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Sotto la patina dorata dei filari e il profumo dei grappoli maturi, spesso si nasconde un teatro di battaglia invisibile. La vite, specie economica di importanza globale, è quotidianamente minacciata da molteplici malattie fungine. Peronospora, oidio, muffa grigia, malattie del legno: funghi capaci di compromettere fino al 75% della produzione in certe annate.  Ma qualcosa sta cambiando: grazie alle nuove scoperte in genetica e biotecnologia, i ricercatori stanno entrando nelle stanze segrete del sistema immunitario della vite, per imparare come potenziare le sue difese dall’interno. Un esempio recente è il lavoro di un team di ricercatori cinesi e tedeschi, pubblicato su Molecular Horticulture, che ha appunto indagato i progressi nei meccanismi molecolari della resistenza della vite alle malattie fungine.

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Primo passo: l’immunità della vite

Come riportato nello studio, a differenza degli animali, la vite non possiede una immunità adattativa: funziona tutta su base innata. Eppure è tutt’altro che “ingenua”. La pianta, infatti, attiva due livelli di difesa:

1. PTI – PAMP-Triggered Immunity, un sistema di sorveglianza che riconosce segnali comuni dei patogeni (come la chitina nei funghi) tramite recettori sulla superficie cellulare;
2. ETI – Effector-Triggered Immunity, un secondo livello più sofisticato, dove le cellule riconoscono “effettori” specifici secreti dai funghi, e reagiscono con una risposta di morte cellulare programmata (PCD) per contenere l’infezione.

Questo schema “a zig-zag” è però solo l’inizio. La ricerca evidenzia che esistono segnali ancora più ambigui, come i cosiddetti “surrender signals”, metaboliti (es. acido ferulico) prodotti dalla pianta stessa in condizioni di stress, che fungono da “via libera” per i funghi latenti del legno (Neofusicoccum parvum è uno di questi), che così passano da endofiti silenti a necrotrofi attivi.

Come le malattie fungine sabotano la vite 

Accanto a questo, la ricerca mostra con grande dettaglio come i funghi riescano ad aggirare le difese della pianta. Alcuni effettori fungini agiscono come veri e propri sabotatori molecolari. Per fare un esempio, Plasmopara viticola, agente responsabile della peronospora, secerne una proteina chiamata PvRXLR131 che riesce a bloccare un enzima chiave della vite (la chinasi VvBKI1), interrompendo così le prime fasi della risposta immunitaria. In un altro caso, il fungo Lasiodiplodia theobromae – coinvolto nelle malattie del legno – produce una molecola chiamata LtScp1 che neutralizza una chitinasi della pianta (VvChi4), cioè un enzima che normalmente serve a degradare la parete dei funghi. Risultato: il fungo si insinua indisturbato nei tessuti della vite. Altri ancora agiscono sulle centrali di energia (mitocondri o cloroplasti), riducendo la produzione di ROS, molecole fondamentali per il segnale d’allarme.

In generale, l’efficacia degli effettori fungini risiede nel loro modo subdolo di interagire: alcuni bloccano la formazione di complessi proteici attivi, altri promuovono la stabilizzazione di proteine “negativizzanti” del sistema immunitario. È il caso di PvRXLR111, una proteina che agisce stabilizzando VvWRKY40, un regolatore della vite che tende a spegnere le difese. In questo modo, il fungo riesce a mantenere la pianta in uno stato di vulnerabilità, impedendole di attivare una risposta efficace.

I registi della resistenza: WRKY, MYB e gli altri

La vite, però, sa rispondere. E lo fa orchestrando una vera e propria sinfonia molecolare. Alcuni fattori di trascrizione, come quelli della famiglia WRKY, accendono geni coinvolti nella produzione di stilbeni, come il resveratrolo, molecole con forti proprietà antimicrobiche. In questo contesto, VqWRKY33 stimola l’espressione di geni che aumentano la resistenza all’oidio, mentre VqWRKY56 favorisce la sintesi di proantocianidine, composti che aiutano a proteggere i tessuti della pianta.

