Bacillus thuringiensis Berliner: patogenesi, campi di applicazione e prospettive di impiego in agricoltura

La difesa fitosanitaria nel settore agricolo rappresenta un problema da superare ai fini produttivi, per questo è una materia in continua evoluzione. Recentemente vengono sempre più prediletti i sistemi di lotta biologica, entro cui rientra la lotta microbiologica, che si serve di microrganismi patogeni. Tra questi è compreso Bacillus thuringiensis Berliner, un batterio aerobio, entomopatogeno, sporigeno e cristallifero. Durante la sporulazione, i batteri cristalliferi sono in grado di produrre cristalli, costituiti essenzialmente da tossine, cioè biomolecole proteiche, che in questo caso vengono chiamate δ-endotossine. La sequenza di eventi che portano l'insetto alla morte dopo l'ingestione di B. thuringiensis è ormai ben nota. Solo al verificarsi di determinate condizioni, le tossine si attivano ed espletano la loro azione insetticida. Tali condizioni sono: ambiente alcalino, presenza di specifiche proteasi e di specifici recettori, tutti elementi che caratterizzano l'intestino degli insetti bersaglio. Le tossine provocano lisi cellulare a livello dell'intestino compromettendo la fisiologia dell'insetto fino alla morte. Il batterio B. thuringiensis comprende varie sottospecie distinte in relazione al tipo di tossine prodotte; c'è una correlazione tra sottospecie e gamma di insetti bersaglio. Le sottospecie kurstaki e aizawai vengono utilizzate contro lepidotteri; la sottospecie israelensis è impiegata nel controllo di ditteri; le sottospecie morrisoni e tenebrionis agiscono su coleotteri. Ad esempio, sono stati condotti studi in laboratorio per valutare gli effetti di B. thuringiensis var. kurstaki nei confronti di Helicoverpa armigera (Hϋbner), un lepidottero cosmopolita e polifago. L'esperimento ha dimostrato la tossicità del batterio verso H. armigera, che si manifesta con la morte dell'insetto o con altri effetti dannosi sul suo intero ciclo vitale. I formulati a base di microrganismi vengono distribuiti mediante comuni macchine irroratrici. B. thuringiensis ha effetto se è presente sugli organi delle piante di cui gli insetti si nutrono, pertanto è fondamentale assicurare una omogenea bagnatura della vegetazione. Solitamente è applicato in presenza dei primi stadi larvali, perché più suscettibili. I microrganismi entomopatogeni sono utilizzati in risposta a focolai di fitofagi e non come misura preventiva. Sono facilmente applicabili in ambiente protetto, in cui è possibile modificare le condizioni ambientali a favore del microrganismo. Idealmente, l'aggiunta di agenti di controllo in un agroecosistema dovrebbe ripristinare la lotta naturale che caratterizza gli ecosistemi in assenza dell'intervento umano, ma sono da considerarsi diversi effetti inaspettati sul sistema coltura. Nel 2010 in Europa sono state stimate vendite di B. thuringiensis per un valore di venticinque milioni di euro. La disponibilità di fitofarmaci basati su microrganismi è ora limitata, ma sta aumentando significativamente in tutto il mondo. Le industrie si stanno progressivamente orientando verso queste tecniche di lotta, così come diverse organizzazioni che forniscono fondi per la ricerca. La necessità di nutrire una popolazione umana in crescita richiede continue innovazioni in materia di difesa fitosanitaria. La ricerca e la caratterizzazione di nuovi isolati di B. thuringiensis con effetto entomopatogeno diventano quindi fondamentali per l'estensione del campo di applicazione del batterio.