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00:11salve sono raffaella balestrini e sono direttore dell'istituto di bioscienze e biorisorse del
00:17consiglio nazionale delle ricerche e da anni mi occupo dell'interazione tra piante e microrganismi
00:25del suolo. Oggi parleremo della vite e parleremo della vite in relazione ai cambiamenti climatici
00:34e anche in relazione proprio a quello che è il ruolo dei microrganismi del suolo nel migliorare
00:39la tolleranza agli stress ambientali. Prima di entrare nel topic di questa lezione è importante
00:52ricordare l'importanza delle radici cioè ripartire dalle radici perché come sappiamo diversi fattori
00:59influenzano la nutrizione e la resa delle piante oltre alla varietà vegetale quindi a quello che viene
01:04chiamato il genotipo vegetale fattori ambientali come la disponibilità e l'assorbimento di acqua e
01:11nutrienti nel suolo ma anche la capacità della pianta di utilizzare queste risorse giocano tutti
01:17un ruolo integrante nella crescita delle piante e le radici sono fondamentali in questo in quanto
01:23le radici sono responsabili dell'assorbimento di acqua e nutrienti dal suolo e le radici sono anche
01:29quell'organo della pianta che per primo sente i cambiamenti che avvengono nel suolo quindi ad
01:35esempio una carenza di acqua adattando quindi la loro crescita. Dunque viene da sé pensare che lo
01:43sviluppo di un apparato radicale efficiente è fondamentale per migliorare quella che è la
01:48produttività delle colture e una delle strategie che viene proprio seguita dai ricercatori è quella
01:55attualmente di studiare i genotipi delle piante per quanto riguarda i tratti radicali associati a un
02:01miglior adattamento a un determinato stress. Ma è importante ricordare anche che le radici non sono
02:09sole nel suolo. Le piante infatti stringono relazioni con diversi microorganismi del suolo
02:15tra questi possiamo avere patogeni o possiamo avere microorganismi benefici e tutti questi svolgono
02:23un ruolo fondamentale nell'adattamento a condizioni ambientali avverse promuovendo la crescita e lo
02:29sviluppo delle piante. Di particolare importanza sono quei microorganismi che vivono in questo sottile
02:36strato di suolo intorno alle radici che viene chiamato rizosfera. Gli essudati radicali rilasciati
02:45dalle radici perché le radici rilasciano dei composti che insieme vengono chiamati appunto essudati
02:54radicali costituiscono una fonte di nutrimento per i microorganismi associati alle radici e rendono la
03:00rizosfera proprio più adatta a batteri e funghi rispetto al terreno circostante che invece è più
03:05povero dei nutrienti e qui troviamo molti di quegli organismi di quei microorganismi che poi
03:11diventano endofiti e quindi vivono all'interno dei tessuti radicali della pianta. Tra questi abbiamo
03:21i funghi microridici arbuscolari e i batteri del suolo che promuovono la crescita delle piante che
03:27sono di particolare interesse in agricoltura insieme anche ai rizobi che formano queste strutture che si
03:34chiamano noduli radicali sulle radici delle leguminose. Allora questi microrganismi in particolare
03:44i funghi microridici arbuscolari hanno un effetto come biofertilizzante, hanno un effetto positivo sulla
03:52telloranza a stress biotici e abiotici, ci sono diversi studi che ormai dimostrano questo e inoltre
04:00sono anche molto importanti per la stabilità del suolo perché come vedete loro formano delle ife che
04:07corrono lungo il terreno anche a distanza della radice e chiaramente queste sono importanti sia per
04:14l'assorbimento di elementi minerali acqua che vengono trasportate alla radice da zone dove la radice non
04:21arriva ma sono molto importanti anche appunto per quella che è la stabilità poi del suolo e dunque questi
04:28microrganismi vengono considerati come dei microrganismi che hanno delle grandi potenzialitÃ
04:35ai fini della sostenibilità e stabilità della produzione agricola. Questi microrganismi si
04:42associano anche con la vite e è già stato visto come l'interazione della vite con i microrganismi
04:49benefici del suolo gioca sicuramente un ruolo chiave nel mitigare gli effetti degli stress ambientali
04:56e stimolare anche le risposte di difesa basali e questo è importante perché in un momento in cui
05:02la pianta è più debole a causa ad esempio di un evento molto forte di siccità oppure a causa del
05:10fatto che ci sono delle forti piogge chiaramente si possono anche possono proliferare maggiormente
05:19anche quelle che sono le malattie e quindi ad esempio i patogeni della vite e per questo motivo
05:26quindi se noi miglioriamo quella che è la tolleranza agli stress ambientali potremmo migliorare magari
05:31anche quella che è appunto la resilienza poi alle malattie. E inoltre è anche importante ricordare che
05:43c'è proprio un diciamo è stato è stato visto che esiste un rapporto tra i microrganismi del suolo
05:52il cambiamento climatico e anche il terroir. Infatti cosa è stato visto? È stato visto che i microrganismi
06:00del suolo possono avere un effetto anche su quelli che sono poi le comunità microbiche presenti sugli
06:07acini e che quindi possono avere poi un ruolo fondamentale nel determinare ad esempio i primi step
06:13della fermentazione oppure nell'aroma, nel colore o nella qualità delle uve e quindi conseguentemente del vino.
