Alla scoperta del microbioma delle piante

Alla scoperta del microbioma delle piante

Negli ultimi dieci anni la più ampia disponibilità della tecnologia di sequenziamento del DNA ha portato alla luce l’enorme varietà di batteri all’interno di una singola pianta. Ora sappiamo che uno “zoo microbico” – l’equivalente del microbioma umano – esiste all’interno di molte specie vegetali e arboree.

Curiosamente, continuano a comparire gli stessi tipi di microbi. “Esiste un microbioma di base che viene controllato da una comunità altamente complessa all’interno del suolo“, spiega Jeff Dangl dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, USA, leader in questo campo. La vera sorpresa è la grande diversità che si trova più vicino alle radici, nelle radici e infine all’interno della pianta, dove forse solo 200 specie ottengono di poter passare. “Le piante hanno sistemi immunitari e solo alcuni ceppi sono consentiti”, afferma Dangl.

 

Una scoperta rivoluzionaria legata alla canna da zucchero

Nel 1988, una scoperta ha illuminato un nuovo percorso che gli scienziati agricoli avrebbero presto seguito nella loro ricerca per massimizzare i raccolti. Il primo passo è stato la scoperta di un microbo che fissasse l’azoto nella linfa della canna da zucchero in crescita in Brasile. Il microbo converte l’azoto, inerte in aria, in ammoniaca utile, spiegando perché la canna da zucchero necessita di poco fertilizzante azotato per prosperare. Questo era del tutto inaspettato: fino ad allora i batteri che fissavano l’azoto erano stati trovati solo in speciali strutture delle radici conosciute come noduli.

È noto da tempo che legumi come piselli, trifogli, soia e fagioli ospitano noduli sulle loro radici e ottengano benefici dai batteri. I libri di testo scolastici raccontano come sia una relazione simbiotica classica: batteri che convertono l’azoto in ammoniaca e ricevono in cambio zuccheri.

Per anni gli scienziati delle piante avevano tentato senza successo di spostare questi noduli nelle colture di cereali in modo che anche per loro si potesse ridurre l’uso di fertilizzanti. Dopo la scoperta della canna da zucchero, i ricercatori hanno capito che se potevano usare questo insolito microbo per fissare l’azoto anche nelle principali colture alimentari sarebbe stato un vantaggio per l’industria agricola.

 

Usare meno fertilizzanti è possibile grazie ad un batterio

Edward Cocking all’Università di Nottingham, nel Regno Unito, si è dedicato a questo compito. Ha isolato il microbo nella linfa di canna da zucchero, il gluconacetobacter diazotrophicus, e lo ha inserito in varie colture alimentari. “Ho studiato i batteri nei principali cereali del mondo e altre piante importanti come i pomodori“, afferma Cocking. ‘Ha colonizzato tutti questi.’

Un certo numero di batteri “buoni” è stato ora collegato ad una maggiore capacità di recupero e alla resa in caso di siccità, stress da calore, salinità e malattie delle piante. Inoculare queste colture potrebbe non solo migliorare i raccolti ma anche combattere le malattie senza bisogno di sostanze chimiche o di modificazioni genetiche.

C’è anche stato un accumulo di prove per sostenere che i microbi benefici possono essere reintegrati con successo tra i diversi tipi di piante. Ciò significa che un microbo benefico trovato su una specie di pianta può essere trasferito ad una specie non correlata, con gli stessi benefici.

Circa il 2% del consumo energetico mondiale è attualmente destinato alla produzione industriale di azoto. Si prevede che i prodotti microbici diminuiscano la necessità di fertilizzanti costosi, riducendo al contempo l’uso di pesticidi chimici e fungicidi. “Ci sono tonnellate di profitti ricavati dall’agricoltura sostenibile“, afferma Dangl. ‘Fare la cosa giusta per il pianeta farà da guida‘.

 

Fonte
https://www.chemistryworld.com/features/the-plant-microbiome/3008377.article