Phaseolus vulgaris e peste. I funghi: gli epici cavalieri.

Eroe ed antieroe. Nel mezzo, la Bella, da salvare. No, non la coltura di Phaseolus vulgaris L., dell’ultimo studio micologico di Agronomy. La posta è sempre più alta, sulle nostre teste, tanto intente al poco. La luna, è sempre lì, ed il dito ha più visualizzazioni che mai. Peste post-raccolta, questa volta: dispensata da antagonisti coleotteri, Acanthoscelides obtectus, insidia, ennesimi, i buoni propositi, di ogni condivisa agenda mondiale. Contro il ricorso alla chimica. Da lei, venefica chimera, «quante promesse sono state fatte irrite e vane». E l’intervento, epico cavalleresco (figura 1), dei funghi Trichoderma, è solo l’ultimo passo, impresso, dalla ricerca agronomica, su di un un corso, dal solco profondo. Ma val la pena, farglisi incontro, per intascare ancora un valido conio, da spendere presto, in questo κόσμος verdeazzurro. Sempre meno mundus.

Come epici cavalieri, senza macchia e senza paura, i funghi, certi funghi, corrono al salvamento di Phaseolus vulgaris. E, di noi, stolti.
Figura 1 – Frederic William Burton, “The Meeting on the Turret Stairs (Hellelil and Hildebrand)”,1864. Acquerello e tempera su carta. National Gallery of Ireland.
Fonte [labottegamargutta].

Trichoderma: funghi, senza macchia e senza paura

«Denudatum. Pulvis copiosus, farinaceus, tegmine tomentoso s. villoso cintus.»

Synopsis Methodica Fungarum, Gottingae : apud Henricum Dieterich, 1801.

Quante volte, spiffero da una parentesi, o estremo lembo di un esteso paradigma sistematico, “Pers.“, ha lasciato nel lettore d’occasione, tracce labili d’incompreso. “Pers.”, ovvero Persoon, Christian Hendrik Persoon (figura 2), illustre botanico e micologo, presso l’Università di Leida.

Era il 1794, quando il micologo sudafricano isolò, individuandolo per sempre, il genere Trichoderma (figura 3), così vividamente descritto nel latino scientifico d’antan (figura 4): polverulento organismo, dotato di strato superficiale villoso; lanugine, che gli valse poi il tricotico appellativo. Funghi imperfetti, per l’assenza di ciclo sessuale conosciuto, produttori di spore, i conidi, di colore verde. Vantano azioni di disturbo, su altri microbi, che si esplicano in fenomenale velocità proliferativa, a saturare gli spazi vitali comuni, e competizione, nel mentre, per le fonti nutritive, dell’ambiente di crescita.

Funghi a crescita libera, nel suolo, come nella rizosfera, che acidificano l’ambiente circostante, mediante organici, del calibro dell’acido fumarico, citrico e glucuronico. Anche, abili solubilizzatori di microelementi minerali, ferro, magnesio e manganese; ancor più, dei fondamentali fosfati.

Armi e barda, alla volta del Phaseolus vulgaris in periglio: lo studio

Il nemico, Acanthoscelides obtectus, lo chiamano anche tonchio del fagiolo, un ‘Tonio fittizio e gergale: noto, da sempre, per la sua ostinata capacità di perforazione, delle cariossidi di cereali, e dei semi di leguminose, come il Phaseolus vulgaris L. , per l’appunto. Presente in tutte le pianure e le vallate più calde. Si concentra, preferenzialmente, in piantagioni di fagioli. Sverna nelle rimesse, ed in estate si accoppia sulle piante del suo legume d’elezione. Le femmine depongono le uova sui baccelli, in un’apertura scavata a colpi di mandibola, incessanti. Le larve neoformate, poi, penetrano i fagioli, ed in essi completano il proprio ciclo vitale. Si nutrono, inoltre, del seme di fagiolo, sino a svuotarlo interamente. Ben si comprende, dunque, perchè tale infestazione abbia nome, volto, e modi di peste, per gli agricoltori.

Ceppi fungini in studio, contro la peste del fagiolo comune

I ricercatori, guidati da Álvaro Rodríguez-González, hanno posto al centro dell’ultima sperimentazione, quattro ceppi di Trichoderma:

  • Trichoderma arundinaceum IBT 40837 (=Ta37), ceppo wild-type, produttore del tricotecene harzianum A (HA);
  • due ceppi trasformati di Ta37, ovvero Ta37-17.139 (Δtri17), e Ta37-23.74 (Δtri23);
  • Trichoderma brevicompactum IBT 40841 (=Tb41), ceppo wild-type, e produttore del tricotecene trichodermina.

