Agrobacterium rhizogenes come tool per la produzione di metaboliti secondari in organismi vegetali

Plants are one of the primary sources of bioactive molecules, known as secondary metabolites, which find wide applications in various sectors, including pharmaceuticals, agronomy, and nutraceuticals. In recent decades, their significant potential has led to an exponential increase in demand for these compounds. To meet this growing need and obtain the necessary volumes, large plots of land have been cultivated, also motivated by the low concentrations of metabolites found in individual plants. As a result, researchers and biologists have dedicated many years to studying alternative systems and biotechnological techniques to produce these metabolites in large quantities, optimizing land use and utilizing engineered plants. One of the most promising methods that has emerged from this research is the infection of plant species with Agrobacterium rhizogenes, which allows the development of hairy roots. These root structures, characterized by rapid growth even in hormone-free soils, are genetically and biochemically stable, easy to maintain, and capable of modifying the metabolic pathways of the host, stimulating the production of specific metabolites. In particular, studies conducted on Ocimum basilicum, Mentha spicata, and Althaea officinalis have revealed a promising correlation between the infection process induced by A. rhizogenes and the produced secondary metabolites.

Le piante rappresentano una delle principali fonti di molecole bioattive, conosciute come metaboliti secondari, che trovano ampie applicazioni in vari settori, tra cui quello farmaceutico, agronomico e nutraceutico. Negli ultimi decenni, il loro significativo potenziale applicativo ha portato a un aumento esponenziale della domanda per tali composti. Per rispondere a questa crescente richiesta e ottenere i volumi necessari, si è ricorso alla coltivazione di ampi appezzamenti di terreno, motivati anche dalle basse concentrazioni di metaboliti riscontrate nelle singole piante. Di conseguenza, ricercatori e biologi hanno dedicato anni allo studio di sistemi alternativi e tecniche biotecnologiche per produrre questi metaboliti in grandi quantità, ottimizzando l'uso del terreno e sfruttando piante ingegnerizzate. Una delle metodiche più promettenti emerse da queste ricerche è l’infezione di specie vegetali con ceppi di Agrobacterium rhizogenes, che consente lo sviluppo di hairy roots. Queste strutture radicali, caratterizzate da una rapida crescita anche in terreni privi di ormoni, sono geneticamente e biochimicamente stabili, facili da mantenere e capaci di modificare i percorsi metabolici dell'ospite, stimolando la produzione di specifici metaboliti. In particolare, gli studi condotti su Ocimum basilicum, Mentha spicata e Althaea officinalis hanno rivelato una promettente correlazione tra il processo di infezione indotto da A. rhizogenes e i metaboliti secondari prodotti.