06:21E questo è un punto da tenere in considerazione in questo momento di cambiamenti climatici perché
06:26noi sappiamo che i microrganismi del suolo sono coinvolti nella mitigazione dell'impatto agli stress
06:32ambientali ma chiaramente loro stessi possono subire gli stress ambientali e questo cosa vuol dire?
06:38Che le comunità del suolo potrebbero associate alla vite o ai vigneti potrebbero cambiare in presenza
06:47ad esempio di un'elevata CO2, del surriscaldamento oppure di un evento di siccità e questo potrebbe
06:53determinare un cambiamento poi in quelle che sono le qualità di quelle uve.
07:00Cosa sappiamo noi del rapporto ad esempio con i funghi microrriscici arbuscolari e la vite?
07:06Sappiamo appunto che in natura la vite è microrrizzata quindi entra in simbiosi con questi funghi.
07:15Dai primi lavori di impatto sulla crescita e trasporto dei nutrienti della simbiosi
07:20adesso siamo in un momento in cui quello che appunto anche per i motivi che dicevo prima
07:28è importante andare a studiare è proprio la biodiversità presente nei suoli dei vigneti e nelle radici della vite
07:35considerando anche quale può essere l'impatto sulla simbiosi di diversi sistemi culturali.
07:41e inoltre sono stati fatti anche diversi lavori a livello funzionale e quindi sono ad esempio
07:50sono stati fatti lavori sulla trascrittomica, sulla proteomica delle radici o sono stati valutati
07:56anche degli aspetti legati alla variabilità presente in diversi portainnesto.
08:06Sicuramente vi è un crescente interesse da parte dei viticoltori e questo è evidente quando
08:11si fanno ad esempio degli eventi divulgativi come vi sia appunto un interesse da parte dei viticoltori,
08:20degli istituti tecnici e proprio della comunità scientifica per migliorare la conoscenza di quelli
08:26che sono i servizi ecosistemici che questi funghi possono fornire rispetto all'adattamento
08:34all'evoluzione del clima e allo sviluppo verso quella che è poi una viticoltura più sostenibile.
08:40Come prima cosa, come dicevo prima, è importante andare a verificare quello che c'è in associazione con un determinato
08:48suolo,
08:49un determinato vigneto, magari anche un determinato genotipo di vite, quindi una determinata cultivar.
08:57In questo lavoro, ad esempio, cosa è stato visto? È stata vista la diversità di questi funghi
09:02appunto in due vigneti di nebbiolo piemontesi, neive e lessona, e sono state fatte una serie di analisi
09:09sia morfologiche che molecolari per andare a identificare questi funghi.
09:13E che cosa è stato visto? È stato visto che in questi vigneti è presente un'elevata biodiversitÃ
09:20che è comparabile addirittura a quella dei sistemi naturali o seminaturali.
09:26E su questo punto vorrei anche ricordare come è importante mantenere anche tutta una serie di piante
09:34nei filari del vigneto, perché queste piante possono essere piante ad elevato potenziale micorrizico
09:41che quindi possono mantenere molto fertile il terreno.
09:44E comparando poi le comunità dei funghi nei due siti, sono state trovate delle differenze significative
09:51nella composizione di queste comunità , suggerendo quindi anche poi un impatto di quelle che sono le caratteristiche
09:58del suolo sulle comunità dei funghi micorrizici arbuscolari.
10:03Inoltre è stata vista in entrambi i siti una concordanza tra le comunità presenti nelle radici e quelle presenti nel
10:10suolo.
10:11Ma come dicevo prima, oltre a valutare quella che è la biodiversità , anche ad esempio in ambienti estremi
10:18o in determinati sistemi culturali, è importante anche andare a capire cosa fanno questi funghi
10:25e come si relazionano con la pianta.
