Con l’agronomo Thomas Vatrano approfondiamo come potenziare le difese degli agrumi mediante l’utilizzo di micorrize arbusculari.
Le associazioni tra piante e micorrize è una delle più importanti simbiosi sulla terra collegando le radici e il complesso del suolo, nonché la più antica e abbondante associazione pianta-microbi di sempre. I gruppi più importanti di funghi tellurici nell’agroecosistema sono: saprofiti, patogeni e mutualistici. Questi ultimi sono i costituenti maggiori della biomassa fungina.
I più noti funghi micorrizici arbusculari appartengono al phylum Glomeromycota e a quello dei Glomales e tra le loro caratteristiche più note c’è la promozione della crescita delle piante e la capacità di indurre tolleranza agli stress.
Recenti studi sulle micorrize (Alotaibi M. O. et al. 2021) hanno evidenziato il loro effetto benefico su siti contaminati da alluminio, inducendo un accumulo nei tessuti di leguminose e graminacee con conseguente crescita stentata e diminuzione del tasso di fotosintesi. L’inoculo di micorrize arbusculari ha ridotto significativamente l’accumulo di alluminio e mitigato l’impatto negativo dello stesso sulla crescita e sul tasso di fotosintesi in entrambe le specie. Tuttavia questi effetti positivi si sono rivelati più pronunciati nelle graminacee.
L’azione mitigante delle micorrize è stata associata a una up-regolazione della biosintesi della prolina attraverso il percorso del glutammato e dell’ornitina, che è stata maggiore nelle graminacee rispetto alle leguminose.
In via generale, la relazione pianta-micorriza si esplica mediante la colonizzazione della radice ad opera del fungo, che fornisce i nutrienti minerali e l’acqua attraverso la sua rete di ife. A sua volta, la pianta fornisce al fungo i fotosintetati.
Successivamente, in seguito alla colonizzazione interna, le ife possono crescere esternamente alla radice della pianta in modo da esplorare un volume di suolo molto più importante rispetto a quello relativo alla sola rizosfera. Di conseguenza, la pianta aumenta la sua capacità/superficie di assorbimento sia di acqua che di sali minerali.
In foto, il meccanismo di azione delle micorrize.
Le micorrize – come già accennato – sono molto importanti perché promuovono la crescita delle piante, aumentando la disponibilità di nutrienti già presenti nel suolo. Questo è reso possibile da un migliore sviluppo dell’apparato radicale, che grazie all’azione delle micoorrize risulta più espanso e caratterizzato da una maggiore funzionalità. Le piante, inoltre, migliorano la resistenza verso stress biotici e abiotici con conseguente diminuzione nell’impiego di fitofarmaci, a tutto vantaggio della sostenibilità.
Com’è noto, le micorrize arbusculari sono particolarmente abbondanti sulla rizosfera degli agrumi (Wang P. et al. 2013).
Diversi studi hanno messo in evidenza la capacità di indurre l’espressione genica ad opera della superossido dismutasi (SOD) e della catalasi (CAT) su radici di semenzali di arancio trifogliato (Poncirus trifoliata) sotto stress idrico dopo l’inoculazione con Funneliformis mosseae.
Su semenzali in vaso di Citrus sinensis cv. Cara innestata su arancio trifogliato l’inoculo con Glomus mosseae ha drasticamente aumentato l’attività nelle foglie di SOD e CAT durante il deficit idrico e la reidratazione.
Quando le piante sono soggette a stress sono esposte a un danneggiamento delle membrane cellulari, e le ROS (specie reattive all’ossigeno), come H2O2 e O2 si accumulano, causando la perossidazione lipidica delle membrane.
Tali risultati hanno messo in risalto il miglioramento della tolleranza allo stress delle piante mediante un aumento del sistema antiossidante (di difesa) interno.
Tuttavia questi risultati sono stati ottenuti in condizioni controllate. Non è chiaro se l’inoculazione dei funghi in pieno campo possa migliorare la potenziale resistenza delle piante, in modo particolare su agrumi.
A tal proposito lo studio di Li Q. et al. (2022) è stato incentrato sul rilevamento delle risposte del sistema di difesa delle foglie. Nella parte sperimentale sono stati inoculati funghi micorrizici arbusculari (Acaulospora scrobiculata, Diversispora spurca e D. versiformis) e funghi endofitici (come Piriformospora indica) su arancio Navel Lane Late di 8 anni di età innestato su arancio trifogliato. Circa 2 anni dopo l’inoculazione, il tasso di colonizzazione delle radici da parte del fungo e la lunghezza delle ife è aumentata significativamente.
L’inoculazione delle micorrize ha aumentato di molto l’attività degli enzimi antiossidanti delle foglie.
In particolare, della superossidasi dismutasi, della perossidasi, della catalasi e dell’ascorbato perossidasi. Aumentando anche il contenuto degli antiossidanti non-enzimatici, come l’acido ascorbico ridotto e il glutatione ridotto. Di conseguenza, i funghi inoculati nelle piante hanno mantenuto una più bassa concentrazione di perossido di idrogeno, i radicali anionici superossidi e un più basso livello di perossidazione lipidica delle membrane nelle foglie rispetto al controllo.
Tra le specie inoculate, D. spurca e A. scrobiculata hanno mostrato un effetto relativamente maggiore nel miglioramento del sistema di difesa antiossidante rispetto agli altri funghi.
Inoltre, l’inoculazione di D. spurca ha indotto l’espressione dei geni CsFe-SOD, CsMn-SOD, CsPOD, CsCAT1 e CsPRR7, mentre A. scrobiculata e D. versiformis hanno indotto l’espressione dei geni CsCAT1.
L’inoculazione con funghi micorrizici arbusculari e P.indica su arancio Navel Lane Late in pieno campo può aumentare la colonizzazione delle radici da parte delle specie fungine e la lunghezza delle ife del suolo.
Accanto a questo, le micorrize arbusculari implementano il sistema di difesa antiossidante enzimatico e non-enzimatico per ridurre l’accumulo di ROS. Di conseguenza, le piante inoculate hanno raggiunto un potenziale di resistenza alto durante la crescita. Le specie inoculate hanno conferito effetti superiori rispetto ai funghi endofiti (P. indica). Tra i quattro funghi usati, D. spurca ha avuto un alto valore potenziale sulle piante testate.
In definitiva, considerando le difficoltà in cui versa il settore, tra cambiamenti climatici in atto e disagi economici, le micorrize rappresentano una valido supporto per gli addetti al settore che possono così contare su queste associazioni simbiotiche per implementare la gestione aziendale e ottenere produzioni sane e sostenibili.
A cura di: Thomas Vatrano
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