“Viaggio microbico” attraverso generazioni di piante, un nuovo studio ci svela come è possibile

Uno studio condotto nel 2018 (Vannier et al.) ha testato l’ipotesi della trasmissione di microrganismi alla discendenza vegetale attraverso l’integrazione clonale

La maggior parte delle piante viventi sperimenta interazioni con microrganismi endofiti e ospita una grande diversità di simbionti, che collettivamente formano il microbiota dell’organismo vegetale. Questi microrganismi, nell’insieme, costituiscono una sorta di “cassetta degli attrezzi”, che permette alla pianta di adattarsi alle condizioni ambientali, con un’influenza positiva sulla fitness. In tale contesto, la possibilità di poter trasferire il microbiota alla progenie vegetale rappresenta un modo per garantire la presenza di simbionti benefici all’interno dell’habitat.

Una strategia utile

Da un punto di vista concettuale, infatti, la trasmissione verticale e pseudo-verticale di microbi da genitori a prole nello stesso ambiente è vantaggiosa perché limita i costi del vegetale per la ricerca di microrganismi adatti e consente una “continuità di partnership“, che garantisce anche la progenie.

Alcune indagini sul tema hanno già evidenziato il verificarsi, attraverso i semi, di un’eredità verticale di simbionti endofiti che colonizzano piante ospiti. Tuttavia, scoperte recenti suggerirebbero che anche l’allungamento vegetativo degli steli orizzontali che formano la rete vegetale clonale sia accompagnato dalla trasmissione di una “coorte” di microrganismi alla prole (clonale). Da qui le premesse per una nuova ricerca.

Approfondire le conoscenze

La specie modello usata dal dottor Vannier e colleghi prende il nome di Glechoma hederacea (famiglia delle Lamiaceae), un’erbacea perenne con gemme svernanti a livello del terreno e protette dalla lettiera o dalla neve. La pianta è caratterizzata da un accrescimento aderente al suolo con andamento strisciante. La sua forma di crescita è costituita da una rete collegata attraverso stoloni aerei: l’organismo figlio può essere separato da quello materno dopo un disturbo o per la naturale senescenza della connessione fisica durante la crescita della rete clonale, ed è poi in grado di crescere e riprodursi sessualmente da solo.

I ricercatori hanno forzato la nuova progenie clonale di G. hederacea a radicare in vasi separati, controllando la presenza di microrganismi.
Il sequenziamento di ampliconi di rRNA 16S e 18S, con target rispettivamente batteri/Archaea e funghi, ha permesso al team di descrivere il microbiota radicale della madre e della prole clonale.

Trasmissione verticale significativa di batteri e funghi simbiotici delle piante madri alle figlie

È interessante notare che gli Archea non sono stati trasferiti alla progenie. Le comunità ereditate hanno esibito una ricchezza inferiore, suggerendo una “filtrazione” durante il passaggio. Inoltre, il pool tramandato è risultato simile tra i vegetali figli, con effetti significativi della distanza dalla pianta madre e del tempo di crescita sulla ricchezza del microbiota trasmesso.

Il trasferimento dei microrganismi tra gli individui avviene attraverso connessioni

In tal modo, G. hederacea assicura la disponibilità di partner microbici per le piante appena nate e la dispersione dei microrganismi tra vegetali ospiti. Questo processo ecologico, mai precedentemente descritto, consente la dispersione di microbi nello spazio e attraverso le generazioni di piante, e potrebbe rappresentare un forte driver sia per il funzionamento dell’ecosistema sia per l’assemblaggio di piante e comunità di microrganismi in una vasta gamma di habitat.

Angela Chimienti

Fonte:

  • Nathan Vannier, Cendrine Mony, Anne-Kristel Bittebiere, Sophie Michon-Coudouel, Marine Biget and PhilippeVandenkoornhuyse, A microorganisms’ journey between plant generations, Microbiomeb(2018)6:79 https://doi.org/10.1186/s40168-018-0459-7[Open Access] (CreativeCommons Attribution 4.0 International License).

Crediti immagini:

  • Immagine in evidenza:  Foto di Hans Braxmeier da Pixabay 

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