Un Supereroe Batterico per lo Zafferano: Addio Marciume, Benvenuta Salute!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e meraviglie della natura! Oggi voglio parlarvi di una scoperta che mi ha davvero entusiasmato e che potrebbe cambiare le sorti di una delle spezie più preziose al mondo: lo zafferano. Sì, proprio lui, l’oro rosso che profuma e colora i nostri piatti, ma che purtroppo è spesso minacciato da un nemico subdolo: il marciume del cormo. Ma non temete, perché sembra che abbiamo trovato un piccolo, grande alleato!

Il Problema: Quando i Funghi Fanno i Capricci

Lo zafferano (Crocus sativus L.) è una pianta tanto affascinante quanto delicata. Si riproduce principalmente per via clonale, attraverso i suoi cormi (una sorta di bulbi), e questo, ahimè, la rende particolarmente vulnerabile alle malattie trasmesse dal terreno. Tra queste, il marciume del cormo è una vera piaga, capace di ridurre drasticamente la resa e la qualità della spezia, causando ingenti perdite economiche. Pensate che in alcune zone della Cina, come Chongming a Shanghai, questo problema è causato principalmente da un quartetto di funghi patogeni: Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Penicillium citreosulfuratum e Penicillium citrinum.

Finora, per combattere questi intrusi, si è fatto largo uso di fungicidi chimici e si è cercato di sviluppare varietà resistenti o di praticare la rotazione delle colture. Ma sappiamo bene che l’uso eccessivo di prodotti chimici può portare a resistenze nei patogeni, stressare l’ambiente e alterare la biodiversità del suolo. Insomma, una soluzione non proprio ideale a lungo termine.

La Svolta: Un Batterio Buono dalla Rizosfera

Ed è qui che entra in gioco la nostra ricerca e, soprattutto, il nostro protagonista: un batterio chiamato Bacillus velezensis, in particolare il ceppo ZGE166. L’abbiamo isolato dal suolo della rizosfera (la zona di terreno immediatamente circostante le radici) di piante di zafferano a Chongming. La rizosfera è un vero e proprio universo brulicante di microrganismi, una sorta di “secondo genoma” per la pianta, fondamentale per la sua salute.

Come abbiamo fatto a capire che proprio ZGE166 era il candidato ideale? Beh, abbiamo messo alla prova ben 165 batteri isolati, testando la loro capacità di contrastare i quattro funghi cattivi in laboratorio, sia in colture dirette su piastra sia attraverso i gas volatili che producono. E indovinate un po’? Il nostro Bacillus velezensis ZGE166 si è distinto per la sua incredibile attività antagonista! Ha mostrato tassi di inibizione impressionanti:

• 82.9% contro Fusarium oxysporum
• 73.4% contro Fusarium solani
• 73.8% contro Penicillium citreosulfuratum
• Un più modesto ma comunque significativo 25.8% contro Penicillium citrinum (in coltura diretta)

Anche i suoi gas volatili hanno fatto un ottimo lavoro, con tassi di inibizione che arrivavano fino al 79.7%! Immaginate questo piccolo batterio che, come un supereroe, crea uno scudo protettivo attorno alle radici dello zafferano.

Non Solo Difesa, Ma Anche Promozione della Crescita!

Ma le sorprese non finiscono qui! Il Bacillus velezensis ZGE166 non è solo un abile combattente, ma anche un promotore della crescita delle piante. Abbiamo scoperto che è capace di:

• Fissare l’azoto atmosferico, rendendolo disponibile per la pianta.
• Produrre ammoniaca (NH3), un’altra fonte di azoto.
• Sintetizzare acido indolacetico (IAA), un importante ormone della crescita vegetale.
• Produrre l’enzima ACC deaminasi, che aiuta le piante a gestire lo stress riducendo i livelli di etilene.

Purtroppo, non sembra in grado di solubilizzare fosforo e potassio, ma le sue altre doti sono già notevoli. È come avere un personal trainer e una guardia del corpo tutto in uno per il nostro zafferano!