10:29Allora, come dicevo prima, ci sono una serie di servizi ecosistemici
10:33che vengono forniti dalla simbiosi micorrizico-carbuscolare anche in vigneto,
10:38ma questo è risaputo, ma quello che ancora manca, ad esempio, è capire esattamente quali sono i meccanismi
10:47alla base dell'aumentata tolleranza.
10:50Come mai questi funghi, entrando in associazione con le radici della vite,
10:55riescono a renderla più tollerante agli stress ambientali?
10:58E su questo, negli ultimi anni, sono stati svolti diversi progetti, anche a livello italiano.
11:06E in un primo lavoro è stato visto, ad esempio, l'impatto di un singolo inoculo
11:12di un fungo micorrizico-carbuscolare verso un inoculo misto sul trascrittoma delle radici della vite.
11:19E, come potete vedere, questo lavoro è stato fatto in vaso su suolo naturale sterilizzato
11:27ed è stato fatto appunto in vaso utilizzando delle barbatelle.
11:32La cosa interessante è che quando siamo andati a usare l'inoculo misto,
11:36anche se sull'etichetta vi era scritto che dovevano essere presenti dei funghi micorrizici-carbuscolari,
11:42in realtà non abbiamo visto nessuna colonizzazione,
11:45mentre abbiamo visto una buona colonizzazione utilizzando questo inoculo
11:49con una sola specie che è funeliformis mossè.
11:53Allora, quello che abbiamo deciso di fare è stato comunque di continuare questo lavoro
11:58andando a confrontare quello che si vedeva nella radice dove non vedevamo la colonizzazione
12:03da parte dei funghi micorrizici-carbuscolari con la radice dove invece si vedeva,
12:07con le radici dove si vedeva la colonizzazione.
12:10E allora questo è il piano sperimentale, ma la cosa interessante sono i risultati
12:18perché effettivamente abbiamo visto che dopo tre mesi dall'inoculazione
12:22allora le radici risultavano essere micorrizate nelle piante con funeliformis mossè
12:27e le analisi dei dati di trascrittomica effettuata tramite RNA-SEC
12:33hanno dimostrato proprio che la regolazione dei geni marker della simbiosi
12:37era presente solo in questi campioni e non invece in quelli trattati con l'inoculo misto.
12:43E tuttavia quello che è stato anche visto è che abbiamo un maggiore numero di geni
12:49regolati nelle piante inoculati con l'inoculo commerciale, questo inoculo misto,
12:53che è questo chiamato micosat.
12:56L'inoculo commerciale quindi non portava una colonizzazione da parte dei funghi micorrizici
13:02ma determinava comunque una regolazione trascrittomica più importante
13:06rispetto a quella della colonizzazione da parte dei funghi micorrizici
13:10e questo è probabilmente correlato alla presenza di batteri promotori della crescita
13:16all'interno dell'inoculo che hanno funzionato e hanno quindi indotto delle risposte
13:21che sono comunque delle risposte diverse rispetto a quelle indotte dal fungo micorrizico arbuscolare
13:27e questo è particolarmente interessante.
13:31In un secondo lavoro poi ci siamo invece focalizzati su quello che è l'impatto su diversi portainnesti
13:40per verificare quello che è il trade off crescita difesa, quindi verificare come se la pianta in presenza di questi
13:48funghi
13:49migliora quello che è il bilanciamento tra le risposte verso la difesa e verso la crescita.
13:55sono state usate in questo caso due portainnesti e la varietà glera è stata innestata appunto su due portainnesti
14:0511003 che è vigoroso e mediamente resistente alla siccità e gli stress abiotici
14:10e l'SO4 invece che è poco rigoroso e sensibile agli stress abiotici.
14:16e la cosa interessante che abbiamo visto in questo caso abbiamo utilizzato un inoculo micorrizico arbuscolare
14:23composto da due diversi funghi, oltre allo stesso inoculo micorrizico arbuscolare
14:30in presenza anche di uno zucchero che secondo quanto ci avevano detto
14:35avrebbe dovuto migliorare quella che era la capacità poi di colonizzazione da parte della radice.
14:41e la cosa interessante appunto che è stata vista che effettivamente il portainnesto meno vigoroso
14:49come si può vedere qua dove ci sono le frecce rosse
14:54in presenza dei trattamenti che sono tutti gli altri come vedete riesce a raggiungere poi i livelli di crescita dell
15:03'altro portainnesto
15:04e questo è sicuramente molto interessante perché vuol dire che i trattamenti comunque favoriscono la crescita
15:11soprattutto appunto per quel portainnesto che era più sensibile e meno vigoroso.
