Negli ultimi anni la coltivazione del mirtillo ha subito un notevole incremento, a causa del suo elevato valore nutrizionale e della sua redditività. I mirtilli (Vaccinium spp.) sono piante da fiore perenni appartenenti alla famiglia delle Ericaceae. I membri appartenenti a questa famiglia sono in grado di instaurare relazioni simbiotiche con i funghi ericoidi, dando vita alla micorriza ericoide. Oltre ai funghi ericoidi, il mirtillo con le sue radici interagisce con diverse comunità microbiche del suolo, le quali vanno a definire un consorzio dinamico associato alla pianta che viene definito “microbiota”, il quale è in grado di espletare numerose funzioni positive che vanno dalla protezione nei confronti di fattori biotici e abiotici fino incremento della produttività per le specie coltivate. A fronte di queste numerose funzioni, lo studio e l’analisi del microbiota vegetale attraverso le metodologie di metabarcoding e metagenomica si rivela fondamentale in un’ottica di biorisanamento, biocontrollo, biofortificazione e agricoltura sostenibile. In quest’ultimo contesto si inserisce il lavoro sperimentale della mia tesi, il cui fine è stato ottenere una caratterizzazione del microbiota associato alle piante di mirtillo (V. corymbosum) nei siti colturali di Verzuolo e Martiniana Po. L’attività in campo ha inoltre previsto l’applicazione di biostimolanti microbici negli appezzamenti selezionati nell’ambito di questo progetto. Sono stati quindi effettuati prelievi di radici e suolo rizosferico da piante di mirtillo trattate e di controllo con due fini principali: l’isolamento in coltura pura e la caratterizzazione funzionale dei morfotipi di funghi micorrizici associati alle radici delle piante di mirtillo; la mappatura della diversità microbica associata a tale coltura in due differenti siti e in presenza e in assenza di inoculi commerciali. Dai risultati ottenuti dall’approccio coltura dipendente sono stati identificati morfotipi appartenenti principalmente ad Ascomycota, seguiti da una piccola porzione di Mucoromycota. Gli ordini tassonomici riscontrati per abbondanza sono stati rispettivamente: Eurotiales, Capnodiales, Helotiales, Hypocreales, Pleosporales, Mortierellales e Mucorales. Sono stati inoltre isolati due ceppi riconducibili a Hyaloscypha epaticicola. Per quanto concerne i dati ottenuti dal processo di Metabarcoding, l’analisi preliminare della diversità sottolinea come la principale driving force a influenzare il differente assembly delle comunità microbiche risulti essere il sito. All’interno dei due clusters, si differenziano bene i campioni endosferici rispetto a quelli di suolo nudo e rizosfera, confermando l’ipotesi che il suolo agisca da “reservoir” di diversità microbica. Nel reparto endosferico una rilevante fetta della diversità fungina risulta rappresentata da funghi micorrizici ericoidi, tra cui Oidiodendron e Hyaloscypha, in netto contrasto con quanto osservato per i comparti del suolo nudo e rizosfera in cui dominano Basidiomycota e Ascomycota insieme ai Mortierellomycota e Mucoromycota. Le analisi descritte in questo studio rappresentano il punto di partenza verso una approfondita conoscenza delle specie associate a radici di mirtillo, l’analisi funzionale delle loro potenzialità di promozione della crescita, e lo sviluppo di strategie agronomiche che includano il potenziamento della componente microbica per l’allevamento del mirtillo in un’ottica di miglioramento sostenibile di questa coltura.

Il mirtillo nei suoli coltivati: caratterizzazione del microbiota associato alla sua rizosfera e un focus sulla comunità fungina endofitica

BUGNOLO, NICOLA
2021/2022

Abstract

Negli ultimi anni la coltivazione del mirtillo ha subito un notevole incremento, a causa del suo elevato valore nutrizionale e della sua redditività. I mirtilli (Vaccinium spp.) sono piante da fiore perenni appartenenti alla famiglia delle Ericaceae. I membri appartenenti a questa famiglia sono in grado di instaurare relazioni simbiotiche con i funghi ericoidi, dando vita alla micorriza ericoide. Oltre ai funghi ericoidi, il mirtillo con le sue radici interagisce con diverse comunità microbiche del suolo, le quali vanno a definire un consorzio dinamico associato alla pianta che viene definito “microbiota”, il quale è in grado di espletare numerose funzioni positive che vanno dalla protezione nei confronti di fattori biotici e abiotici fino incremento della produttività per le specie coltivate. A fronte di queste numerose funzioni, lo studio e l’analisi del microbiota vegetale attraverso le metodologie di metabarcoding e metagenomica si rivela fondamentale in un’ottica di biorisanamento, biocontrollo, biofortificazione e agricoltura sostenibile. In quest’ultimo contesto si inserisce il lavoro sperimentale della mia tesi, il cui fine è stato ottenere una caratterizzazione del microbiota associato alle piante di mirtillo (V. corymbosum) nei siti colturali di Verzuolo e Martiniana Po. L’attività in campo ha inoltre previsto l’applicazione di biostimolanti microbici negli appezzamenti selezionati nell’ambito di questo progetto. Sono stati quindi effettuati prelievi di radici e suolo rizosferico da piante di mirtillo trattate e di controllo con due fini principali: l’isolamento in coltura pura e la caratterizzazione funzionale dei morfotipi di funghi micorrizici associati alle radici delle piante di mirtillo; la mappatura della diversità microbica associata a tale coltura in due differenti siti e in presenza e in assenza di inoculi commerciali. Dai risultati ottenuti dall’approccio coltura dipendente sono stati identificati morfotipi appartenenti principalmente ad Ascomycota, seguiti da una piccola porzione di Mucoromycota. Gli ordini tassonomici riscontrati per abbondanza sono stati rispettivamente: Eurotiales, Capnodiales, Helotiales, Hypocreales, Pleosporales, Mortierellales e Mucorales. Sono stati inoltre isolati due ceppi riconducibili a Hyaloscypha epaticicola. Per quanto concerne i dati ottenuti dal processo di Metabarcoding, l’analisi preliminare della diversità sottolinea come la principale driving force a influenzare il differente assembly delle comunità microbiche risulti essere il sito. All’interno dei due clusters, si differenziano bene i campioni endosferici rispetto a quelli di suolo nudo e rizosfera, confermando l’ipotesi che il suolo agisca da “reservoir” di diversità microbica. Nel reparto endosferico una rilevante fetta della diversità fungina risulta rappresentata da funghi micorrizici ericoidi, tra cui Oidiodendron e Hyaloscypha, in netto contrasto con quanto osservato per i comparti del suolo nudo e rizosfera in cui dominano Basidiomycota e Ascomycota insieme ai Mortierellomycota e Mucoromycota. Le analisi descritte in questo studio rappresentano il punto di partenza verso una approfondita conoscenza delle specie associate a radici di mirtillo, l’analisi funzionale delle loro potenzialità di promozione della crescita, e lo sviluppo di strategie agronomiche che includano il potenziamento della componente microbica per l’allevamento del mirtillo in un’ottica di miglioramento sostenibile di questa coltura.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14240/145133