Accanto ai WRKY, anche altri fattori di trascrizione come MYB, NAC, ERF, bZIP e ALFIN-like hanno un ruolo importante. Alcuni agiscono in sinergia: per esempio, VqMYB15 e VqNAC44 lavorano insieme per attivare i geni che guidano la produzione di stilbeni. Altri, come VqMYB154, si legano direttamente ai promotori di geni specifici coinvolti nella sintesi di queste sostanze difensive.

A questo si aggiunge anche un controllo ormonale molto fine. La vite adatta la propria risposta in base al tipo di patogeno, modulando l’azione di ormoni come l’acido jasmonico, l’etilene e l’acido salicilico. Alcuni fattori WRKY, come VviWRKY30, stimolano la via dell’etilene, mentre altri, come VviWRKY10, limitano invece l’attivazione della risposta salicilica.

Trasformazione genetica e CRISPR: la riscrittura intelligente della vite

Per decenni il miglioramento genetico della vite è rimasto confinato alla selezione tradizionale, fatta di incroci, retroincroci e tanta pazienza. Ma oggi, grazie alle biotecnologie, la resistenza può essere programmata in modo mirato, preciso, e molto più rapido. Lo studio di Li e colleghi mostra come le tecniche di trasformazione genetica, basate su Agrobacterium tumefaciens, abbiano raggiunto efficienze sorprendenti, soprattutto quando combinate con protocolli di rigenerazione da embrioni somatici o da protoplasti. In alcune varietà, come ‘Chardonnay’, si è arrivati a trasformare oltre il 12% degli embrioni trattati, un tasso impensabile fino a pochi anni fa.

Ma il vero salto tecnologico arriva con l’ingresso di CRISPR/Cas9 nella cassetta degli attrezzi del viticoltore genetico. Con questa tecnica, la vite può essere editata con precisione chirurgica, per disattivare geni che rendono la pianta più vulnerabile (come VviEDR1 o VviDMR6), oppure per correggere singole lettere del DNA. Il tutto, con un rischio di effetti fuori bersaglio ormai trascurabile, come dimostrano le analisi genomiche riportate nello studio. Anche i promotori endogeni specifici della vite, come VvU3 o VvU6, si sono rivelati più efficaci rispetto a quelli di Arabidopsis, segno che l’editing sta diventando una pratica di precisione. E se la parola “transgenico” ancora spaventa qualcuno, le nuove frontiere puntano proprio al genome editing senza DNA, utilizzando complessi proteici (RNP) direttamente nei protoplasti: una strategia che permette di ottenere viti editate senza alcuna traccia di transgene stabile.

Strategie integrate per contrastare le malattie fungine della vite

Ma non basta una singola soluzione, né un singolo gene. L’idea centrale che emerge dallo studio è che la resistenza della vite non è il risultato di una modifica puntuale, ma di una strategia integrata che tiene insieme genetica, genomica, biologia molecolare e osservazione sul campo. I ricercatori propongono un approccio che combina l’identificazione di loci di resistenza nelle varietà selvatiche con la validazione funzionale dei geni candidati, utilizzando sia metodi tradizionali che tecnologie avanzate come la CRISPR. In parallelo, stanno emergendo approcci completamente nuovi, come il silenziamento degli effettori fungini direttamente dalla pianta ospite – una sorta di contrattacco molecolare – o addirittura l’applicazione esogena di proteine effettore attenuate, capaci di stimolare una risposta immunitaria preventiva.

La resistenza, insomma, non si costruisce soltanto con la forza del breeding, ma con l’intelligenza di una vite che sa riconoscere, valutare e reagire. È una forma di apprendimento vegetale, una memoria immunitaria distribuita su geni, segnali e risposte. E in un contesto climatico sempre più instabile, questa capacità di adattamento non è solo un vantaggio: è una necessità.

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Ilaria De Marinis
©fruitjournal.com