15:20inoltre abbiamo anche effettuato tutta una serie di misurazioni quindi siamo andati a misurare parametri agronomici, ecofisiologici
15:28abbiamo fatto analisi molecolari, analisi biochimiche e abbiamo fatto anche delle analisi per verificare
15:34se i trattamenti cambiavano in qualche maniera le comunità che si associavano con le radici della vite
15:42e effettivamente i risultati dimostrano che abbiamo dei cambiamenti positivi nella crescita
15:48sono migliorate in particolare come dicevo prima sul portainnesto SO4 nella percentuale di eredicazione
15:54e nel contenuto di composti correlati alla difesa nelle foglie utilizzando entrambe i portainnesti
16:00che sono due portainnesti molto diffusi e ampiamente utilizzati in viticoltura.
16:05i trattamenti abbiamo visto che influenzano positivamente questo trade off crescita difesa
16:12rappresentando una strategia promettente per futuri programmi di viticoltura sostenibile
16:17in cui sono previsti bassi input di fertilizzazione e sostanze chimiche.
16:22Inoltre siamo andati a verificare anche gli stilbeni che sappiamo essere dei metaboliti molto importanti
16:28e correlati con la difesa in vite e si è osservato che la viniferina ad esempio
16:33ha un simile andamento in tutte le piante trattate, questo a livello di foglia
16:39ma non è stata trovata nelle piante di controllo suggerendo quindi un effetto mediato dai microrganismi
16:46che sono associati alla radice e inoltre abbiamo valutato appunto come dicevo
16:52anche un impatto sulle comunità microbiche del suolo.
16:54E cosa abbiamo visto? Una cosa interessante che è stata vista per quanto riguarda le
17:00comunità microbiche del suolo, funghi e batteri è il fatto che in presenza dell'inoculo
17:06dei due funghi microridici erbuscolari effettivamente abbiamo una riduzione nella presenza di patogeni
17:14di quali ad esempio risoctonia che vediamo invece in presenza dello zucchero.
17:21Quindi cosa abbiamo visto? Abbiamo visto che c'è una regolazione fine dei tratti di crescita e difesa
17:27considerando i tre principali fattori che abbiamo analizzato quindi il genotipo della pianta, l'inoculo e anche l'oligosaccaride.
17:35I tratti di crescita sono stati migliorati principalmente appunto nel genotipo a basso vigore
17:41probabilmente anche attraverso l'attivazione di diversi percorsi da parte dei microrganismi associati alle radici
17:49e tutti i trattamenti hanno modellato le comunità microbiche associate alle radici in entrambi i genotipi.
17:57Ma quello che vorrei ricordare anche è come per quanto riguarda appunto il rapporto tra le radici di una pianta
18:06e i microrganismi del suolo, come la domesticazione abbia portato proprio a un impoverimento di quelli che sono
18:15i microrganismi che si associano alle radici di una pianta e questo succede anche nella vite.
18:20Perché? Perché il processo di domesticazione e i programmi di breeding sono focalizzati generalmente
18:26esclusivamente sulla selezione e miglioramento di specifici tratti vegetali e quindi diciamo sulla parte alta della pianta
18:34e in molti casi questo ha influenzato negativamente invece la capacità di reclutare e la funzionalità delle associazioni benefiche nei
18:45sistemi agricoli.
18:47La selezione di tratti genomici vegetali e gli input che sono necessari per sostenere i genotipi selezionati
18:55che spesso hanno bisogno magari di più fertilizzanti o più biopesticidi
19:00influenzano negativamente le interazioni tra le piante e i microrganismi benefici.
19:05Ad esempio attraverso quella che è la composizione degli essudati radicali che come dicevo prima sono molto importanti per il
19:13reclutamento dei microrganismi del suolo.
19:15E partendo da questo si è pensato di andare a isolare grazie appunto al lavoro effettuato per il solcrea di
19:30Conegliano da questi due colleghi
19:33si è pensato di andare a isolare e caratterizzare quelli che sono gli endofiti della vite.
19:40Quindi sono stati chiaramente un lavoro lunghissimo perché questi endofiti sono stati prima fatti crescere in piastra,
19:49sono stati isolati singolarmente e poi sono stati testati per tutta una serie di tratti importanti
19:56per quanto riguarda la promozione della crescita delle piante, quindi ad esempio produzione di auxina oppure anche siderofori
20:06e quindi tutti quei tratti importanti appunto e che sono caratteristici dei batteri che promuovono la crescita delle piante.
