Il sistema immunitario delle piante

Tutte le specie animali, durante la loro evoluzione, hanno sviluppato un complesso sistema protettivo in grado di difenderle dagli attacchi esterni; è risaputo che una falla in questa rete espone l’individuo a infezioni a volte mortali. Sino a ieri non eravamo a conoscenza di qualcosa di simile nelle piante superiori; si sapeva dell’esistenza di singoli batteri, ospitati tra le radici, capaci di combattere alcune infezioni ma nessuna prova dell’esistenza di un complesso di microrganismi arruolati come un piccolo esercito per proteggere il suolo in cui vivono.

In uno studio pubblicato su Science Express, i ricercatori dall’Università di Wageningen (Paesi Bassi) e del Lawrence Berkeley National Laboratory (Stati Uniti) hanno identificato per la prima volta in che modo un gruppo di microbi può lavorare insieme per respingere i patogeni (virus e batteri) che uccidono le piante.

L’indagine è partita dallo studio di alcuni campioni di suolo diventato resistente ad un fungo molto aggressivo (Rhizoctonia solani) che fa marcire le radici delle piante. Questa reazione immunitaria è comune nei terreni coltivati, ma i microorganismi coinvolti non erano mai stati individuati. Per identificare questi microbi i ricercatori hanno utilizzato un piccolo chip (grande come una carta di credito) in cui hanno memorizzato le sequenze di DNA di 59.000 specie di batteri buoni o innocui presenti in aria acqua e suolo. A seguito dell’analisi sono stati trovati 17 microbi impegnati nella soppressione del fungo killer. “Già in precedenza singoli organismi sono stati associati con suoli soppressivi di malattie, ma noi abbiamo dimostrato che una combinazione di molti organismi è associata a questo fenomeno,” ha commentato Gary Andersen, uno dei ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory.

Come nelle infezioni degli animali, i ricercatori sono stati in grado di riconoscere diverse fasi di esposizione alla malattia; il suolo di ciascuna fase è stato analizzato e si è scoperto che, con il procedere della malattia, anche la reazione immunitaria cambia, cioè cambia il rapporto tra le percentuali dei diversi tipi di batteri presenti. In ogni caso, però, quando la malattia si poteva definire sconfitta, le analisi dei suoli corrispondenti mettevano in evidenza una maggiore abbondanza di 17 tipi di batteri. Tra questi ce ne sono alcuni già noti per la loro azione di contrasto alle infezioni fungine (Pseudomonas, Burkholderia, Xanthomonas e Actinobacteria) ma anche altri che non sono in grado di combattere i patogeni da soli; ciò a portato i ricercatori a concludere che solo quando sono presenti insieme acquisiscono la capacità di sconfiggere il patogeno.

Questa scoperta è molto importante sia dal punto di vista ecologico che economico. In primo luogo è un’ulteriore prova di quanto strette siano le relazioni trofiche (interazioni tra produttori e consumatori) sottoterra; abbiamo scoperto oggi che le piante affidano ad organismi esterni la funzione delicatissima di proteggerle dalle infezioni!

 In secondo luogo non sono da sottovalutare i risvolti economici; non è difficile credere che per combattere quei patogeni che creano tanti danni all’agricoltura (soprattutto quella intensiva) potranno essere in futuro arruolati eserciti di batteri buoni in grado di colpire efficacemente solo l’organismo nocivo da eliminare… il tutto, naturalmente, senza inquinare!
Link:

http://www.molecularlab.it/news/view.asp?n=7207

Mendes, R., et al. (2011) Deciphering the Rhizosphere Microbiome for Disease-Suppressive Bacteria. Science Express. DOI: 10.1126/science1203980.

About The Author

Barbara Dalla Bona

Sono nata nel Gennaio del 1981, nel cuore della fredda pianura pontina, con sangue veneto e occhi siciliani. Da bambina Latina e' tutto il mio mondo, da esplorare e conquistare con una bici e un po' di fantasia ma, nell'adolescenza, la provincia si fa stretta. Inizio a viaggiare e mi conquista una Londra dinamica e multiculturale. All'universita' mi trasferisco a Roma; frequento la facolta' di Scienze Naturali e rimango affascinata, piu' di quanto non lo fossi gia', dalla magia nascosta in ogni fenomeno naturale. La mia voglia di conoscere il mondo, pero', e' irrefrenabile. Viaggio per Africa, India e America centrale finche' non decido di frequentare un anno accademico a Valencia, in Spagna. Dopo la mia laurea collaboro con il Centro di Ricerca Interuniversitario sulla Biodiversita'; nel frattempo vinco una borsa di studio post lauream per svolgere un progetto di ricerca sull'ecologia delle specie vegetali esotiche in una prestigiosa universita' californiana. E' li' che, per la prima volta, sento la nostalgia della mia pianura con i suoi laghi e le sue spiagge. Al ritorno da quella esperienza fantastica mi butto a capofitto in un progetto di educazione e interpretazione ambientale nel territorio del Parco Nazionale del Circeo; progetto in corso ed evoluzione gia' da un paio d'anni ma che da quel momento diventa la mia attivita' principale. La voglia di conoscere il mondo e il piacere di comunicarlo sono le due forze che alternativamente o spesso in congiunzione determinano ancora la rotta della mia vita.