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Cambiamenti climatici e produzioni vegetali: fungo microscopico, isolato nel deserto del Thar (India), migliora la resistenza del pomodoro allo stress idrico. Possibile forte impatto anche su altre colture

In agricoltura risparmiare acqua e mantenere inalterata la qualità dei prodotti è un obiettivo primario. I primi risultati arrivano dal progetto di ricerca MICROBIOS coordinato da Elisa Pellegrino del Centro CROP (Centro di Ricerca in Produzioni Vegetali) della Scuola Superiore Sant'Anna
Data pubblicazione: 30.11.2023
Spore di Serendipita indica dentro la radice_micrscopio a luce
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In agricoltura risparmiare acqua e mantenere inalterata la qualità dei prodotti è un obiettivo primario, che può essere raggiunto grazie a un fungo microscopico che migliora la resistenza del pomodoro agli stress idrici. I primi risultati, arrivati da un progetto di ricerca della Scuola Superiore Sant'Anna, sono promettenti anche per altre colture.

Negli ultimi anni, il cambiamento climatico ha portato a numerose conseguenze, come la scarsa disponibilità di acqua per fini agricoli. Nei mesi estivi le colture sofferenti, i fiumi in secca e una prolungata carenza idrica portano la superficie coltivata in condizioni di severa siccità, con gravi danni economici. In vista della riduzione di disponibilità idrica riuscire a diminuire il consumo di acqua in agricoltura, mantenendo inalterata la produzione, diventa un obiettivo importante e necessario.

La Scuola Superiore Sant’Anna fornisce un contributo con il progetto MICROBIOS, coordinato da Elisa Pellegrino, ricercatrice del gruppo Interazioni Pianta-Suolo del Centro di Ricerca in Produzioni Vegetali (Crop), che mira allo sviluppo di  microorganismi del suolo, riuniti in consorzi ad azione biostimolante, da utilizzare per aumentare la resistenza delle colture agrarie e migliorare la qualità delle produzioni.

I risultati su piante di pomodoro sono molto promettenti, guardando alle esigenze idriche di questa coltura (un pomodoro per arrivare a maturazione necessita di circa 13 litri d’acqua), ma possono essere di forte impatto anche per altre colture in un contesto di cambiamenti climatici.

Nello studio condotto nell’ambito del progetto MICROBIOS finanziato dalla Regione Toscana, sul Fondo per lo Sviluppo e la Coesione e dalla DND Biotech srl, e svolto in collaborazione con Eurofins Genomics Italy srl, dopo aver individuato un fungo endofitico benefico, la Serendipita indica, è stato messo a punto il protocollo di coltivazione e di inoculazione del fungo stesso e dei batteri ad esso associati su piante di pomodoro in condizioni idriche critiche.

Gli studi hanno messo in luce come l’inoculazione di questo microscopico fungo sulla pianta di pomodoro, in condizioni di dimezzamento di volumi d’acqua e di privazione totaleabbia potenziato la crescita delle piante fornendo un’elevata protezione sia contro gli stress biotici, causati da altri esseri viventi (batteri, virus, insetti), sia abiotici, provocati da un fattore ambientale avverso, quale appunto la siccità, anche durante le fasi di recupero della pianta.

Il fungo selezionato, coltivabile axenicamente cioè in purezza, è stato isolato nel deserto del Thar, in India. Gli effetti del fungo sono stati valutati a volumi di adacquamento dimezzati e a cicli di privazione dell'acqua. Le piante di pomodoro colonizzate dall'endofita, sottoposte a stress (-50% di acqua), hanno mostrato uno sviluppo maggiore rispetto a quelle non trattate di circa il +15%, mentre quelle sottoposte a privazione di acqua per cicli di sette giorni, hanno riportato uno sviluppo in media del 32% in più

Le piante colonizzate dal fungo sottoposte ai cicli di siccità hanno mostrato una migliore conduttanza stomatica rispetto a quelle ben adacquate, migliorando il contenuto relativo dell’acqua nelle foglie che di norma si abbassa in modo significativo sotto stress. Per ogni molecola di CO2 assorbita c’è un dispendio di acqua da parte della foglia, ed è quindi importante riuscire migliorare la conduttanza della pianta, facilitando la diffusione di H2O verso l’esterno e di CO2 verso l’interno.

I consorzi microbici, come la Serendipita indica e di batteri associati, vengono usati sempre più spesso come biostimolanti, in seguito alla riduzione naturale dei microorganismi benefici del terreno, sia in quantità che in qualità, dovuta alla diffusione di pratiche agronomiche intensive. 

Nel corso della ricerca, sono stati anche determinati, mediante sequenziamento di ultima generazione, i batteri associati al fungo inoculato, un consorzio che rappresenta un pool genetico assai eterogeneo da cui poter ottenere ceppi con ottime funzioni biostimolanti per le colture agrarie

Il progetto ha finanziato un assegno di ricerca biennale a Valentina Lazazzara della Scuola Superiore Sant’Anna, a oggi impegnata come ricercatrice all’Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante del CNR di Firenze. Per gli studi compiuti nell’ambito del MICROBIOS, Valentina Lazazzara ha ricevuto un premio dalla Società Europea di Microbiologia (FEMS) ad Amburgo, in Germania, per la seguente pubblicazione: "Valentina Lazazzara, Laura Ercoli, Elisa Pellegrino 2023. Serendipita indica confers drought tolerance in tomato by stimulating the expression of drought stress-related. FEMS Conference 9-13 July 2023, Hamburg, Germany".

In copertina: Spore del fungo endofitico benefico Serendipita Indica inoculato nella radice della pianta di pomodoro visto al microscopio a luce

Gallery: Spore e micelio di Serendipita Indica al microscopio a fluorescenza (1) , Valentina Lazazzara e Irene Nicolini durante gli esperimenti in laboratorio (2), Spore di Serendipita indica in coltura axenica, in purezza, in mezzo liquido (3), da destra Elisa Pellegrino, Valentina Lazazzara e Irene Nicolini nei laboratori del Centro CROP (4)

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