Lo studio è pubblicato in Microbiologia applicata e ambientale .

Il complesso di specie Ralstonia solanacearum (RSSC) è un gruppo batterico fitopatogeno che provoca avvizzimento batterico in diverse colture.

"Il nostro gruppo di ricerca si dedica da anni allo studio del patosistema della patata Ralstonia solancearum, concentrandosi principalmente sullo sviluppo di varietà di patate resistenti all'avvizzimento batterico", ha affermato l'autrice dello studio María Inés Siri, Ph.D., del Dipartimento di Bioscienze, Università della Repubblica, a Montevideo, Uruguay.

I patosistemi come questo sono sottosistemi di ecosistemi che sono specificatamente definiti dal parassitismo, dove il parassita è qualsiasi specie che trascorre una parte significativa della sua vita abitando e ottenendo nutrienti da un ospite. Siri ha affermato che fino ad ora la relazione tra lo ionoma della pianta di patata (composizione di minerali e oligoelementi) e i livelli di resistenza all'RSSC non è stata affrontata.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno avviato la loro indagine utilizzando genotipi di piante di patata con livelli contrastanti di resistenza all’avvizzimento batterico. Questo approccio ha permesso ai ricercatori di esaminare come i diversi livelli di resistenza naturale all'interno delle piante potrebbero essere collegati alle loro composizioni minerali.

I ricercatori hanno valutato il contenuto di minerali in varie parti delle piante di patate, come la linfa dello xilema, le radici, gli steli e le foglie, concentrandosi sulla relazione tra questi minerali, in particolare il calcio, e la resistenza delle piante all'avvizzimento batterico.

A seguito di questa valutazione dei minerali, gli scienziati hanno esplorato l'impatto del calcio su diversi aspetti legati alla virulenza dell'agente patogeno, tra cui il tasso di crescita, la capacità di formare biofilm e la motilità.

Inoltre, hanno valutato l'effetto del calcio sull'aumento della resistenza delle piante attraverso prove di inoculazione controllata, fornendo una visione completa di come l'integrazione di calcio potrebbe potenzialmente rafforzare i meccanismi di difesa della pianta di patate contro l'avvizzimento batterico.

Il team ha scoperto una relazione positiva tra le concentrazioni di calcio e i livelli di resistenza dei genotipi di patate all'avvizzimento batterico. Hanno anche scoperto che l'integrazione di calcio nella patata era in grado di ridurre significativamente il tasso di crescita dell'agente patogeno causando l'avvizzimento e di influenzare negativamente la capacità dell'agente patogeno di formare biofilm e muoversi, che sono cruciali per la sua virulenza e capacità di causare malattie.>

"Ci sono diverse direzioni interessanti per la ricerca futura derivanti dai nostri risultati", ha affermato Siri.

“Abbiamo in programma di approfondire la comprensione di come il calcio influenza il patosistema a livello trascrittomico, compresi i meccanismi di difesa delle piante e la virulenza dell’agente patogeno. Miriamo anche a esplorare il ruolo del microbioma vegetale nella resistenza e a sviluppare strategie pratiche di gestione del campo che incorporino la fertilizzazione con calcio”.

Lo studio è il primo a utilizzare camere microfluidiche per monitorare la crescita dei patogeni e la formazione di biofilm in condizioni che imitano il sistema vascolare della pianta, ha affermato Siri. Questo approccio innovativo ha fornito preziose informazioni su come l'integrazione di calcio può impedire la capacità dell'agente patogeno di formare biofilm, un fattore chiave nella sua virulenza.

"Inoltre, questo progresso metodologico non si limita solo al nostro studio attuale, ma è anche promettente per la ricerca futura su questo importante patogeno vascolare", ha affermato Siri.

"Offrendo un nuovo strumento per l'osservazione e l'analisi dettagliate, il nostro approccio potrebbe essere sfruttato in ulteriori studi per svelare le complessità delle interazioni pianta-patogeno ed esplorare nuove strategie di gestione della malattia."