Interazione pianta-microrganismi e stimolazione delle difese

Le comunità microbiche associate alle piante interagiscono con il loro ospite e contribuiscono allo stato di salute e alla produttività delle colture. Le analisi di metatassonomica hanno dimostrato la presenza di specifiche comunità fungine e batteriche associate ai diversi tessuti (corteccia, foglie, fiori e frutti) di piante di melo. Tali risultati hanno suggerito che il tessuto vegetale esercita una selezione del microbiota con un progressivo cambiamento delle comunità dalla messa a dimora delle piante allo sviluppo del frutteto. Queste analisi hanno inoltre evidenziato che le pratiche agronomiche possono influenzare la composizione delle comunità microbiche e che la riduzione dell’uso di fungicidi può influenzare l’abbondanza di alcuni potenziali agenti di malattie secon - darie del melo. Ulteriori risultati hanno dimostrato che il trattamento con molecole naturali a base di proteine o zuccheri può modificare la composizione delle comunità microbiche indigene associate alle piante, aumentando la frequenza di agenti di biocontrollo. Questo approccio rappresenta quindi una nuova strategia di controllo biologico, basata sull’applicazione di prodotti prebiotici in grado di modificare il microbiota vegetale indigeno.

La comprensione delle interazioni pianta-microrganismo ha consentito la caratterizzazione di approcci sostenibili per promuovere la crescita e la difesa delle piante contro gli stress biotici e abiotici. In particolare, sono stati caratterizzati i meccanismi d’azione di batteri endofiti e sono stati identificati i processi chiave (geni e metaboliti) responsabili della promozione della crescita delle piante e dell’aumento della tolleranza contro gli stress abiotici derivati dai cambiamenti climatici. Sono stati inoltre sviluppati dei prototipi di formulazione dei batteri assieme ad acidi umici oltre a strategie di inoculo mediato da insetti utili, al fine di migliorare l’efficacia dei biofertilizzanti e aumentare la fertilità microbiologica del suolo. Per comprendere i meccanismi di comunicazione sono state identificate molecole solubili e volatili coinvolte nelle interazioni pianta-microrganismo e pianta-pianta e sono state sviluppate nuove strategie di protezione delle piante mediante l’applicazione di composti organici volatili (biofumigazione) e di molecole segnale responsabili della comunicazione microbica (quorum sensing e socio-microbiologia). In particolare, l’applicazione di induttori di natura chimica e/o biologica in grado di attivare le difese della pianta ha dimostrato un’attività ad ampio spettro contro stress biotici e abiotici, suggerendo che l’interazione tra più stimoli e il contributo del genotipo della pianta devono essere considerati per una maggiore efficacia nell’induzione della resistenza delle piante e la mitigazione degli stress.

Maggiori informazioni nell’articolo pubblicato su Frontiers in Microbiology (2021) 12. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.725403

PAROLE CHIAVE: microbioma delle piante, induzione di resistenza, mitigazione degli stress

SPECIE: Malus domestica