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Il sistema immunitario delle piante
Una microflora nei terreni attorno alle radici aiuta la pianta a contrastare microrganismi e funghi patogeni come il Rhizoctonia solani per le barbabietole da zucchero
Anche se noi possiamo essere ben consapevoli della presenza del sistema immunitario umano, ora sembra che anche le piante possiedano delle notevoli strategie di difesa.
In uno studio pubblicato su Science Express, ricercatori dall'Università di Wageningen nei Paesi Bassi e dal Lawrence Berkeley National Laboratory negli Stati Uniti hanno identificato per la prima volta in che modo una rete di microbi del suolo possono lavorare assieme per respingere i patogeni che uccidono le piante.
Il team ha compiuto la scoperta dopo aver osservato attentamente il suolo proveniente da un campo di barbabietole da zucchero nei Paesi Bassi che era diventato resistente al patogeno Rhizoctonia solani che causa il fungo alla radice delle piante. Anche se i suoli soppressivi sono piuttosto comuni, finora sono stati identificati solo alcuni dei microbi coinvolti in questo sistema immunitario per le piante e precedenti studi hanno portato alla luce solo un numero esiguo di microbi che combattono contro i patogeni. In questo studio, il team ha trovato 17 microbi del suolo impegnati a tentare di sopprimere il patogeno killer, che è in grado di seminare il caos tra barbabietole, piante e riso.
Per identificare questi microbi, il team ha usato un chip delle dimensioni di una carta di credito capace di rilevare la presenza di 59.000 specie di batteri e archei in campioni di aria, acqua e suolo senza bisogno di colture. Questo chip è stato sviluppato al Lawrence Berkeley Lab per aiutare a identificare non solo gli organismi più tipici e meglio conosciuti in un campione ambientale, ma anche i tipi più rari che sono meno abbondanti.
Esso funziona comparando una sequenza di DNA unica per ciascuna specie di batteri con oltre un milione di DNA target di riferimento sul chip.
"Già in precedenza singoli organismi sono stati associati con suoli soppressivi di malattie, ma noi abbiamo dimostrato che una combinazione di molti organismi è associata a questo fenomeno," ha commentato Gary Andersen, uno dei ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory.
Tipicamente, le barbabietole da zucchero piantate in un suolo soppressivo della malattia seguono un ciclo che inizia con alcuni anni senza patogeni prima di soccombere alla malattia. Le piante diventano quindi sane una volta che vengono attivati i microbi che combattono il patogeno e il suolo diventa ostile per il patogeno.
I campioni di suolo usati nello studio sono stati organizzati per mostrare sei di queste diverse fasi della soppressione della malattia da parte del campo di barbabietola da zucchero. Campioni di DNA provenienti da questi campioni sono stati analizzati e vi sono state trovate oltre 33.000 specie di batteri e archei.
Sebbene si siano trovate piccole variazioni tra i microbi presenti nelle sei diverse fasi del ciclo del suolo, quando ogni campione è stato analizzato si è scoperto che all'interno dell'abbondanza di batteri ciascun campione aveva una composizione batterica unica. Tutti i campioni in cui la malattia era soppressa avevano una maggiore abbondanza di 17 tipi unici di batteri. Questi comprendevano ben noti "combattenti dei funghi" come Pseudomonas, Burkholderia, Xanthomonas e Actinobacteria. Si è scoperto che in alcuni campioni erano presenti anche altri tipi di batteri che non possiedono alcuna capacità dimostrata di combattere i patogeni da soli; questo suggerisce che essi agiscono in modo sinergico assieme ad altri batteri per sopprimere la malattia della pianta.
Le implicazioni di queste scoperte sono che, affinché il suolo sia adatto a combattere i patogeni, è meglio avere un forte "team" di diversi tipi di batteri piuttosto che avere solo uno o due killer dei patogeni.
"Noi ora vediamo che il complesso fenomeno della soppressione delle malattie nel suolo non può essere semplicemente attribuito a un singolo gruppo batterico, ma è verosimilmente controllato da una comunità di organismi," spiega Gary Andersen.
Se tutto va bene, questi risultati aiuteranno gli scienziati a comprendere domande rimaste senza risposta proprio su come il suolo soppressivo per una malattia attiri questi microbi protettivi e a sua volta aiuti agricoltori e coltivatori a lavorare per combattere malattie delle piante dannose dal punto di vista economico.
Articolo:
Mendes, R., et al. (2011) Deciphering the Rhizosphere Microbiome for Disease-Suppressive Bacteria. Science Express. DOI: 10.1126/science1203980.
Fonte: (26/05/2011)
Pubblicato in Ecologia e Ambiente
Tag:
Rhizoctonia,
radici,
piante,
barbabietole,
immunitario,
microbi
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