20:13E l'idea è quella poi di preparare delle comunità sintetiche, quelle che vengono chiamate sincom,
20:20mettendo insieme dei microrganismi con diverse capacità sulla base di quelli che sono stati i test in vitro.
20:29Questo perché è importante? È importante nell'ottica di quello che è il microbial breeding,
20:36perché noi sappiamo che attualmente proprio con i cambiamenti climatici in corso
20:41la selezione di nuovi genotipi è necessaria per affrontare le sfide ambientali poste dal cambiamento climatico.
20:48Nuovi genotipi generalmente noi pensiamo al breeding che può essere un breeding classico,
20:54attualmente abbiamo le nuove tecnologie, quelle che vengono chiamate le tecniche di evoluzione assistita
20:59in italiano o in inglese new plant breeding techniques che appunto hanno ridotto un pochino anche le tempistiche
21:08rispetto al breeding classico, ma abbiamo anche quello che viene chiamato il microbial breeding,
21:15cioè un breeding che si basa proprio sul lavorare invece su quelle che sono le comunità associate
21:22alle radici delle piante. Questo rappresenta proprio una strategia a livello di olobionte
21:29in cui i microbi sono uno degli obiettivi diretti del processo di selezione, cioè non si vanno a selezionare
21:35solo i tratti della pianta, ma si vanno a selezionare anche le capacità , quei tratti ad esempio presenti
21:41a livello della radice e come vedete ritorna la radice, per questo ho cominciato proprio la lezione
21:48da quello, che aiutano a selezionare quei microorganismi, ad associarsi a quei microorganismi benefici
21:55così importanti poi per aumentare la tolleranza agli stress ambientali.
22:00Quindi questo parte da una selezione e caratterizzazione di microorganismi specifici per ripristinare l'equilibrio
22:06tra la crescita e la difesa in diversi genotipi, come abbiamo visto nelle diapositive precedenti
22:12e poi chiaramente richiede una visione più integrata degli effetti sui tratti delle piante
22:18da parte del microbiota introdotto, ad esempio anche attraverso lo sfruttamento di strumenti omici complementari.
22:25Quindi noi una volta che creiamo queste comunità sintetiche dobbiamo poi andare chiaramente a testare
22:31e a vedere quelle che sono le risposte a livello della pianta e sicuramente tra scrittomica,
22:38metabolomica e proteomica ci vengono incontro in questo, così anche come la fenomica
22:43e quindi l'andare a vedere quello che è proprio il fenotipo della pianta.
22:48E la risposta delle piante è molto variabile e dipende sia dal genotipo della pianta
22:54che dalle condizioni ambientali e questo è un punto importante perché noi possiamo fare
23:00un esperimento utilizzando un genotipo e utilizzando magari una Syncom, ma cambiando ad esempio
23:06quella che è la varietà potremmo benissimo trovare dei risultati diversi.
23:14E questo è quello, alcuni di questi aspetti li stiamo guardando sempre in collaborazione
23:21appunto col Crea, in questo caso abbiamo fatto un esperimento di prove in campo con delle
23:27barbatelle inoculate e le barbatelle sono state inoculate sia con una Syncom preparata
23:33da batteri isolati e caratterizzata proprio dai tessuti di vite, come vi ho fatto vedere
23:38prima, e un inoculo commerciale che conteneva anche funghi AM, mi sembra una specie di funghi
23:45AM.
23:46Alla fine della stagione di crescita sono stati misurati gli stadi fenologici, i parametri
23:52fisiologici, l'accumulo di metaboliti e anche la percentuale di colonizzazione dei nostri
23:57funghi all'interno della radice.
23:59E qui vi faccio vedere due grafici su due parametri fisiologici che abbiamo misurato.
24:08Come si può vedere in entrambi i casi i campioni che erano stati colonizzati dal fungo
24:15microrisico orbuscolare hanno i valori più alti e soprattutto quello in entrambi i casi
24:22e soprattutto è da evidenziare il fatto che invece per quanto riguarda l'inoculo batterico,
24:29almeno per quanto riguarda la fotosintesi netta, abbiamo il valore registrato, il valore più
24:34basso.
24:37Inoltre abbiamo anche valutato il livello di stilbeni che come vi dicevo prima sono molto
24:41importanti per quanto riguarda la vite ed è importante notare come il resveratrolo ad esempio
24:48sembra essere positivamente modulato da entrambi gli inoculi, quindi sia la micorrizza che l'inoculo
24:56batterico, mentre la viniferina è influenzata positivamente dagli inoculi ma in particolare
25:02dal consorzio batterico che è quello rosso.
