Interazioni fra piante e microrganismi del suolo e loro effetti sulla crescita e la prevenzione delle patologie vegetali

Le interazioni simbiontiche tra organismi vegetali e microrganismi portano a numerosi benefici sia per la pianta che per i microrganismi stessi, tanto da considerare l'organismo multicellulare ed il suo microbiota come un'unica entità funzionale chiamata olobionte. La rizosfera in particolare ospita una ricca comunità microbica formata principalmente da batteri e funghi, i quali sono attratti dall'enorme quantità di nutrienti organici che le radici rilasciano nel suolo circostante. Nello specifico alcuni microrganismi simbionti, come i PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria), possono stimolare la crescita ed agire sul sistema immunitario delle piante, infatti è stato dimostrato come alcuni PGPR migliorino la nutrizione degli organismi vegetali. Per quanto riguarda la resistenza agli stress e la difesa da organismi patogeni, invece, è stato osservato che alcuni ceppi di PGPR inducono una risposta di resistenza sistemica indotta (ISR) negli organismi vegetali attraverso la regolazione di alcuni geni che giocano ruoli importanti nella risposta alle infezioni di alcuni patogeni. Ad esempio, nello studio di Sharma et al. (2019) si osserva come il ceppo di PGPR MBE02 aumenti di 8,8 volte l'espressione della lipossigenasi (LOX) in Arachis hypogaea, favorendo un'efficace risposta all'infezione da Aspergillus flavus. Un altro studio (Jaffuel et al., 2019) ha dimostrato come le piante di Zea mays attaccate da Diabotica virgifera, un coleottero patogeno, trattate con PGPR ed alcuni nematodi entomopatogeni, rispondano significativamente meglio all'attacco dell'insetto rispetto ai controlli non trattati. Inoltre è stata testata anche un'azione antivirale di alcuni ceppi di PGPR, i quali migliorano lo stato di salute delle piante infette, come dimostra lo studio su piante di pomodoro colpite dal virus TSWV (Tomato Spotted Wilt Virus) (Beris et al., 2018). Per di più anche i lieviti sono utilizzati come agenti di controllo biologico, come si osserva nello studio di Lee et al. (2017) effettuato su piante di peperoncino con necrosi cellulari provocate dal batterio Xanthomonas axonopodis. L'applicazione fogliare del lievito Pseudozyma churashimaensis ha ridotto l'incidenza della malattia del 60% rispetto al controllo non trattato. Un altro metodo per controllare la presenza di patogeni e promuovere la crescita di organismi vegetali è l'inoculo nei tessuti del seme di ceppi di microrganismi che possano competere con i potenziali patogeni trasmessi verticalmente nei semi delle piante. La trasmissione verticale di alcuni patogeni, infatti, può alterare la composizione del microbioma dei semi, come dimostra lo studio condotto da Torres-Cortès et al. (2019) sui semi di ravanello, nel quale l'inoculo del ceppo fungino Alternaria brassicola (Abra43) ha avuto un impatto sulla composizione finale della frazione fungina del microbioma dei semi, modificandone la struttura. Questi studi recenti dimostrano l'efficacia della lotta biologica contro le patologie delle colture, spesso migliore dell'utilizzo di prodotti chimici, i quali possono risultare gravosi per l'economia e dannosi per l'ambiente.