Roma – I risultati di Nature Communications rilevano che i batteri simbiotici che fissano l’azoto possono garantire il dominio tra i microbi del suolo grazie alla loro comunicazione basata sulla segnalazione con la pianta leguminosa ospite. I ricercatori hanno scoperto che quando le leguminose hanno bisogno di azoto, inviano dalle radici e nel terreno molecole specifiche che vengono a loro volta riconosciute dai batteri simbiotici per produrre un’altra molecola, il fattore Nod, che viene riconosciuto dalla pianta leguminosa. Una volta stabilito questo riconoscimento reciproco, la pianta modificherà il pannello di molecole secrete dalle radici e in questo modo influenzerà quali batteri del suolo possono crescere in prossimità delle loro radici.
Le piante come i legumi hanno una relazione speciale con alcuni batteri del terreno. Questi batteri aiutano le piante a crescere in un terreno che non ha molto azoto convertendo l’azoto presente nell’aria in una forma utilizzabile. A seconda dell’azoto disponibile nel terreno, le piante leguminose possono trovarsi in diversi stati: carenti di azoto, in collaborazione con i batteri o utilizzando azoto da fonti inorganiche come il nitrato.
La nutrizione e la segnalazione dell’azoto durante la simbiosi dei noduli radicali incidono sulle assemblee della comunità. Le piante di loto coltivate in presenza di azoto inorganico secernono metaboliti specifici e assemblano una comunità microbica con bassa connettività. Le piante di loto coltivate in condizioni permissive alla simbiosi secernono metaboliti come i flavonoidi (1) che inducono la produzione del fattore Nod in Rhizobiumisolates compatibili che fissano l’azoto (2). I fattori nod sono riconosciuti dall’ospite Lotus che avvia un percorso di segnalazione (3) per accogliere il simbionte. Le radici simbioticamente attive hanno un profilo di essudato (4) e comunità microbiche associate che differiscono dalle piante coltivate in presenza di azoto inorganico. Resta da determinare in che modo le comunità batteriche associate alle piante simbioticamente attive influiscono sull’ospite per promuovere l’associazione simbiotica e la crescita delle piante (5
CREDITO
Da Ke Tao et al. 2024)
In precedenza è stato dimostrato che la simbiosi con i batteri che fissano l’azoto influenza il resto dei microrganismi che vivono attorno alle radici delle piante. Tuttavia, non è sempre chiaro in che modo questa associazione influisca sugli altri microbi e se dipenda dalla quantità di azoto presente nella pianta.
Nel nuovo studio, il team ha scoperto che le comunità di batteri intorno alle radici e nel terreno circostante differiscono a seconda dello stato di azoto della pianta e hanno un potere predittivo. Inoltre, si è scoperto che lo scambio di segnali tra la leguminosa e il suo simbionte gioca un ruolo fondamentale nel modulare il profilo delle molecole secrete dalle radici, influenzando l’assemblaggio di un microbioma radicale simbiotico.
I risultati forniscono preziose informazioni sulla complessa interazione tra nutrizione azotata, segnalazione del fattore Nod e assemblaggio del microbioma radicale. I risultati sottolineano l’importanza della simbiosi e della nutrizione a base di azoto nel modellare le interazioni pianta-batteri, offrendo potenziali applicazioni in agricoltura e nella crescita sostenibile delle piante.
Questo è un chiaro esempio di ricerca interdisciplinare, in cui l’esperienza in chimica del Prof. Associato Dr. Marianne Glasius per analizzare gli essudati radicali, in matematica del Prof. Dr. Rasmus Waagepetersen per sviluppare modelli predittivi, e in genetica vegetale e microbioma del Prof. Dr. Simona Radutoiu ha consentito complessi studi causali sulle comunità batteriche associate alle radici. Integrando questi diversi campi, i ricercatori sono stati in grado di rispondere a domande chiave su come la nutrizione azotata e la simbiosi influenzano le interazioni pianta-batteri, fornendo preziose informazioni per l’agricoltura sostenibile.(30Science.com)
