Francesca Biagioli Anche le piante hanno un proprio microbioma fatto di batteri che, se in equilibrio, possono proteggerle da malattie e siccità
@Nat Plants 2021 / ETH Zurich
Non solo gli animali e gli esseri umani, anche le piante ospitano una complessa comunità di microrganismi. I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno recentemente pubblicato due nuovi studi che fanno luce su alcuni aspetti fondamentali del microbioma delle piante.
Centinaia di specie batteriche vivono all’interno, sulle foglie e sulle radici delle piante. Un team di ricerca guidato da Julia Vorholt dell’Istituto di microbiologia dell’ETH di Zurigo, insieme a colleghi tedeschi, ha scoperto e classificato per la prima volta questi batteri sei anni fa.
Da allora i loro studi sono andati avanti e recentemente, lo stesso team, ha pubblicato sulle riviste Nature Plants e Nature Microbiology due nuove ricerche in cui si svelano interessanti dettagli sul microbioma delle piante.
Nel primo studio, i ricercatori hanno studiato come le piante rispondono alla loro colonizzazione da parte di microrganismi. Il team di Vorholt ha fatto gocciolare colture batteriche sulle foglie di piante che fino a quel momento erano state coltivate in condizioni sterili. Come ci si aspettava, diversi tipi di batteri hanno innescato diverse risposte nelle piante.
Ad esempio, l’esposizione a determinati generi di Gammaproteobacteria ha causato l’attivazione nelle piante di Arabidopsis thaliana di oltre 3.000 geni diversi, mentre quelli di Alphaproteobacteria hanno innescato una risposta solo in 88 geni.
Batteri fluorescenti su una superficie di foglia @Maximilian Mittelviefhaus / ETH Zurich
Come ha dichiarato la dottoressa Vorholt:
Nonostante questa vasta gamma di risposte ai diversi batteri del microbioma, siamo rimasti sbalorditi nell’individuare una risposta centrale: le piante attivano praticamente sempre un set centrale di 24 geni.
Ma non è tutto ciò: l’intensità di attivazione di questi 24 geni fornisce informazioni su quanto i batteri abbiano colonizzato la pianta e su quanti geni aggiuntivi la pianta attiverà man mano che si adatterà ai nuovi arrivati.
Lo studio ha anche dimostrato che piante con difetti in alcuni di questi 24 geni sono più suscettibili ai batteri nocivi.
Nella seconda ricerca, invece, gli esperti hanno esplorato come cambiano le comunità batteriche quando le mutazioni causano la carenza di uno o più geni in una pianta. Il team si aspettava di vedere che i difetti genetici nei recettori, che le piante usano per rilevare la presenza di microbi, giocano un ruolo importante.
Quello che non si aspettavano era che un altro difetto genetico avrebbe avuto l’effetto maggiore: se le piante erano carenti di un certo enzima, NADPH ossidasi, le conseguenze per la comunità batterica erano pesanti. In assenza di NADPH ossidasi, infatti, i microbi che in circostanze normali vivevano pacificamente sulle foglie si trasformavano in patogeni opportunisti.
I risultati ottenuti da questi nuovi studi sono molto importanti: se il microbioma delle piante è in equilibrio, infatti, è in grado di proteggere le piante dalle malattie e renderle anche più resistenti alla siccità e alla salsedine. Ecco perché il settore agricolo è tra quelli più interessati ai risultati di questo nuovo studio e chissà che in futuro, al posto dei pesticidi, sfrutteremo il potere del microbioma delle piante.
Fonte: ETH / Nature Plants / Nature Microbiology
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