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

Trasmissione di microrganismi alla discendenza clonale: Glechoma hederacea

La maggior parte delle piante viventi sperimenta interazioni con microrganismi endofiti e ospita una grande diversità di simbionti, fra cui funghi, batteri e Archaea, 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.

Da un punto di vista teorico, 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 di un’eredità verticale, attraverso i semi, 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 (riproduzione per moltiplicazione clonale) sarebbe accompagnato dalla trasmissione di una “coorte” di microrganismi alla prole clonale anche spazialmente distante. Da qui le premesse per una nuova ricerca.

Una teoria da approfondire

Uno studio condotto nel 2018 (Vannier et al.), e pubblicato sulla rivista scientifica Microbiome, ha testato l’ipotesi della trasmissione di microrganismi alla discendenza clonale attraverso l’integrazione clonale e ha affrontato il nuovo concetto di ereditarietà del microbiota condivisa nelle piante clonali, usando come modello la specie erbacea Glechoma hederacea.

La pianta in questione (famiglia delle Lamiaceae) è un’erbacea perenne con gemme svernanti a livello del suolo e protette dalla lettiera o dalla neve. G. hederacea, inoltre, mostra un accrescimento aderente al suolo con carattere strisciante. La sua forma di crescita è costituita da una rete collegata attraverso stoloni aerei: la pianta figlia può essere separata dalla madre 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 sola.
I ricercatori hanno forzato la nuova progenie clonale di G. hederacea a radicare in vasi separati controllando la presenza di microrganismi. In particolare, hanno usato il sequenziamento di ampliconi di rRNA 16S e 18S con target rispettivamente batteri / Archaea e funghi per descrivere il microbiota radicale della madre e della prole clonale.

I dati hanno dimostrato la trasmissione verticale di una percentuale significativa dei batteri e dei 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.

In G. hederacea i microrganismi vengono trasmessi tra gli individui attraverso le connessioni, assicurando, in tal modo, 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 microrganismi nello spazio e attraverso le generazioni di piante, e potrebbe rappresentare un forte driver per il funzionamento dell’ecosistema e 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,Microbiome(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: Glechoma_hederacea (https://pflanzenbestimmung.info/glechoma-hederacea/)

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