25:10Gli inoculi microbici inoltre li stiamo utilizzando proprio per andare a verificare quello che è
25:18l'impatto sulla tolleranza come vi dicevo prima anche agli stress abiotici, quindi agli stress
25:25ambientali quali ad esempio la carenza d'acqua.
25:28In questo caso abbiamo valutato tre diverse comunità sintetiche, sincomo 1, 2 e 3, la 3
25:39è l'insieme della 1 e della 2 e queste sincomo sono state formulate già come dicevo prima
25:49sulla base delle caratteristiche dei microrganismi e sono state inoculate sole o in combinazione
25:54con i funghi micorridici arbuscolari che come dicevo prima appunto sono dei biofertilizzatori
25:59e possono migliorare proprio la tolleranza agli stress abiotici.
26:04E' stato fatto un esperimento di stress idrico in vaso e due mesi dopo il trasferimento nei vasi
26:12è stata sospesa l'irrigazione, perché dopo due mesi?
26:15Perché in realtà abbiamo cercato di verificare che le piante di vite fossero ben micorrizzate
26:25e quindi i due mesi sono per aspettare che la colonizzazione attecchisse nel modo corretto
26:32e il risultato è stato che effettivamente abbiamo osservato una maggiore resilienza
26:38alla carenza di acqua in presenza degli inoculi.
26:41In questo caso infatti non abbiamo fatto, abbiamo fatto due tipi, abbiamo registrato i dati
26:46a livello ecofisiologico, qua vedete lo strumento, non solo in uno stress moderato
26:52ma anche con uno stress severo e successivamente abbiamo anche registrato i dati dopo il, diciamo,
27:01il recovery, il recupero.
27:03Quindi abbiamo di nuovo dato acqua, una volta arrivati allo stress severo abbiamo ridato acqua.
27:08E cosa abbiamo visto?
27:09Abbiamo visto particolarmente che le piante inoculate con le Syncom 1 e la Syncom 1
27:14più le micorrize mostravano un'incrementata resilienza allo stress idrico applicato
27:23e anche una migliorata, diciamo, fase di recupero, quindi recuperavano meglio rispetto a quelle
27:30non trattate con questa Syncom.
27:33Ricordo che la Syncom 1 era proprio quella che è stata selezionata per essere utilizzata
27:41in caso di stress ambientali.
27:48La vite, diciamo, questi argomenti li stiamo trattando anche in un progetto, un progetto
27:53che si chiama Micro4Life che si focalizza appunto sia sulla vite e sia anche sul riso
28:04e Micro4Life intende approfondire lo studio delle interazioni suolo-pianta
28:10con l'obiettivo finale di fornire delle piante, dei sistemi di coltivazione più sostenibili
28:16e adattabili a una vasta gamma di ambienti e caratteristiche del suolo.
28:21L'idea è quella di utilizzare dei microrganismi benefici del suolo associati alla radice
28:27che possono essere appunto dei biofertilizzanti o dei biosimolanti
28:31come i funghi microridici orbuscolari o come i batteri che promuovono la crescita delle piante
28:36e anche di andare però a utilizzare quella che è la biodiversità genetica
28:41non solo a livello dei microrganismi ma anche a livello delle piante
28:45e quindi l'idea è quella di selezionare delle varietà che siano più tolleranti
28:51anche attraverso proprio i tratti della radice che meglio si adattano a condizioni di stress
28:56e che meglio si associano anche ai microrganismi benefici del suolo
29:01traendo quindi maggiore vantaggio da queste associazioni.
29:07Allora per fare questo come dicevo prima dato che esiste una notevole variabilitÃ
29:19a seconda del genotipo che si usa quindi a seconda della varietà che viene utilizzata
29:24e dato che la parte della vite della pianta della vite che è in campo e quindi nel suolo
29:32e quindi che è quella deputata al reclutamento di questi microrganismi
29:35sono diciamo la parte di porta innesto
29:38si è deciso di andare ad applicare una Syncom a dieci genotipi diversi di porta innesto
29:46e le piante sono state monitorate per la crescita e anche i parametri fisiologici
29:52durante appunto tutta la stagione di crescita.
29:56A questo punto poi sono stati campionati radici e foglie
30:02e sono stati utilizzati sia per le analisi di metabarcoding
30:06quindi cosa abbiamo fatto?
