno cercando di identificare i microbi del suolo coinvolti in questi meccanismi in varie regioni per capire se essi possano conferire la resistenza alle piante colpite dal parassita. In sintesi, concludono gli autori, “questo lavoro pone le basi per la progettazione di un consorzio microbico composto da più membri che sopprima la formazione di un parassita, l’haustorium, e induca diverse barriere strutturali nelle radici per ridurre collettivamente il parassitismo della striga”.