Ecco come i microbi del suolo aiutano le piante a sopravvivere

Un nuovo studio su Nature Microbiology analizza i suoli raccolti in tutto il Kansas per testare il ruolo degli "effetti ereditari", che si riferisce a come i terreni in un determinato sito sono modellati da microbi che si sono adattati al clima locale nel corso di molti anni.

"I batteri e i funghi e altri organismi che vivono nel suolo possono effettivamente avere effetti importanti su cose che contano, come il sequestro del carbonio, il movimento dei nutrienti e ciò a cui siamo particolarmente interessati - gli effetti legacy sulle piante", ha detto la coautrice Maggie Wagner, professore associato di ecologia e biologia evolutiva presso l'Università del Kansas.

Il team ha campionato terreni provenienti da sei località del Kansas, che coprono la regione orientale più umida fino alle più alte pianure più asciutte a ovest, che ricevono meno pioggia a causa dell'ombra della pioggia delle Montagne Rocciose. L'obiettivo era quello di confrontare come gli effetti legacy variavano lungo questo gradiente climatico.

I ricercatori hanno esposto le comunità microbiche ad acqua abbondante o acqua molto limitata per cinque mesi per rafforzare le storie contrastanti di disponibilità di umidità.

"Anche dopo molte migliaia di generazioni batteriche, la memoria della siccità era ancora rilevabile", ha detto Maggie Wagner "Uno degli aspetti più interessanti che abbiamo visto è che l'effetto di eredità microbica era molto più forte con piante che erano native di quelle località esatte rispetto alle piante che provenivano da altrove e piantate per motivi agricoli, ma non erano native".

Per iniziare a testare come l'identità delle piante interagisce con l'eredità microbica, il team ha confrontato una coltura (mais) con un'erba nativa (gamagrass). Osservano che saranno necessarie ulteriori specie per confermare il modello, ma i primi risultati suggeriscono che le piante autoctone possono allinearsi più fortemente con le storie microbiche locali.

Oltre alle prestazioni delle piante, i ricercatori hanno esaminato l'attività genica sia nei microbi che nelle piante per esplorare i potenziali meccanismi alla base degli effetti legacy su scala molecolare.

"Il gene che ci ha eccitato di più è stato chiamato nicotianamina sintasi", ha detto Wagner. "Produce una molecola principalmente utile per le piante per acquisire ferro dal suolo, ma è stato anche registrato per influenzare la tolleranza alla siccità in alcune specie. Nella nostra analisi, la pianta ha espresso questo gene in condizioni di siccità, ma solo quando coltivata con microbi con una memoria di condizioni secche. La risposta della pianta alla siccità dipendeva dalla memoria dei microbi".