Risorse utili per l’agricoltura dallo studio della biodiversità microbica

La rizosfera, il sottile strato di suolo influenzato dalla radice di una pianta, è circa 100 volte più ricco di batteri rispetto al suolo libero circostante. Le radici delle piante producono molecole organiche che possono essere utilizzate come nutrienti dai microrganismi della rizosfera, i quali mostrano un elevata biodiversità, strettamente influenzata dalla specie vegetale e dal suo profilo di essudazione. Piante e rizobatteri si trovano in una associazione mutualistica, dove le piante forniscono nutrienti, nella forma di essudati radicali, ai microrganismi che a loro volta esercitano un effetto benefico sulla crescita vegetale. Questi batteri, chiamati “Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)”, possono influenzare direttamente la pianta fornendo nutrienti biodisponibili o metaboliti che stimolano la crescita vegetale, controllano gli effetti dello stress, promuovono la fertilità del suolo. I PGPR possono anche promuovere indirettamente la crescita della pianta, proteggendola dalle fitopatologie tramite un’azione antagonista nei confronti degli agenti patogeni. In questo lavoro abbiamo studiato la biodiversità microbica nella rizosfera di piante selvatiche e di interesse agricolo, provenienti da ambienti agricoli e da ambienti estremi. Lo scopo del lavoro era di ottenere in coltura ceppi microbici in grado di colonizzare la rizosfera e/o il sistema vascolare della pianta, aventi forti e polivalenti caratteristiche PGP. Sono stati prelevati campioni di rizosfera e radici di piante di interesse agricolo per il bacino del Mediterraneo – peperone, olivo e vite – coltivate in regioni aride – Tunisia ed Egitto – lungo un transetto nord-sud di desertificazione. Sono inoltre state studiate piante selvatiche provenienti da ambienti estremi, suoli ipersalini nella zona degli Chott tunisini e sorgenti calde ed acide in ambiente vulcanico (Messico). È stata quindi costituita una vasta collezione di migliaia di isolati batterici rizosferici ed endofiti, che è tutt’ora in fase di screening per le potenzialità PGP. La collezione presenta elevata diversità tassonomica e diversi ceppi hanno dimostrato polivalenti attività PGP in test in vitro. Gli isolati più promettenti sono in fase di screening in vivo su piante modello. I PGPR isolati dagli ambienti estremi hanno dimostrato di essere adattati a condizioni ambientali non convenzionali, e di avere il potenziale di essere applicati come risorsa biotecnologica per l’agricoltura in regioni calde e/o aride, e suoli degradati. Esperimenti in planta hanno mostrato che le colture selezionate sono in grado di colonizzare la radice, promuovere la germinazione dei semi e la crescita vegetale e diminuire sensibilmente i livelli di stress idrico. I risultati dimostrano l’elevato potenziale della biodiversità dei microrganismi associati alle radici delle piante, sfruttabili come risorse biotecnologiche applicabili in agricoltura come biofertilizzanti e/o biostimolanti, utili per lo sviluppo di pratiche agricole sostenibili ed “environmental-friendly”.