Man mano che la domanda alimentare globale continua ad aumentare, l’efficace controllo dei parassiti rimane una delle sfide più urgenti dell’agricoltura. In tutto il mondo, gli agricoltori applicano quasi 4 milioni di tonnellate di pesticidi chimici ogni anno per proteggere le loro colture, rappresentando un’industria da 60 miliardi di dollari. Mentre questi composti hanno notevolmente aumentato la produttività agricola, il loro uso diffuso ha sollevato preoccupazioni per quanto riguarda l’impatto ambientale, i rischi per la salute e la sostenibilità a lungo termine dell’agricoltura moderna.
L’acaro ragno a due macchie, Tetranychus orticaeesemplifica i limiti della gestione convenzionale a base di pesticidi in agricoltura e orticoltura. Questi aracnidi microscopici infestano una vasta gamma di colture e alberi da frutto e possono riprodursi molto rapidamente. Ancora più importante, a differenza di molti altri parassiti, sviluppano rapidamente resistenza ai pesticidi chimici, rendendo sempre più impegnativi gli sforzi di controllo. Con la resistenza ai pesticidi in aumento, gli agricoltori in tutto il mondo cercano urgentemente strategie di controllo dei parassiti alternative e sostenibili.
Un team di ricerca guidato dal professor Gen-Echiro Arimura del Dipartimento di Scienze e Tecnologia Biologica, Facoltà di Ingegneria avanzata, Università di Scienze di Tokyo, Giappone, ha esaminato da vicino l’interazione molecolare fine che si verifica tra T. orticae acari e le loro piante ospiti. Il loro studio è stato pubblicato online in The Plant Journalil 4 marzo 2025. Il team si è concentrato su sostanze specifiche chiamate elicitori, secrete da T. orticaee ha esaminato i loro effetti biologici su varie colture.
“Un elicitore è una molecola che piante o parassiti possiedono che può migliorare la risposta di difesa delle piante”, spiega il Prof. Arimura. “Nelle nostre ricerche precedenti, abbiamo identificato due tetranine, etichettate TET1 e TET2, come elicitori nelle ghiandole salivari di acari del ragno a due macchie; queste sostanze inducono risposte di difesa nel fagiolo comune e in altre colture importanti commerciali.”
Il team di ricerca ha studiato gli effetti di altre 18 proteine della ghiandola salivare sulla resistenza delle foglie di fagioli comuni a T. orticae. Secondo questo screening iniziale, hanno identificato due nuove tetranine – TET3 e TET4 – che sembrano ridurre la riproduzione degli acari del ragno sulle piante.
Dopo una serie di esperimenti che coinvolgono ingegneria genetica e metodi molecolari e biochimici avanzati, il team ha scoperto i ruoli di TET3 e TET4 nelle complesse interazioni tra T. orticae e le sue piante ospiti. È interessante notare che hanno scoperto che l’espressione di TET3 e TET4 varia notevolmente a seconda di quale pianta gli acari nutriti. Gli acari che si nutrono di fagioli comuni, il loro ospite preferito, avevano livelli significativamente più alti di espressione TET3 e TET4 rispetto a quelli sui cetrioli, un’opzione meno preferita.
In particolare, le piante esposte agli acari con una maggiore espressione di TET3 e TET4 hanno mostrato risposte di difesa più forti, tra cui un aumento dell’afflusso di ioni di calcio, una generazione più elevata di specie reattive di ossigeno ed elevata espressione di un gene difensivo chiamato PR1. L’applicazione individuale di TET3 e TET4 alle piante ha avuto effetti diversi sulle risposte di difesa delle piante, evidenziando la specificità del ruolo di ciascun elicitore. “Presi insieme, i nostri risultati mostrano che queste tetranine rispondono a segnali ospitanti variabili che possono ottimizzare l’idoneità erbivoro alterando la risposta anti-acuto della pianta ospite”, osserva il Prof. Arimura.
Le implicazioni di questi risultati sono duplici. In primo luogo, comprendere i meccanismi molecolari che sono alla base delle interazioni tra organismi portano a una migliore comprensione dell’evoluzione, degli ecosistemi e della biodiversità. Gli elicitori come le tetranine agiscono come legami cruciali in questi sistemi complessi, rendendo il loro studio dettagliato essenziale per scoprire approfondimenti biologici più ampi. Dal punto di vista agricolo, le tetranine e gli elicitori simili offrono potenziale per il miglioramento delle colture, poiché le intuizioni sul sistema di rilevamento degli elicitor possono aiutare a riprodurre colture più sensibili e resilienti. “Gli elicitori possono essere utili come biostimolanti che possono aumentare la potenziale resistenza ai parassiti delle piante”, evidenzia il Prof. Arimura. “Lo sviluppo di tali tecniche agricole biologiche è estremamente significativo nel mondo di oggi, poiché l’impatto ambientale ed ecologico del forte consumo di pesticidi diventa più grave. Si spera che gli elicitori secreti dai parassiti e chiariscono le loro funzioni porterà a contromisure senza precedenti di ragno.”
Con una ricerca continua, questo affascinante argomento potrebbe contribuire all’agricoltura più sostenibile e alla maggiore sicurezza alimentare.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com