• Dalla ricerca all’innovazione

  • Un supporto concreto per le aziende

  • Servizi di analisi su misura

Il microbioma della pianta: uno strumento per nuove pratiche agricole.

I microbiomi sono comunità di microrganismi che vivono su e negli animali, piante, suoli, oceani e nell’atmosfera. Il microbioma del suolo è una comunità dinamica di microrganismi associati a piante e terreni. Questa comunità comprende batteri e funghi e ha potenziali effetti sia benefici che dannosi sulla crescita delle piante e sulla resa delle coltivazioni. La composizione di ogni particolare microbioma è influenzata da una miriade di fattori, tra cui: ambiente, proprietà fisiche del suolo, disponibilità di nutrienti e specie vegetali.

Piante, microbioma e suolo: un lavoro di squadra

Le piante, il microbiota e l’ambiente formano un complesso dialogo che orchestra collettivamente il microbioma delle piante stesse. Gli ultimi due decenni hanno visto l’evolversi della ricerca scientifica sulle piante proprio sul tema del microbioma, per testare una serie di idee già proposte oltre un secolo fa e generare molte nuove ipotesi.

Le interazioni tra specie vegetali e microrganismi del suolo sono importanti per la crescita e la resistenza delle piante. Si tratta di un’interazione bidirezionale: le piante influenzano il microbioma del suolo mentre la complessa comunità microbica influenza la crescita e la protezione dei vegetali. Ma non solo, l’interazione è presente anche tra diverse specie di piante: sono stati infatti identificati gruppi di specie vegetali che stimolano la crescita delle piante promuovendo la presenza di microbiomi che debellano e sopprimono i patogeni delle piante.

Sebbene non sia ancora del tutto chiaro il ruolo complessivo del microbioma vegetale, esistono prove sostanziali che queste comunità siano coinvolte nel controllare le malattie, nel migliorare l’acquisizione dei nutrienti e nell’influenzare la tolleranza allo stress. È stato dimostrato un ruolo vitale nella regolazione di vari processi biologici e un’influenza nei confronti di una vasta gamma di tratti coinvolti nella crescita, nello sviluppo e nella risposta alle condizioni ambientali avverse.

Una nuova opportunità per il settore agroalimentare

La comprensione dei meccanismi con cui le piante selezionano e interagiscono con i loro microbiomi può essere un valido strumento per avere un diretto controllo sulla crescita e sulla salute delle piante e portare alla creazione di nuove strategie che possono far fronte allo sviluppo di un’agricoltura sostenibile. Grazie al potenziale funzionale del microbioma vegetale e delle attuali sfide nella produzione agricola, è ora necessario mettere in pratica le “innovazioni microbiche”. Esistono diversi approcci per il miglioramento del microbioma:

Esistono diversi approcci per il miglioramento del microbioma:

  • approcci indiretti: coinvolgono le pratiche agricole e il genotipo delle piante e possono influenzarne il microbioma. La selezione di pratiche agricole appropriate e la coltivazione di piante che portano a migliori interazioni pianta-microbioma sono metodi che possono aumentare i benefici del microbioma vegetale;
  • approcci diretti: modificano il microbioma mediante l’uso di un consorzio di microrganismi che può favorire la crescita delle piante, può migliorare lo sviluppo delle piante e mitigare gli agenti patogeni e gli stress abiotici. Questa “manipolazione” da parte dell’ingegneria dei microbiomi è una strategia biotecnologica emergente che mira a portare veri e propri miglioramenti nelle rese e nella resilienza delle coltivazioni. Questo approccio diretto comprende l’uso di specifici probiotici, consorzi microbici artificiali o trapianto di microbiomi.

Il ruolo della ricerca scientifica

Approcci come questi possono essere integrati nelle moderne pratiche agricole, ma necessitano una profonda conoscenza della coltivazione sul quale intervenire (tipo di suolo, condizioni ambientali / climatiche, stadio di crescita, il genotipo della pianta, …) per funzionare correttamente e influenzare così il microbioma in modo mirato ed efficace.

Le prospettive future della ricerca sul microbioma delle piante sono volte a stabilire una comprensione più generale ma più approfondita.

In questo contesto opera anche la ricerca di FEM2-Ambiente che studia in modo diretto concetti come territorialità e tracciabilità: la conoscenza del microbioma della pianta e del suolo di coltivazione può essere inoltre un ottimo strumento di correlazione oggettiva tra un prodotto agricolo e il suo territorio. Questo diverrebbe un potente strumento di tracciabilità ma soprattutto di tutela di quei prodotti che traggono un vantaggio qualitativo e commerciale proprio dal legame con il territorio.

Fitzpatrick CR et al. (2020). The Plant Microbiome: From Ecology to Reductionism and Beyond. Annual Review of Microbiology, 74.

Hannula SE et al. (2020). Structure and ecological function of the soil microbiome affecting plant–soil feedbacks in the presence of a soil‐borne pathogen. Environmental microbiology, 22(2), 660-676.

Compant S et al. (2019). A review on the plant microbiome: Ecology, functions, and emerging trends in microbial application. Journal of advanced research, 19, 29-37.

Tian L et al. (2020). Research Advances of Beneficial Microbiota Associated with Crop Plants. International journal of molecular sciences, 21(5), 1792.

Wei Z et al. (2019). Initial soil microbiome composition and functioning predetermine future plant health. Science advances, 5(9), eaaw0759.

Arif I et al. (2020). Plant Microbiome Engineering: Expected Benefits for Improved Crop Growth and Resilience. Trends in Biotechnology.

Mezzasalma V et al. (2018). Geographical and cultivar features differentiate grape microbiota in Northern Italy and Spain vineyards. Frontiers in microbiology, 9, 946.

Potrebbe interessati anche…

Progetto Pignoletto, Monitoraggio del Territorio e l’Agricoltura di Precisione Mediante Sistemi a Pilotaggio Remoto

PIGNOLETTO è un progetto promosso dalla regione Lombardia che unisce al suo interno diverse competenze scientifiche e industriali che spaziano dal campo aerospaziale a quello agroalimentare. L’unione di queste competenze, presenti sul territorio lombardo, è volto a creare una rete per lo sviluppo e l’utilizzo di sistemi di analisi di precisione del territorio attraverso dispositivi di pilotaggio remoti. Leggi tutto

Il DNA della vite: dallo studio delle varietà alla lotta alle frodi

È ben nota a tutti gli operatori del settore l’importanza della scelta del vitigno e del portinnesto  nella  programmazione di un nuovo impianto e nella corretta gestione del vigneto. Sussiste perciò l’esigenza di maneggiare materiale viticolo correttamente denominato, che sia rappresentato da piante intere, barbatelle, talee, uva, piante in vitro sottoposte a risanamento. Leggi tutto


HANNO SCELTO FEM2-AMBIENTE

Logo Giuliano
Logo Epo
Zafferano Elenico Identificazione Genetica
amitahc Italia S.r.l.
LOGO ALPIZOO
Roelmi HPC   Logo Esteso   2016 08 05
Logo FOS Fondo Trasparente
1cf582443270320f602aba13af703a94
Provetlab Analisi Veterinarie
Sardanelli
Swedencare
  • +39 02 64483375

    +39 02 64483375

  • info@fem2ambiente.com

    info@fem2ambiente.com

  • Piazza della Scienza 2, 20126, Milano (MI), Italy

    Piazza della Scienza 2, 20126, Milano (MI), Italy