Dentro il DNA del Super-Batterio: I Segreti del Suo Successo

Per capire ancora meglio come faccia questo batterio a essere così speciale, abbiamo sequenziato il suo intero genoma. È come aver letto il suo libretto di istruzioni completo! Il genoma di Bacillus velezensis ZGE166 è un cromosoma circolare di 3.908.025 paia di basi, con un contenuto di guanina e citosina del 46.64%. Contiene 3737 geni che codificano per proteine, oltre a geni per tRNA, rRNA e sRNA.

L’analisi più affascinante è stata quella dei cluster genici responsabili della sintesi di metaboliti secondari. Ne abbiamo trovati ben 12! E tra questi, ci sono i nomi di vere e proprie “armi biologiche” che il batterio usa contro i patogeni:

• Macrolactin H: danneggia le membrane cellulari dei batteri e inibisce i biofilm.
• Bacillaene: interferisce con la crescita dei batteri patogeni alterando le loro membrane.
• Fengycin: un antibiotico lipopeptidico ciclico che distrugge le membrane cellulari dei funghi. Questo è potentissimo!
• Difficidin: un antibiotico macrolide che causa la rottura della parete cellulare dei nemici.
• Bacillibactin: un sideroforo che cattura il ferro dall’ambiente, sottraendolo agli altri microrganismi e inibendone la crescita.
• Bacilysin: un antibiotico dipeptidico che causa la lisi cellulare in batteri e funghi.

La presenza di geni per la fengicina è particolarmente interessante, perché oltre all’attività antibatterica, può indurre una resistenza sistemica (ISR) nelle piante, rendendole più forti contro futuri attacchi. Abbiamo anche trovato geni come srfAA, srfAC e srfAD, coinvolti nella produzione di surfactina, un altro lipopeptide con proprietà antimicrobiche e di induzione della resistenza.

Curiosamente, sebbene il genoma indichi la presenza di geni per la bacillibactina (come dhbF), i test in laboratorio (su terreno CAS) sono risultati negativi. Questo potrebbe significare che il cluster genico non è completo nel nostro ceppo, o che la quantità prodotta è sotto il limite di rilevabilità del test, o ancora che ci sono differenze specifiche del ceppo. Rispetto ad altri ceppi di B. velezensis noti, il nostro ZGE166 ha mostrato alcune differenze, come l’assenza di cluster genici per iturina, amilolisina e amilociclicina, ma un numero maggiore di geni legati alle carboidrato esterasi (CEs) e attività ausiliarie (AAs). Questo suggerisce una potenziale maggiore capacità di degradare polisaccaridi complessi delle pareti cellulari vegetali e forse anche la lignina.

Un Futuro Più Roseo (o Meglio, Rosso Zafferano!)

Capite bene l’importanza di questa scoperta! Avere a disposizione un agente di biocontrollo come Bacillus velezensis ZGE166, che non solo combatte efficacemente i funghi patogeni del marciume del cormo dello zafferano, ma promuove anche la crescita della pianta, è una prospettiva incredibilmente promettente. Significa poter ridurre l’uso di prodotti chimici, coltivare in modo più sostenibile e, speriamo, garantire raccolti più abbondanti e sani di questa preziosa spezia.

Certo, la ricerca non si ferma qui. I prossimi passi includeranno la verifica delle funzioni specifiche di questi geni legati all’antagonismo e alla promozione della crescita. Ma le basi che abbiamo gettato sono solide e ci fanno ben sperare per future applicazioni pratiche nel controllo biologico delle malattie delle piante.

Insomma, la natura ci offre spesso le soluzioni più eleganti ed efficaci, basta saperle cercare e capire. E il piccolo Bacillus velezensis ZGE166 ne è un esempio lampante! Speriamo presto di vederlo all’opera nei campi, a proteggere il nostro amato zafferano.

Fonte: Springer