Un articolo con informazioni dettagliate è stato pubblicato il primo novembre scorso dalla rivista Science ma la notizia è stata data anche dall’efficientissima Università di Wageningen, sempre puntuale nell’aggiornare su iniziative e progetti che la coinvolgono. Sono i risultati di una ricerca che potrebbe davvero rivoluzionare il futuro dell’agricoltura, rendendola davvero sostenibile ed eliminando l’impiego dei famigerati pesticidi.
La ricerca, guidata dall’istituto olandese di ecologia NIOO- KNAW e dall’Università di Wageningen, con la collaborazione di tanti altri ricercatori di diversi Paesi (Stati Uniti, Brasile, Colombia), ha messo in luce che i microrganismi che vivono all’interno delle radici delle piante si uniscono per favorire la loro crescita e per aiutarle a tollerare gli stress. In particolare, alcune specie di batteri “residenti” sono in grado di proteggere le radici delle piante dalle infezioni fungine.
La scoperta è stata fatta grazie all’impiego della metagenomica, una speciale tecnologia che utilizza il DNA per studiare le comunità microbiche nel loro ambiente naturale identificandone i geni. A questo proposito si è rivelato particolarmente prezioso il nuovo software sviluppato dai ricercatori dell’Università di Wageningen, che permette di confrontare il DNA di migliaia di specie contemporaneamente.
Questa scoperta, secondo il coordinatore del progetto, Jos Raaijmakers, dell’istituto NIOO-KNAW, rappresenta sola la punta di un iceberg ed è la scoperta di un vero tesoro di proprietà di cui non si conoscono neanche il funzionamento e le dinamiche. Raaijmakers ha anche dichiarato che questi risultati sono stati possibili grazie all’approccio multidisciplinare adottato per lo studio che ha visto la collaborazione di ecologi, microbiologi, biologi molecolari, bioinformatici e statistici.
L’obiettivo dello studio era proprio individuare le dinamiche con cui i microrganismi all’interno delle radici vengono reclutati dalla pianta quando è sotto attacco da agenti patogeni fungini. E i ricercatori sono stati in grado di ricostruire la composizione e le funzioni di questa comunità nelle radici delle piante studiandone esclusivamente il sequenziamento del DNA. In particolare, è stato rilevato che quando le piante sono sul punto di essere infettate le “mani che aiutano” all’interno delle radici iniziano a produrre tutti i tipi di sostanze utili per difenderla come ad esempio i Chitinasi, enzimi che distruggono le pareti cellulari degli agenti patogeni fungini attaccanti.
Questa scoperta ha permesso di sviluppare truppe di backup microscopiche personalizzate per la difesa delle piante, usando batteri delle specie Chitinophaga e Flavobacterium. Gli esperimenti sulla barbabietola da zucchero hanno dimostrato l’efficacia di questa tecnica per sopprimere le infezioni fungine delle radici.
Usando questo metodo, i ricercatori hanno trovato più di 700 cluster di geni sconosciuti che producono sostanze uniche, un volume impensabile visto che fino ad ora ne erano stati registrati solo 12 nelle banche dati mondiali.
Questa ricerca fa parte del più vasto progetto BackToRoots, finanziato dal Dutch Research Council’s AES Domain (Applied & Engineering Sciences), che coinvolge oltre all’università di Wageningen e all’istituto NIOO- KNAW, l’università di Utrecht, di Leden e di Gronengen e molte società private.
BackToRoots si propone di migliorare la crescita e la produttività delle piante esplorando le comunità microbiche benefiche, comprese quelle che si trovano negli antenati delle nostre colture odierne.
I microrganismi che vivono su o nelle radici delle piante, infatti, possono aiutare a stimolare la germinazione dei semi, promuovere la crescita delle piante e offrire protezione contro la siccità, i parassiti e le malattie. Ma è importante identificare quali microrganismi sono più efficaci e se e come i consorzi microbici sono più efficaci dei microbi “singoli”.
Secondo i ricercatori, gli antenati selvatici delle piante coltivate e i loro partner microbici possono dare risposte importanti: rispetto ai loro parenti contemporanei è probabile che avessero una biodiversità microbica più elevata e funzioni di supporto microbico più forti.
Concretamente, questi studi si propongono di individuare nuovi strumenti per un’agricoltura più sostenibile, ottenere piante più produttive senza modificazioni genetiche, identificare nuovi antimicrobici per l’agricoltura e per l’industria farmaceutica. Le aziende in particolare dovrebbero poter riuscire a disporre di microrganismi benefici e di nuovi antimicrobici, di nuovi biomarcatori vegetali (DNA, essudati) e di nuove varietà colturali.
BackToRoots si articola in 4 diversi sotto progetti con focus specifici: Going back to the roots, decifrare i microbiomi dei semi e delle radici delle specie di colture e dei loro parenti selvatici per ottimizzarne i benefici; Innovation by nature, individuare i tratti vegetali che contribuiscono a massimizzare la crescita e le funzioni protettive del microbiota radicale; Microbial support of plant growth under abiotic stress, identificare i microrganismi e i meccanismi coinvolti nella tolleranza alla siccità delle piante; Plant protection on demand, attivare in modo guidato essudati di nuovi antimicrobici nei microrganismi già presenti nei semi e nelle radici.
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