I tricoteceni, sono un gruppo di micotossine sesquiterpeniche, prodotte da molti generi fungini, oltre al Trichoderma. Dalle proprietà citotossiche ed immunosoppressive, nell’uomo, causano sindromi emetiche e diarroiche; rallentamento di crescita, negli animali. La classe A, di tricoteceni, è la più numerosa. La loro biosintesi è, però, condizionata tanto da evenienze genetiche, quanto da incerti ambientali. Di certo, richiedono disponibilità di glucosio e leucina, attività dell’acqua intorno a 0.92, e temperature tra 1.5°C e 28°C; cali improvvisi di temperatura, dunque, ne stimolano la produzione, nei funghi, pronti a dar battaglia.

Potenti inibitori di sintesi proteica, cioè di quella corrente biochimica che tutto crea, e muove: tossici cellulari, quindi, e sistemici, oggi i tricoteceni possono essere sintetizzati in quantità idonee, per la dispersione in gocce , aerosol o polvere, nelle vesti di arma biologica. Meglio però parlare di biocontrollo, per discernere, le sottili umane stragi, del ’74-’81, in Laos, Cambogia, Afganistan, dal contrasto d’infestazioni botaniche.

Indagini funzionali, su soppressione dell’infestante, e germinazione dei semi sopravviventi

Finora, il controllo della peste post-raccolta, nelle zone di stoccaggio, si è ottenuto a mezzo insetticidi di sintesi, o barriere fisiche: chiusure ermetiche degli imballaggi, per esempio. Naturalmente, e notoriamente, il ricorso reiterato a pesticidi, nelle pratiche di gestione dei depositi, ha nutrito progressive resistenze parassitarie, configurandosi come un ulteriore insulto, alla integrità della nostra fisiologia, e del nostro ambiente natale.

Alternative ecosostenibili, sono i trending topics, di ogni sperimentazione scientifica, in questo, ed in altri ambiti: via libera, dunque, alla memoria, ed alla fantasia, dell’uomo di scienza. Olii essenziali, ed ancor più batteri e funghi, a fornire matrici per prove analitiche, i cui esiti arridono pure, ai pionieri in camice e pipetta, però stentano ancora a farsi prima scelta, in fase d’emergenza, improvvisa o permanente.

Funghi nebulizzati su Phaseolus vulgaris: effetti anti-tonchio

I ricercatori hanno allestito un primo esperimento per determinare l’effetto dei composti, e degli intermedi, prodotti dai differenti ceppi di funghi wild-type e modificati di Trichoderma, su Phaseolus vulgaris L., infestato da Acanthoscelides obtectus. Cresciuti, gli isolati fungini, su PPG medium, secondo protocollo di Laura Lindo e colleghi, mediante torre di Potter manuale, i ricercatori hanno applicato 1 mL di sospendione di spore fungine, di ogni ceppo, su 40 semi di fagiolo comune. Posto, ognuno in capsula Petri, il controllo corrispondeva ad acqua distillata.

I tecnici, hanno quindi trasferito fagioli trattati, e non trattati (controlli), in una struttura in plastica, dotata di 5 alloggiamenti circolari. Tale articolato strumento, ha consentito di apprezzare la scelta operata dagli insetti infestanti A. obtectus, nonchè la loro distribuzione, nei diversi settori ospitati semi di Phaseolus vulgaris (settori A, B, C, D). Settori B e D, contenenti fagioli trattati con ceppi di Trichoderma; settori A e C, recanti fagioli-controllo, non trattati. Gli insetti, provenivano da un settore indipendente, centrale, con accessi sugl’altri: 20 esemplari adulti di A. obtectus, 10 maschi e 10 femmine. Ogni trattamento, applicato ai semi di fagiolo comune, recava, separatamente i 4 ceppi fungini indicati; 4 trattamenti, con 4 replicati.

Dopo 24 ore, gli insetti hanno espresso la propria predilezione, per le condizioni biochimiche meno sfavorevoli, ripartendosi nei vari scomparti. Dai quali, poi, i ricercatori, li hanno trasferiti in capsule Petri, registrandone giornalmente il tasso di mortalità. E dopo 15 giorni, anche il valore di perdita peso dei semi, dopo infestazione da tonchio.

