Plant Growth Promoting Rhizobacteria

Cosa sono i microrganismi PGPR?

La promozione della crescita delle piante è uno dei principali ruoli svolti dai microrganismi PGP (Plant Growth Promoting). Tra questi, i rizobatteri, classificati come Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), colonizzano le radici, e svolgono la loro azione instaurando con la pianta una relazione di simbiosi mutualistica, in cui i partner (detti simbionti) svolgono ciascuno una funzione importante o essenziale, contribuendo al benessere di entrambe le parti. L’azione di questi microrganismi porta a grandi benefici nell’ambito della sostenibilità ambientale, soprattutto per quanto riguarda il mondo agricolo, contribuendo all’ottenimento di piante e produzioni di qualità.

Comunicazione microrganismo- ospite

La comunicazione microrganismo-ospite avviene attraverso una serie di molecole prodotte da entrambi i simbionti, che sono in grado di influenzare il partner. Infatti, le piante producono regolatori e metaboliti secondari in grado di modulare la comunità microbica, anche in base alla fase di sviluppo. I microrganismi producono anch’essi metaboliti, che svolgono funzioni importanti nel rapporto tra i simbionti. In questo dialogo molecolare, l’interazione microrganismo endofita-ospite è altamente specifica, grazie anche alla co-evoluzione che ha permesso ai due simbionti di adattarsi l’uno all’altro.

Quali funzioni svolgono?

In particolare, i rizobatteri:

  • promuovono la decomposizione e la mineralizzazione della sostanza organica;
  • facilitano l’assorbimento dei nutrienti, per esempio con la solubilizzazione del fosfato;
  • favoriscono la crescita dell’apparato radicale, ottenendo una maggiore superficie assorbente e aumento della ramificazione per esplorare il terreno in profondità. La promozione della crescita può essere favorita anche dalla produzione di fitormoni indotta dai batteri nella pianta (es. auxine, acido Indol – 3 – acetico);
  • Fissano l’azoto rendendolo disponibile per la pianta; in alcuni casi possono portare alla formazione di noduli a livello della radice, chiamati rizobi, in cui il batterio si sviluppa e svolge la fissazione dell’azoto utile per la pianta, come nel caso di molte piante leguminose (per esempio Medicago sativa).

I PGPR inoltre competono per spazio e nutrienti con altri microrganismi, anche deleteri nella rizosfera, favorendo così lo sviluppo della radice. L’effetto benefico di questi batteri può essere dovuto anche all’azione di biocontrollo diretto dei patogeni delle radici, svolto attraverso meccanismi come Resistenza Sistemica Indotta (ISR), l’antibiosi, la competizione per spazio e nutrienti.

Quali sono i PGPR più comuni?

I PGPR più comuni sono Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Bacillus subtilis, Paenibacillus polymyxa, Paenibacillus elgii, Bacillus licheniformis, che svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo della radice e nel miglioramento del suolo.

Figura 1 - Capsula Petri contenente colonie di Bacillus licheniformis.
Figura 1 – Capsula Petri contenente colonie di Bacillus licheniformis.

Prospettive future

Sebbene sia difficile trovare un metodo per la loro applicazione e mantenimento sulla pianta, la ricerca in questo campo sta spingendo verso l’idea di integrazione dei prodotti inoculanti di microrganismi PGP all’uso di prodotti chimici oggi utilizzati; si ipotizza inoltre che i microrganismi PGP possano andare a sostituire gradualmente l’uso dei prodotti chimici per la risoluzione di problemi agricoli e ambientali, in favore del concetto di sostenibilità ambientale.

Fonti

Informazioni su Vanessa_Vitali 1 Articolo
Autrice di Microbiologia Italia. Sono legata al mondo agricolo fin dall'infanzia, tanto da volermi specializzare in questo settore. Mi sono laureata in Scienze della Produzione e Protezione delle Piante con una tesi sperimentale in patologia vegetale, incentrata sullo studio di batteri endofiti di Landraces di mais. Le discipline che più mi appassionano sono la biologia, la patologia e l'entomologia vegetale. Il mio "sogno nel cassetto" è fare ricerca come patologo vegetale.

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