Il fungo patogeno Zymoseptoria tritici. Un nuovo strumento molecolare consente il rilevamento microscopico delle spore non patogene (rosse) e delle ife invasive (verde). Credito:Professor Gero Steinberg e Professor Sarah Gurr
Il fungo Zymoseptoria tritici provoca la Septoria tritici blotch, la malattia fungina più distruttiva del grano coltivato nei climi temperati in tutto il mondo. Questa malattia riduce le rese del grano del 5-10% all'anno, causando perdite di raccolto per un valore compreso tra tre quarti e un miliardo e mezzo di euro solo in Francia, Germania e Regno Unito, e con un altro miliardo di euro speso per il controllo chimico del fungo. I ricercatori dell'Università di Exeter hanno raggiunto un importante passo avanti nella comprensione dei meccanismi molecolari alla base dell'aggressività di questo patogeno.
Un team di Exeter, guidato dal professor Gero Steinberg, ha utilizzato un approccio multidisciplinare per comprendere meglio la formazione della forma invasiva per le piante dell'agente patogeno. Questo cosiddetto stadio ifale è quando il fungo entra nelle foglie di grano attraverso aperture naturali, chiamate stomi, che si aprono e si chiudono in base alle condizioni di luce ambientale. Combinando tecniche di biologia cellulare e molecolare, bioinformatica e patologia vegetale, il team ha rivelato che una combinazione di temperature moderate e molecole dalla foglia di grano avvia la formazione delle ife invasive che infettano le piante. Tale cambiamento è accompagnato dalla "riprogrammazione" dell'agente patogeno, preparando così il fungo all'attacco delle piante.
Lo sviluppo di un nuovo e sofisticato "strumento molecolare" ha consentito ai ricercatori di eseguire uno screening genetico visivo volto a identificare i fattori che riprogrammano il fungo per formare ifa invasiva. Questo approccio, piuttosto sorprendentemente, ha rivelato l'esistenza di un "regolatore principale", noto in altri organismi per percepire la luce. La ricerca ha mostrato che questo regolatore percepisce le stesse condizioni di luce che aprono gli stomi della pianta, avviando e sincronizzando così l'emergenza dell'ifa invasiva quando la pianta è più vulnerabile.
Molto significativa è la scoperta di un "regolatore principale" per la patogenicità nel patogeno del frumento Zymoseptoria tritici; fornisce un obiettivo cruciale per lo sviluppo di nuove strategie di controllo contro la chiazza di Septoria tritici nel grano.
"Il nostro approccio multidisciplinare ha preso di mira il nucleo della patogenicità del fungo Septoria tritici blotch. L'aver identificato il fattore che controlla la formazione della forma invasiva del patogeno offre speranza per lo sviluppo di modi per proteggere le nostre colture di grano da questa malattia economicamente importante", ha affermato Professor Gero Steinberg.
La professoressa Sarah J. Gurr, che faceva parte del team di Exeter dietro questa scoperta e detiene una cattedra in sicurezza alimentare presso l'Università di Exeter, afferma che "il grano viene coltivato su più superficie di qualsiasi altro raccolto globale. Questa malattia provoca enormi perdite di questo prezioso raccolto calorico nelle aree a crescita temperata. Questa ricerca descrive l'identificazione di un obiettivo molto significativo nella nostra ricerca per garantire la sicurezza alimentare globale."
Il documento è pubblicato su Nature Communications . + Esplora ulteriormente
