È il primo studio a mostrare una relazione causale tra la salute delle piante e la comunità microbica nella fillosfera – le porzioni totali di piante fuori terra – affermano i ricercatori. La ricerca suggerisce che piante e animali possano condividere una strategia simile per controllare i loro microbiomi.
Gli studi sul microbioma sono un argomento caldo nella scienza della salute umana. Quando gli scienziati menzionano l’importanza di un “batterio intestinale” umano ben bilanciato, si riferiscono al microbioma intestinale, il materiale genetico di tutti i microbi che vivono nei sistemi digestivi umani.
“Il campo di studio su microbioma vegetale su larga scala ha solo circa un decennio“, afferma Sheng Yang He, professore di biologia vegetale e microbiologia e genetica molecolare alla Michigan State University. “Vogliamo sapere se le piante hanno bisogno di un microbioma di fillosfera adeguatamente assemblato. In natura, le piante sono bombardate da miliardi di microbi“, afferma He, co-autore principale dell’articolo in Nature. “Se fosse possibile a tutti i microbi di crescere nelle piante, probabilmente sarebbe un disastro. Vogliamo sapere se i numeri e i tipi di microbi contano, se esiste una composizione perfetta di microbi. In tal caso, le piante hanno un sistema genetico per ospitare e coltivare il giusto microbioma?“.
Le piante funzionano come dei filtri
Sembra che le piante lo facciano. Il meccanismo appena scoperto coinvolge due reti genetiche. Uno coinvolge il sistema immunitario delle piante e l’altro controlla i livelli di idratazione all’interno delle foglie. Entrambe le reti lavorano insieme per selezionare quali microbi sopravvivono all’interno delle foglie delle piante.
“Quando rimuoviamo entrambe le reti da una pianta, la composizione del microbioma all’interno delle foglie cambia“, afferma. “Il numero e il mix di tipi di batteri sono anormali e il nostro team rileva sintomi di danni ai tessuti nelle piante. I sintomi sono concettualmente simili a quelli associati alla malattia infiammatoria intestinale nell’uomo“, afferma. “Ciò è probabilmente dovuto al fatto che i geni coinvolti sono antichi, in termini evolutivi. Questi geni si trovano nella maggior parte delle piante, mentre alcuni hanno persino somiglianze con quelli coinvolti nell’immunità degli animali“.
Secondo gli scienziati del laboratorio di He, questa potrebbe essere la prima volta che i ricercatori descrivono formalmente la malattia associata alla disbiosi nel mondo vegetale. Il fatto che sia concettualmente simile alla salute umana suggerisce un processo fondamentale nella vita.
Si scopre che una maggiore diversità del microbioma è correlata alla salute delle piante. In qualche modo, i geni vegetali sono guardiani che incoraggiano questa diversità. Le piante malate nello studio avevano un numero di microbi di 100 volte superiore in una foglia, rispetto a una pianta sana. Ma la popolazione era meno diversificata. Per capire perché, gli scienziati hanno affrontato migliaia di batteri faccia a faccia per capire quali ceppi fossero aggressivi.
I ceppi di Fermicutes, molti dei quali possono essere utili ai vegetali, sono diminuiti in numero. “Forse, quando la popolazione di microbioma è anormalmente più alta in quella pianta malata, i microbi sono fisicamente troppo vicini l’uno all’altro“, dice. “Improvvisamente, combattono per le risorse e quelli aggressivi – in questo caso dannosi – purtroppo vincono. I vegetali sani sembrano impedire questo insediamento”.
