Le radici della maggior parte delle piante terrestri sono colonizzate da funghi micorrizici arbuscolari, che aiutano i loro partner vegetali a crescere e allo stesso tempo influenzano l'ambiente in generale. La loro natura nascosta ha fatto sì che questi funghi siano poco conosciuti, ma i ricercatori del Chicago Botanic Garden e della Northwestern University hanno sviluppato un nuovo approccio per rilevare e identificare le numerose specie coinvolte in queste comunità ecologicamente vitali.

I funghi micorrizici arbuscolari collaborano con circa il 65-75% delle piante terrestri per fornire loro i nutrienti dal suolo in cambio degli zuccheri prodotti durante la fotosintesi. Queste comunità fungine hanno un grande impatto sui tipi di piante che possono crescere in un luogo particolare, e gli scienziati sono desiderosi di saperne di più sulla loro diversità e sui loro effetti ecologici. Però, la natura delle micorrize arbuscolari significa che i funghi crescono all'interno dei tessuti vegetali, quindi può essere difficile dire quali specie sono presenti in un particolare ambiente.

Sebbene il sequenziamento del DNA sia stato utilizzato per identificare circa 350 dei funghi micorrizici arbuscolari più abbondanti in alcune regioni, è improbabile che questi approcci forniscano un quadro completo della specie in un particolare ambiente. Per caratterizzare meglio la diversità dei funghi micorrizici arbuscolari, Il dottorando Benjamin Morgan e il suo supervisore, la dott.ssa Louise Egerton-Warburton, hanno sviluppato una nuova tecnica in grado di rilevare le specie fungine più rare in una comunità, aprendo la strada a futuri approfondimenti su come potrebbero variare in risposta ai cambiamenti ambientali. I loro risultati sono pubblicati in un recente numero di Applicazioni nelle scienze vegetali .

Morgan ed Egerton-Warburton si sono basati sui recenti progressi nella caratterizzazione delle comunità di micorrizici arbuscolari adattando strumenti comprovati di sequenziamento del DNA specifici dei funghi per l'uso con tecnologie all'avanguardia. Hanno aggiunto un tag "codice a barre" ai primer, molecole che si legano al DNA, per consentire loro di essere utilizzati con apparecchiature di sequenziamento del DNA ad alto rendimento estremamente sensibili per rilevare specie più rare.

I ricercatori hanno utilizzato questo nuovo approccio per analizzare campioni di suolo e radici di due foreste nella penisola dello Yucatán, Messico, rivelando uno dei più alti livelli di ricchezza di specie registrati fino ad oggi. ne hanno individuati 2, 213 "unità tassonomiche operative" (OTU), che rappresentano specie separate o individui geneticamente variabili da un insieme più piccolo di specie. Le comunità fungine micorriziche arbuscolari erano dominate da un piccolo numero di funghi molto comuni; solo 22 OTU rappresentavano l'89% delle sequenze di DNA identificate nello studio. Morgan elabora, "Il gran numero di OTU ben supportate è stato sorprendente, e probabilmente riflette la maggiore sensibilità di questo approccio e la sua capacità di catturare taxa rari che sarebbero facilmente trascurati nei test di comunità basati sulle spore e in altri approcci di sequenziamento".

I ricercatori sono stati anche incuriositi dalle differenze rilevate tra le comunità fungine dei due siti di studio, che hanno comunità vegetali molto simili e distano solo 50 miglia. L'alcalinità del suolo e i livelli di azoto e fosforo nel suolo hanno fatto sì che alcuni gruppi di specie fossero più comuni in un sito o nell'altro, con le differenze più pronunciate nelle OTU più rare. È probabile che studi futuri rivelino molte più interazioni ambientali, spiega Morgan:"Questa è davvero solo un'istantanea di due comunità di funghi micorrizici arbuscolari. Data l'enorme importanza della stagionalità umido/secco per l'ecologia di questi sistemi, un ricampionamento stagionale molto più ampio è stato un obiettivo primario del nostro follow-up al lavoro attualmente pubblicato".

I sistemi fungini micorrizici arbuscolari svolgono ruoli cruciali nel loro ambiente, influenzando le piante che possono crescere lì e le sostanze nutritive che vengono immagazzinate e rilasciate dai terreni. Questo studio è un inizio promettente per l'espansione della nostra conoscenza di questi sistemi. Morgan continua, "È molto probabile che la diversità fungina molecolare arbuscolare globale sia molto più alta delle stime attuali. Data la loro importanza nella formazione degli ecosistemi, siamo interessati a saperne di più su queste specie e sulle loro possibili funzioni, soprattutto nelle comunità che potrebbero subire cambiamenti significativi a causa di disturbi antropici e cambiamenti climatici nei prossimi decenni".