Uno Studio condotto da ricercatori dell’ENEA in collaborazione con il CNR e diverse università italiane (Milano, Torino e della Tuscia), ha analizzato come 4 diverse varietà di olivo adattano le proprie comunità microbiche per sopravvivere a condizioni di scarsità idrica, al fine di sviluppare “microbiomi su misura” per mitigare gli effetti negativi del cambiamento climatico sull’olivicoltura mediterranea e promuovere pratiche agricole sostenibili, riducendo l’uso di prodotti chimici.
Mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici sugli ulivi attraverso pratiche agricole innovative che sfruttano i benefici delle comunità microbiche presenti nel suolo e nelle radici, soprattutto in condizioni di siccità.
È l’obiettivo delloStudio“Characterization of Core Microbiomes of Olive Tree Rhizospheres Under Drought Stress Conditions”,pubblicato sul Numero specialeSoil Analysis in Different EcosystemsdiApplied Science rivista internazionale ad accesso aperto con revisione paritaria che tratta di tutti gli aspetti delle scienze naturali applicate, condotto dall’ENEA, in collaborazione con ilCNR e leUniversità diMilano,TorinoeTuscia, nell’ambito del Progetto di cooperazione internazionale BIOMEnext, finanziato nell’ambito del Programma PRIMA 2021, per l’implementazione di coltivazione innovativi, compositi ed eco-compatibili, al fine di aumentare la resilienza della frutticoltura mediterranea ai cambiamenti climatici, una sfida importante per l’agricoltura.
Gli scenari di cambiamento climatico prevedono chela temperatura aumenterà,i modelli di precipitazione si sposteranno portando a una maggiore domanda per evaporazionee unaminore disponibilità di acqua nel suolo, oltre ad unaumento della sua salinità.
“L’ulivo è stato scelto come specie modello per sviluppare un sistema colturale innovativo, rappresentativo dell’agricoltura mediterranea che è sempre più minacciata dal fenomeno della siccità– ha spiegato il responsabile del progetto per ENEAGaetano Perrotta, Ricercatore delLaboratorio di Bioeconomia circolare rigenerativa–Con questo studio abbiamo voluto analizzare la resilienza e l’adattamento funzionale dei microrganismi presenti nelle radici e nel suolo (la rizosfera) di quattro cultivar di ulivo, confrontando piante irrigate e sottoposte a siccità in Umbria, in diverse stagioni dell’anno”.
Lo studio è stato condotto in oliveti situati nell’Italia centrale vicino a Perugia In particolare, i ricercatori si sono occupati delmonitoraggioe dellacaratterizzazione del microbiomache vive nel terreno intorno alle radici, con l’obiettivo diidentificare marcatori di stress o di resistenza associati a condizioni di aridità, Nel campionamento sono state incluse 4 diverse cultivar di olivo:Arbequina, Koroneiki,Chemlal de KabilyeeShengeh, originarie rispettivamente di Spagna, Grecia, Algeria e Iran.
“Abbiamo osservato che nel suolo i microrganismi rimangono abbastanza stabili anche in condizioni di scarsità idrica, grazie al fatto che molte specie svolgono funzioni simili– ha sottolineatoAndrea Visca,Biotecnologo del Laboratorio ENEA– Innovazione delle filiere agroalimentari–Nelle radici, invece, le comunità microbiche cambiano notevolmente: la pianta seleziona i batteri che la aiutano a resistere meglio alla mancanza d’acqua”.
I ricercatori ENEA hanno poi identificato il cosiddetto core microbiome, ovvero l’insieme di diversi gruppi microbici costantemente presenti in differenti campioni, che giocano un ruolo centrale sia nei processi al suolo che nel modellare crescita, salute e resilienza delle piante ospiti., individuando3 batteri “alleati” degli ulivi contro la siccità, ognuno con funzioni complementari: Solirubrobacter, presente nel suolo e spesso associato alla decomposizione della materia organica e alciclo dei nutrienti;Microvirga, che può vivere in simbiosi con le piante aiutandole adassorbire nutrienti essenziali come l’azoto;Pseudonocardia, noto per produrre sostanze antimicrobiche e contribuire alladifesa delle piante da patogeni.
Nello specifico, dallo studio emerge che, in condizioni di siccità, i microrganismi presenti nel suolo attivano o aumentano i geni necessari per difendersi e adattarsi, come quelli che migliorano l’utilizzo di nutrienti fondamentali, proteggono le cellule dai danni ossidativi e permettono ai batteri di spostarsi verso ambienti più ricchi di acqua e nutrienti.
“L’interfaccia tra radici e rizosfera– ha osservatoAnnamaria Bevivino, Ricercatrice della DivisioneENEA – Sistemi agroalimentari sostenibili–rappresenta una zona cruciale di interazione tra piante e microrganismi, dove si svolgono molti processi essenziali per la salute e lo sviluppo delle piante, come l’assorbimento dinutrienti e di acqua”.
Comprendere le dinamiche di queste interazioni sta diventando una priorità per lo sviluppo di pratiche agricole sostenibili. Infatti, modulando le comunità microbiche associate alle radici sarà possibile migliorare l’acquisizione di nutrienti e rafforzare la resistenza degli ulivi agli stress biotici (come i parassiti) e abiotici (fattori ambientali come la siccità).
Per arrivare a questi risultati, i ricercatori hanno messo insieme3 strumenti di indagine complementari:l’analisi del DNA, per “fotografare” le comunità microbiche presenti; lostudio delle funzioni potenziali di queste comunità microbiche; l’utilizzo di software che esaminanomigliaia di articoli scientifici per estrarre e collegare le informazioni più rilevanti in questo settore(text mining).
“ENEA è attivamente impegnata nella selezione e nella caratterizzazione di consorzi microbici che migliorano resa, qualità, salute delle piante– ha concluso Bevivino –L’approccio combinato diculturomica[coltivazione in laboratorio] e metagenomica [analisi del DNA ambientale]permette di svelare la biodiversità nascosta del suolo e di utilizzare microrganismi ‘su misura’ per migliorare la salute delle piante, la resa agricola e la resistenza a stress climatici come la siccità,che ENEA applica nelle sue ricerche permetterà di sviluppare soluzioni sempre più innovative per l’agricoltura, con l’obiettivo di promuovere pratiche sostenibili, resilienti e ad alta efficienza”.