30:08Metabarcoding vuol dire andare a estrarre il DNA
30:11e andare a verificare quelli che sono i microrganismi associati a questi organi
30:17ma anche per trascrittomica e metabolomica target
30:21andando a verificare, andando a focalizzarsi su quei composti
30:26che sono importanti per il reclutamento dei microrganismi del suolo
30:30e vedendo già la parte di crescita delle piante
30:34si osservano delle differenze soprattutto tra i diversi genotipi
30:38come potete vedere in questo grafico.
30:44Cos'è stato fatto? Come vi dicevo prima
30:46siamo andati a vedere quei microrganismi che si associano con queste piante
30:51e abbiamo quello che si vede una volta sequenziati tutti i microrganismi
31:00che sono presenti, funghi e batteri
31:02che cosa possiamo vedere?
31:04Possiamo vedere in queste immagini
31:06e vedete i genotipi hanno tutti dei colori diversi
31:10e quello che possiamo vedere è che c'è una separazione distinta dei campioni
31:14in base al genotipo della pianta
31:16quindi alle varietà utilizzata e ai trattamenti.
31:19Inoltre l'applicazione della Syncom
31:21sembra avere un diverso effetto
31:23che dipende proprio dal genotipo
31:26quindi anche la Syncom
31:27non funziona nella stessa maniera
31:29su tutti i genotipi
31:31almeno per quanto riguarda il reclutamento dei microrganismi del suolo.
31:37Sempre nell'ambito di questo progetto
31:40inoltre ci stiamo focalizzando anche
31:43sull'andare a testare degli inoculi
31:47a base di funghi microridici arbuscolari
31:51sempre su vite
31:54e sempre su diversi genotipi di portainnesto.
31:58Allora in questo caso
31:59alcuni degli inoculi sono stati comprati
32:02mentre altri inoculi sono stati preparati
32:06in casa diciamo
32:08da una collega appunto del CNR di Pisa
32:12e in questo caso sono stati preparati tre inoculi
32:16uno a base di funeliformismo sé
32:21che è una specie appunto di funghi microridici arbuscolari
32:23l'altro è stato invece preparato
32:27per ottenere un inoculo contenente
32:30rizoglomus irregolare
32:32e poi sono stati anche utilizzati e preparati degli inoculi
32:36utilizzando dei consorsi naturali
32:38ossia del suolo
32:40che erano particolarmente ricco
32:43in propaguli di questi funghi microridici arbuscolari
32:46e questi sono stati prodotti in vaso
32:49come potete vedere qui
32:50con piante ospiti come Medicago Sativa e Calendula Officinalis
32:58Allora questi inoculi sono stati poi
33:01sottoposti a una valutazione
33:03di quello che è il potenziale microridico
33:07di inoculazione
33:08quindi cosa vuol dire?
33:09Vuol dire questo
33:10Microridesal Inoculation Potential
33:12cioè noi praticamente li abbiamo
33:15messi in associazione con delle piantine di trifoglio
33:19che sono state usate come pianta ospite
33:23e abbiamo valutato poi la percentuale di colonizzazione
33:27sulla base dei propaguli fungini
33:29che noi mettevamo
33:31e come potete vedere
33:34tutte le radici sono state colonizzate
33:36dal 40 al 70%
33:39e sono stati preparati 5 inoculi microridici
33:44e sono stati utilizzati anche 2 inoculi commerciali
33:48quindi abbiamo appunto
33:50di questi 5 2 inoculi commerciali
33:54e 3 inoculi forniti invece
33:56dalla collega appunto del CNR di Pisa
33:58li abbiamo testati questi
34:00su 3 diversi genotipi di portennesto
34:03e come vedete qua
34:05noi cosa facciamo?
34:06produciamo delle piantine di vite
34:10che vengono prodotte in condizioni di sterilitÃ
34:14quindi in questi contenitori
34:16e questo perché?
34:18perché questo ci permette di avere
34:19delle piantine di vite
34:20che siano pulite da microrganismi
34:24e in questo modo riusciamo a vedere bene
34:26quello che è invece l'apporto
34:28del nostro, del microrganismo
34:30che noi inoculiamo
34:32e queste piantine poi sono state tirate fuori dal vitro
34:36sono state messe invece in questi alveoli
34:39in questi giffi
34:41e successivamente poi dai giffi
34:43sono state messe in vaso
34:45e qui sono state inoculate
34:47con i nostri inoculi
34:49quindi abbiamo 3 genotipi
34:525 inoculi
34:5312 repliche biologiche
34:55e le abbiamo tenute 2 mesi in serra
34:57e attualmente adesso stiamo analizzando appunto
35:00la colonizzazione all'interno di queste radici
35:04tuttavia abbiamo anche deciso di inoculare poi
35:08questi funghi in campo
35:10quindi non solo prove in vaso
35:13ma abbiamo fatto anche delle prove in campo
35:17utilizzando appunto una Syncom
35:20e un inoculo commerciale
35:22perché siamo andati sull'inoculo commerciale?
