Microbiota del tartufo: la microbiologia arriva in cucina

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Analisi del microbiota di Tuber aestivum

I tartufi, data la loro natura e il tipo di suolo in cui crescono, sono oasi naturali per batteri che vi sviluppano una comunità, il microbiota. I tartufi sono colonizzati da una vasta comunità di microorganismi, tra batteri, lieviti e funghi filamentosi. I colonizzatori si estendono dalla superficie all’interno di esso, con una densità che varia da milioni a miliardi di cellule per grammo.

La comunità batterica sembra giocare un ruolo importante per la crescita del tartufo e nello sviluppo del suo tipico aroma, favorito dall’emissione, da parte dei microorganismi colonizzanti, di composti organici volatili (VOC). Ogni specie di tartufo contiene differenti popolazioni batteriche. Le più abbondanti e frequenti in varie specie appartengono ai phylum di Proteobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, e Actinobacteria. Più nello specifico, studi recenti confermano un’abbondanza del genere Bradyrhizobium in varie tipologie di tartufo.

Obbiettivo dello studio del microbiota

Dai primi anni 2000 in poi vari gruppi di ricerca hanno analizzato le popolazioni microbiche nei tartufi (specie Tuber). Un focus particolare è stato dato a T. borchii e T. magnatum, mentre invece poco si sa riguardo al microbiota di T. aestivum, il tipico tartufo nero estivo. Esso cresce abbondantemente in Molise, una delle regioni più ricche d’Italia di tartufi. Il gruppo di ricerca dell’Università del Molise, coordinato dalla Dott.ssa Pamela Monaco, ha quindi raccolto campioni di T. aestivum su suolo molisano, analizzando tramite NGS il microbioma caratterizzante la comunità microbica al loro interno.

Figura 1 - a localizzazione dell'area d'interesse. b,c,d: caccia e raccolta del tartufo nero estivo (corpo fruttifero indicato da freccia bianca). Fonte nell'immagine.
Figura 1 – a) localizzazione dell’area d’interesse. b), c), d): caccia e raccolta del tartufo nero estivo (corpo fruttifero indicato da freccia bianca). Fonte nell’immagine.

Materiali e metodi

Gli scienziati hanno collezionato sei campioni di T. aestivum e sei campioni di terreno, prelevati nella zona di Villa San Michele. I ricercatori hanno conservato i campioni in contenitori in polipropilene per poi refrigerarli a -20°C prima delle analisi biomolecolari. Il processo è proseguito con l’estrazione del DNA dai campioni. Hanno anche tritato e successivamente polverizzato con azoto liquido l’ascocarpo (il corpo fruttifero dei tartufi). Il team ha compiuto poi l’estrazione totale del genoma, rispettivamente per i campioni di tartufo e di terreno, usando kit commerciali (E.Z.N.A.® Plant DNA DS Mini Kit e E.Z.N.A.® Soil DNA Kit).

I ricercatori hanno poi proseguito con l’amplificazione 16S rRNA tramite Illumina MiSeq System. Nell’analisi bioinformatica hanno processato i file raccolti in formato .fastq tramite QIIME software suite. Il gruppo ha quindi assemblato le paired-end di DNA sequenziato per ricostruire gli ampliconi, frammenti ottenuti dal prodotto finale del processo di estrazione-amplificazione-sequenziamento. L’assestamento finale dei dati, per ottenerne un incremento della qualità considerando vari fattori come diversità tassonomica, abbondanza per specie e core taxa, è stato generato utilizzando vari strumenti ed indici statistici del caso.

Risultati

A livello di tassonomia dei Phylum, il gruppo ha identificato 14 categorie con differente distribuzione tra i campioni di tartufi e di suolo, mentre negli ascocarpi è stata caratterizzata una certa eterogeneità di microbiota. I phyla più abbondanti nei campioni di suolo piuttosto che nei tartufi sono Tectomicrobia, Nitrospirae, Fibrobacteres, Planctomycetes, Gemmatimonadetes, Chloroflexi, e Acidobacteria. Nei campioni di tartufo, invece, l’analisi di ricerca ha identificato un’abbondanza relativa maggiore di ProteobacteriaSaccharibacteriaFirmicutesCyanobacteriaFusobacteria e Tenericutes.

L’analisi dei corpi fruttiferi mostra che in essi abbondano ProteobacteriaActinobacteriaBacteroidetes, e Firmicutes. In particolare i Proteobacteria sono maggiormente presenti negli ascocarpi. A livello di generi, nel tartufo nero sono sempre presenti ampiamente BradyrhizobiumRhizobium, e Devosia.

Per analizzare le associazioni cross-habitat, il gruppo ha elaborato tre network microbici, generati dai campioni di suolo, di tartufi e dei due combinati. I network sono basati sulla centralità delle specie, per abbondanza e per importanza nell’equilibrio tra le comunità microbiche. Nella stabilità tra le due popolazioni batteriche giocano un ruolo fondamentale alcuni OTU (tra cui Pseudomonas brassicacearum, Paenibacillus polymyxa, beta proteobacterium DC2b-18, un membro non classificato del genus Sedimentibacter e alcuni Saccharibacteria). Essi giocano un ruolo fondamentale, in base alla loro mancanza o abbondanza, nel definire le popolazioni dei due ambienti, in quanto appaiono centrali nei microbial network. Sono coinvolti in complesse interrelazioni di microbial taxa.

In generale possiamo concludere dicendo che, all’interno di un prodotto culinario come il tartufo nero, si sviluppa un rapporto complesso di un vasto microbiota. Alterando gli equilibri di esso, per l’abbondanza o meno di alcune specie, si dà il via ad una reazione a catena. Essa può alterare il rapporto tra microorganismi presenti nel suolo e nei tartufi che vi crescono, ma soprattutto alterare la crescita, e forse la qualità, del prodotto stesso.

Bibliografia

  1. Published: 16 June 2020
    The bacterial communities of Tuber aestivum: preliminary investigations in Molise region, Southern Italy
    Pamela Monaco, Marwene Toumi, Gabriella Sferra, Erika Tóth, Gino Naclerio & Antonio Bucci
    Annals of Microbiology volume 70, Article number: 37 (2020).85 Access. Metrics

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