Quel che resta della germinabilità, passata la peste

I ricercatori hanno inoltre puntato alla determinazione dell’effetto dei ceppi fungini, come coadiuvanti la germinazione dei semi, colpiti dalla peste del tonchio, e di quelli salvaguardati ed incolumi. Quindi, vasi in polipropilene da 1L, riempiti di torba, e posti in camere climatizzate e controllate, hanno accolto la semina di singoli esemplari di Phaseolus vulgaris. Cinque semi sani (privi di fori, da A. obtectus) e cinque semi recanti perforazioni (un solo foro, su ogni seme di fagiolo).

Gli operatori hanno mantenuto tali condizioni sperimentali controllate per 45 giorni, includendo l’esposizione dei semi a fotoperiodo di 16 ore di luce, temperature giorno/notte di 25°C/16°C, umidità relativa del 60%, illuminazione da 3500 lux. Irrigazione ogni 4 giorni, con 250 mL per vaso. Aggiunta anche soluzione nutritiva, tra la seconda e la quarta settimana, come suggerito da J. Rigaud.

Dopo 45 giorni, i ricercatori hanno condotto analisi del peso fresco, e secco (72 ore in stufa, ad 82°C), delle parti aeree, e degli apparati radicali, delle piante di fagiolo comune.

Sopravvivenza degli infestanti nemici

Quanto agli effetti della vaporizzazione, sui semi di Phaseolus vulgaris, di spore dei ceppi di Trichoderma, sulla percentuale di sopravvivenza di A. obtectus, i dati si esprimono chiaramente. Gli insetti che sono incorsi in semi di fagiolo trattati con i ceppi fungini Tb41 e Ta37, trascorsi 15 giorni, hanno mostrato minore percentuale di sopravvivenza, rispettivamente 0% e 20%, in confronto ai controlli. E tali ceppi, rappresentano anche le migliori attitudini soppressive, della peste da tonchio del fagiolo. Insetti, invece, che hanno fronteggiato altri ceppi, presenti sui semi, Δtri17 e Δtri23, hanno espresso una percentuale di sopravvivenza del 67% e del 71%, rispettivamente.

Ma tutti i ceppi fungini, sono risultati anche affidabili difensori del peso fresco, vitale, dei semi di Phaseolus vulgaris L., attestandosi su una perdita percentuale esigua, di 1.21% e 1.55% (diversamente dai valori occorsi nei semi non trattati, ed infestati, tra 1.58% e 3.99%).

Guasti da peste, germinabilità, e peso fresco del Phaseolus vulgaris L.

I semi danneggiati, preventivamente trattati con Δtri17, hanno espresso migliore germinabilità rispetto a quelli trattati con Δtri23.

I ceppi Δtri17 e Tb41, inoltre, hanno consentito ai semi di fagiolo, su cui sono stati vaporizzati, di superare l’attacco di A. obtectus, con meno fori, su ogni seme.

Inoltre, benchè, come detto, i semi danneggiati e trattati preventivamente con funghi Δtri23, non primeggino per percentuale di germinabilità, tale trattamento garantisce un peso fresco, della parte aerea delle piante di fagiolo, notevolmente più alta rispetto al ceppo Δtri17.

Stimolatori di crescita, anche in tempo di pace, i funghi

I trattamenti applicati, si scopre, esercitano influenza positiva sulla capacità germinativa, anche del fagiolo comune non danneggiato: il miglior risultato, incorona il ceppo fungino Δtri23, tra i modificati; resta, questo, tuttavia, al di sotto delle eccellenti prestazioni del ceppo wild-type Ta37.

Il peso fresco della parte aerea, delle piante cresciute a partire da semi perforati, dal lavorìo degli insetti infestanti, e trattate con Δtri23, è molto più alto rispetto ai controlli (35.03 g e 25.38 g, rispettivamente).

Il peso fresco del sistema radicale, ugualmente, di piante ottenute da fagioli perforati, ma trattati preventivamente con Δtri23, si attesta alto, a 4.92 g, rispetto a tutti gli altri ceppi fungini (Ta37 a 3.52 g, Δtri17 a 3.19 g, Tb41 a 2.15 g).

Il miglioramento nella germinazione dei semi trattati con ceppi di Trichoderma, dunque, può derivare dalla produzione di ormoni, da parte dei ceppi fungini, come l’acido harzianico e isoharzianico, entrambi promotori di crescita.

Nonostante, infine, i coefficienti di regressione lineare riscontrati, dimostrino una negativa correlazione tra effetti benefici fungini sul peso fresco di parti aeree, e radicali, delle piante di Phaseolus vulgaris trattate, ed il numero di perforazioni subite, dai poveri semi esposti all’infestazione, val bene la pena di approfondire, in futuro, le qualità, di questi sporigeni cavalieri.

Fonti

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