Uno studio sostenuto da FAPESP, pubblicato sulla rivista ISME ha identificato 522 genomi (inclusi archaea e batteri) associati alle radici ed al suolo di due specie vegetali originarie di Campos Rupestres. Sono stati così identificati centinaia di microrganismi fino ad allora sconosciuti alla Scienza, dimostrando che la biodiversità brasiliana ospita ancora un numero enorme di nuovi organismi:
La scoperta apre la strada allo sviluppo di sostituti biologici dei fertilizzanti chimici utilizzati in agricoltura, principalmente quelli contenenti fosforo. “Il fosforo è normalmente presente nel terreno, ma non sempre nella forma utilizzabile dalle piante. Quello che fa la maggior parte dei microrganismi che abbiamo trovato è rendere solubile questo elemento in modo che le piante possano assorbirlo”, spiega Antônio Camargo, primo autore dell’articolo, svolto durante il suo dottorato presso l’Istituto di Biologia dell’Università Statale di Campinas (IB -Unicamp) con un contributo di FAPESP:
Lo studio si è svolto nell’ambito del Centro di ricerca in genomica applicata ai cambiamenti climatici (GCCRC), un Centro di ricerca ingegneristica (CPE) costituito da FAPESP e dalla Società brasiliana di ricerca agricola (Embrapa) presso Unicamp. Una delle piante, Vellozia epidendroides, vive in terreni poco profondi, mentre la Barbacenia macranta è stata trovata vivente su rocce esposte. Entrambe le specie vegetali fanno parte della famiglia Velloziacea e sono stati raccolte in un’area privata adiacente al Parco Nazionale della Serra do Cipó, nel Minas Gerais. Confrontando i microrganismi delle piante che crescono nel suolo e nella roccia, i ricercatori hanno verificato che si tratta di comunità diverse, però con molte specie in comune. In generale, sono stati trovati microrganismi molto specializzati nel trasporto del fosforo e nella conversione della versione non solubile del minerale in quella solubile, che viene assorbita dalle piante:
“Anche le comunità microbiche hanno svolto un ruolo importante nel rendere disponibile l’azoto, un altro nutriente essenziale per le piante”, afferma Camargo, attualmente ricercatore presso il Joint Genome Insitute del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, dove è stato effettuato il sequenziamento del genoma. “Gli studi finora condotti si sono solitamente concentrati sui meccanismi di adattamento delle piante alle dure condizioni di Campos Rupestres, talvolta trascurando i microrganismi. Dimostriamo che i microrganismi hanno un potenziale funzionale essenziale nell’adattamento delle piante alle condizioni estreme di questo ambiente. In particolare, fornendo fosforo per la crescita delle piante”, afferma Rafael Soares Correa de Souza, ricercatore associato al GCCRC che è stato sostenuto da FAPESP ed è uno dei coautori dello studio. L’aspettativa dei ricercatori è che le scoperte possano contribuire alla creazione di prodotti che sostituiscano i fertilizzanti chimici a base di fosforo, uno dei nutrienti più utilizzati nella fertilizzazione delle colture in Brasile. Oggi più della metà del fertilizzante fosfatico utilizzato nel Paese viene importato, principalmente dal Marocco, ma anche da Russia, Egitto, Cina e Stati Uniti.
Oltre alla dipendenza dalle importazioni, i fertilizzanti fosfatici hanno lo svantaggio di poter inquinare i corpi idrici e di emettere gas serra durante la loro estrazione. Si stima che per ogni chilogrammo di fosforo rimosso dalla natura, un chilogrammo di questi gas vada nell’atmosfera. Oltre a questo, è una risorsa naturale non rinnovabile. Quindi con scadenza per finire. I fertilizzanti biologici sono già una realtà in Brasile, con l’80% della superficie coltivata a soia che utilizza questi prodotti per fornire un altro nutriente, l’azoto. Uno studio precedentemente pubblicato dai ricercatori del GCCRC ha stimato che ogni anno vengono risparmiati 10 miliardi di dollari sostituendo i fertilizzanti azotati con inoculanti biologici (scopri di più qui).
“Lo studio richiama anche l’attenzione sulla necessità di conservare gli ecosistemi brasiliani, che possono fornire molte altre soluzioni basate sulla natura come questa”, ricorda Souza, co-fondatore di Symbiomics, una startup biotecnologica focalizzata sullo sviluppo di prodotti biologici di prossima generazione. Considerati hotspot di biodiversità, con molte specie uniche, i Campos Rupestres sono contenuti in mosaici per un totale di circa 26.500 chilometri quadrati distribuiti nelle aree di Cerrado, Caatinga e Foresta Atlantica. Le principali minacce a questi ecosistemi sono l’estrazione mineraria e il bestiame.
Il prossimo passo nella ricerca è quello di effettuare studi per testare i benefici di alcuni dei microrganismi presenti in una coltura agricola. Gli esperimenti sono in corso presso la sede del GCCRC a Campinas. L’articolo I microbiomi vegetali hanno il potenziale per promuovere il ricambio di nutrienti nei substrati impoveriti di un punto caldo della biodiversità brasiliana può essere letto facendo clic qui.
#pesticidi #insetticidi #piante #agricoltura
Fonti:
https://www.nature.com/articles/s41396-022-01345-1
