Gli scienziati hanno ingegnerizzato per la prima volta il microbioma delle piante, aumentando la prevalenza di piante “buone” batteri che proteggono la pianta dalle malattie.
Terrazze di riso – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (licenza gratuita Pixabay)
Le scoperte pubblicato in Comunicazioni sulla natura dai ricercatori dell’Università di Southampton, Cina e Austria, potrebbe ridurre sostanzialmente la necessità di pesticidi dannosi per l’ambiente.
C’è una crescente consapevolezza pubblica sull’importanza del nostro microbioma – la miriade di microrganismi che vivono dentro e attorno al nostro corpo, in particolare nel nostro intestino. I nostri microbiomi intestinali influenzano il nostro metabolismo, la nostra probabilità di ammalarci, il nostro sistema immunitario e persino il nostro umore.
Anche le piante ospitano un’enorme varietà di batteri, funghi, virus e altri microrganismi che vivono nelle loro radici, steli e foglie. Negli ultimi dieci anni, gli scienziati hanno condotto ricerche approfondite sui microbiomi delle piante per capire come influenzano la salute delle piante e la loro vulnerabilità alle malattie.
“Per la prima volta, siamo stati in grado di modificare la composizione del microbioma di una pianta in modo mirato, aumentando il numero di batteri benefici che possono proteggere la pianta da altri batteri dannosi”, afferma il dott. Tomislav Cernava, coautore dell’articolo e professore associato di interazioni piante-microbi presso l’Università di Southampton.
“Questa svolta potrebbe ridurre la dipendenza dai pesticidi, che sono dannosi per l’ambiente. Abbiamo raggiunto questo obiettivo nelle colture di riso, ma il quadro che abbiamo creato potrebbe essere applicato ad altre piante e sbloccare altre opportunità per migliorare il loro microbioma. Ad esempio, i microbi che aumentano l’apporto di nutrienti alle colture potrebbero ridurre la necessità di fertilizzanti sintetici”.
Il gruppo di ricerca internazionale ha scoperto che un gene specifico trovato nel cluster di biosintesi della lignina della pianta di riso è coinvolto nella formazione del suo microbioma. La lignina è un polimero complesso presente nelle pareti cellulari delle piante: la biomassa di alcune specie vegetali è costituita per oltre il 30% da lignina.
In primo luogo, i ricercatori hanno osservato che quando questo gene veniva disattivato, si verificava una diminuzione della popolazione di alcuni batteri benefici, confermando la sua importanza nella composizione della comunità del microbioma.
I ricercatori hanno poi fatto il contrario, sovraesprimendo il gene in modo che producesse più di un tipo specifico di metabolita, una piccola molecola prodotta dalla pianta ospite durante i suoi processi metabolici. Ciò ha aumentato la percentuale di batteri benefici nel microbioma vegetale.
Quando queste piante ingegnerizzate furono esposte Xanthomonas oryzae – un agente patogeno che causa la peronospora batterica nelle colture di riso, queste erano sostanzialmente più resistenti rispetto al riso selvatico.
La peronospora batterica è comune in Asia e può portare a una sostanziale perdita della resa del riso. Di solito viene controllato utilizzando pesticidi inquinanti, quindi produrre un raccolto con un microbioma protettivo potrebbe contribuire a rafforzare la sicurezza alimentare e aiutare l’ambiente.
Il gruppo di ricerca sta ora esplorando come influenzare la presenza di altri microbi benefici per sbloccare vari benefici per la salute delle piante.
L’omeostasi del microbioma sulle foglie di riso è regolata da una molecola precursore della biosintesi della lignina è pubblicato in Comunicazioni sulla natura ed è disponibile online.
Fonte: Università di Southampton
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