I batteri alleati delle piante contro la siccità

Ha studiato le modalità con cui batteri endofiti, capaci di colonizzare i tessuti radicali delle piante determinano, un aumento della resistenza alla siccità della pianta ospite, il team internazionale di ricercatori dell'Università Statale di Milano (Sara Borin, Claudia Sorlini e Graziano Zocchi) e della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST, in Arabia Saudita).

Pubblicato su Environmental Microbiology, il lavoro del gruppo - coordinato da Daniele Daffonchio, docente di Microbiologia agraria in Statale - contribuisce a rivelare i meccanismi con cui i batteri promotori della crescita radicale delle piante favoriscono l'adattamento e la resistenza delle piante alla siccità, un problema ambientale crescente non solo per i paesi subtropicali ma anche per quelli mediterranei, con potenziali importanti conseguenze economiche sull'agricoltura.

Il team di ricerca ha studiato due ceppi batterici selezionati per le capacità di colonizzare l'interno dei tessuti delle radici di piante di peperone e dotati di tratti fenotipici correlati alla capacità di promuovere la crescita radicale e, in generale, della pianta.

Scelto per la sua elevata sensibilità allo stress idrico, il peperone è stata la pianta modello per saggiare in vivo la capacità dei due ceppi batterici di promuovere la resistenza alla siccità.La colonizzazione delle sue radici da parte dei due ceppi batterici ha determinato nelle piante esposte a stress idrico un aumento della biomassa vegetale, rispetto alle piante non colonizzate, e l'aumento di parametri funzionali, come i tassi di fotosintesi e di traspirazione.

La colonizzazione batterica ha anche prodotto un aumento del contenuto di ioni sodio e potassio nei tessuti radicali, suggerendo che fossero i microrganismi a favorire un aumento delle attività delle pompe vacuolari dei tessuti radicali.

Lo studio dell'espressione di due pompe vacuolari nei tessuti radicali di peperone coltivato in condizioni di stress idrico ha dimostrato che la colonizzazione dei batteri favoriva in particolare l'espressione e l'attività di una pirofosfatasi vacuolare, un enzima molto importante per la resistenza della pianta allo stress idrico.

Fino a oggi la modulazione dell'attività di questo enzima è stata evidenziata solo a seguito di manipolazione genetica.Il nuovo studio dimostra per la prima volta che la sua attivazione può essere stimolata anche da batteri endofiti, agenti microbici naturalmente capaci di colonizzare i tessuti radicali vegetali.

Il lavoro ha dimostrato che i microorganismi del suolo stabiliscono relazioni intime con i tessuti radicali delle piante, delle vere e proprie simbiosi, che contribuiscono all'adattamento delle piante agli attuali cambiamenti climatici e ambientali.