ENEA in collaborazione con l’Università della Tuscia ha identificato un nuovo indicatore dello stato di salute dei suoli agricoli: si tratta di piccoli elementi genetici che vivono all’interno dei batteri, detti integroni, che ospitano geni di resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti, fungendo da biomarcatori di contaminazione e pressione ambientale.
Il monitoraggio di elementi genetici mobili che vivono all’interno dei batteri è essenziale per valutare lo stato di salute dei suoli agricoli e la funzionalità dei microbiomi del suolo.
È quanto evidenzia loStudio“Synteny Patterns of Class 1 Integrons Reflect Microbial Adaptation and Soil Health in Agroecosystems”, pubblicato sulla rivistaAgriculturee condotto da ricercatoriENEAeUniversità della Tuscia, che viene rilanciato in occasione dellaGiornata Mondiale del Suolo(5 dicembre 2025).
Negli ultimi anni, le complesse relazioni tra i microbiomi del suolo e la salute ambientale hanno suscitato notevole attenzione, in particolare nell’ambito dell’approccioOne Health, secondo cui nessuna disciplina o settore della società può affrontare con successo queste problematiche agendo in modo isolato, e che tutte le azioni volte a prevenire, prevedere, rilevare e rispondere alle minacce per la salute dovrebbero tenerne conto. Questo paradigma olistico enfatizzal’interconnessione tra la salute del suolo, delle piante, degli animali e dell’uomo, sostenendo strategie integrate per migliorare la sostenibilità agricola e la stabilità ecologica.
Lo studio ha identificato un nuovo indicatore dello stato di salute dei suoli agricoli: si tratta di piccoli elementi genetici che vivono all’interno dei batteri, detti integroni, in particolare quelli più complessi (intI1) che ospitano geni di resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti, fungendo da biomarcatori di contaminazione e pressione ambientale.
Lo studio mostra come la struttura di questi integroni possa raccontare molto su salute e adattamento microbico dei terreni agricoli, in quanto permettono ai microrganismi di acquisire, scambiare ed esprimere quei geni che consentono un adattamento rapido a fattori di stress ambientali. In particolare, i ricercatori hanno analizzato il cambiamento nella struttura degli integroni in3 diversi ambienti: neldigestato(da rifiuti urbani e scarti agricoli e alimentari), nelcompost e neisuoli rizosferici, ossia la porzione di suolo che circonda le radici delle piante.
“Il digestato è risultato il più ricco di integroni complessi e diversificati– ha spiegatoAndrea Visca, Biotecnologo del Laboratorio ENEA Innovazione delle filiere agroalimentari e co-autore corrispondente dello studio –a testimonianza che i batteri possono facilmente acquisire o scambiare geni di resistenza agli antibiotici, rendendo questo ambiente più ‘a rischio’ per la diffusione delle resistenze”.
Ilcompost, invece,è apparso molto più semplice, a dimostrazione che alte temperature e processi di maturazione riducono drasticamente la complessità degli integroni.
“Per la salute del suolo, quindi, il compost può essere considerato un ammendante più sicuro rispetto al digestato– ha sottolineato la coautrice dello studioLuciana Di Gregorio, Biologa dello stesso Laboratorio ENEA –I suoi integroni presentano una struttura più semplice, quindi meno rischiosa, mentre la ricchezza di microrganismi che contiene può contribuire a migliorare le funzioni ecologiche e la salute del terreno”.
Infine, sono stati presi in esami iterreni rizosferici di grano duro e tenero, che hanno rivelato caratteristiche intermedie, ma con una certa abbondanza digeni di resistenza ai metalli pesanti, come il cromo, dovuta presumibilmente alle pressioni selettive legate all’utilizzo di ammendanti agricoli o alla stessa composizione geochimica del suolo.
“Un aspetto nuovo e interessante emerso dalle nostre indagini– ha aggiunto la co-autriceManuela Costanzo, altra Biotecnologa del Laboratorio ENEA –è che le due specie di grano prese in considerazione mostravano differenze nella capacità di ‘modellare’ i microrganismi associati alle radici”.
Gli integroni sono già stati utilizzati in diversi studicome biomarcatori di contaminazione e pressione ambientale, ma la ricerca ENEA fa emergere come la gestione agronomica, ad esempio lascelta degli ammendanti e delle varietà coltivate, influenza non solo la fertilità del suolo, ma anche la resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti.
“L’organizzazione e la varietà degli integroni diventano quindi una sorta di ‘cartina al tornasole’ sia per monitorare la salute del suolo e la resilienza dei microbi, sia per valutare la sostenibilità delle pratiche agricole e il rischio di diffusione nell’ambiente di geni di resistenza agli antibiotici– ha aggiunto Visca –Con la prospettiva di un’agricoltura sempre più attenta alla salute del suolo e alla logica ‘One Health’il nostro studio apre la strada a nuovi strumenti di monitoraggio ambientale: osservare come cambiano gli integroni potrebbe diventare un modo efficace per guidare scelte agronomiche più sicure e sostenibili. Un esempio è il digestato che, pur essendo una preziosa fonte di nutrienti, può fungere da potenziale vettore di resistenza antimicrobica, rendendo necessari ulteriori trattamenti o un impiego limitato nelle aree più sensibili”.