35:25perché chiaramente la quantità necessaria in campo
35:27è maggiore rispetto a quella che noi necessitiamo in vaso
35:31e quindi produrselo da solo
35:33da soli era troppo complicato
35:35e quindi queste sono state inoculate
35:39abbiamo messo questi inoculi in un nuovo vigneto
35:43che è stato appunto preparato in Piemonte
35:46partendo da barbatelle
35:48e al momento in cui abbiamo messo le barbatelle in campo
35:51abbiamo anche aggiunto il nostro inoculo micorrizico
35:54mentre la Syncom è stata aggiunta successivamente
35:57per quanto riguarda invece i vigneti già in produzione
36:02abbiamo anche qui effettuato i due inoculi
36:06e attualmente stiamo
36:08qui vedete il piano sperimentale
36:10attualmente stiamo monitorando
36:12abbiamo monitorato per tutta l'estate
36:14attraverso misurazioni ecofisiologiche
36:18e attraverso anche analisi del suolo
36:22quindi abbiamo prelevato i suoli
36:24e oltre a effettuare delle analisi chimicofisiche
36:27sui suoli in realtà li abbiamo utilizzati
36:29per andare a vedere le comunitÃ
36:32associate a quei determinati suoli
36:34prima e a diversi tempi dopo l'inoculo
36:37e abbiamo anche quello che andremo a vedere
36:41sarà anche la produzione e la qualità delle uve
36:43abbiamo infatti programmato per la prossima settimana
36:46proprio almeno nel vigneto
36:48quello più vecchio
36:49perché chiaramente non siamo arrivati a produzione
36:51nel vigneto giovane
36:52ma questo vigneto più vecchio
36:54andremo a vendemmiare proprio la prossima settimana
36:58e l'idea è quella di analizzare anche
37:00e verificare anche
37:02quelle che può essere la comunità microbica
37:05a livello degli acini
37:07e questo è importante
37:08perché come vi dicevo prima
37:10quello che c'è nel suolo
37:12può influenzare anche quello che troviamo
37:14poi a livello degli acini
37:17per finire abbiamo anche effettuato
37:22un esperimento un pochino più complesso
37:25in quanto siamo andati a silenziare il gene
37:32un gene in vite
37:33perché l'idea come vi dicevo prima
37:36è quella sì di migliorare
37:38diciamo di trovare dei microrganismi del suolo
37:42che siano più adatti alla vite
37:44e che quindi in qualche maniera
37:46già abituati magari a vivere con la vite
37:49negli ambienti in cui troviamo le viti
37:52e quindi questi microrganismi
37:53possono essere più efficienti
37:55poi quando noi li mettiamo
37:56in associazione con le piante di vite
38:01ma nello stesso tempo
38:03l'idea è anche quella di andare a studiare
38:06e a trovare delle piante
38:09che abbiano una maggiore capacitÃ
38:10di reclutare poi i microrganismi del suolo
38:14cioè che siano più abili
38:16a trarre beneficio da quelle che sono
38:19le associazioni con i microrganismi del suolo
38:21in questo caso ci siamo basati
38:24su questo gene
38:26che è un gene che è coinvolto
38:28nelle risposte di difesa delle piante
38:31e la cosa interessante
38:38è che questo gene
38:40in realtà è stato silenziato
38:43in modo da vedere
38:44se si riusciva ad avere
38:46attraverso quelle che sono
38:47come vi dicevo prima
38:48le nuove tecnologie di breeding
38:51quindi attraverso la CRISPR-Cas9 system
38:54è stato diciamo silenziato
38:58al fine di andare a vedere
38:59se c'era un impatto
39:01sull'infezione da parte di un fungo patogeno
39:08tuttavia poi effettivamente
39:10si è visto che c'è una minore infezione
39:14da parte del fungo patogeno
39:15in queste piante editate
39:16tuttavia poi si è deciso anche di vedere
39:19quale potesse essere l'effetto
39:21sulla microrizzazione
39:23e la cosa interessante
39:24è che in questo caso invece
39:26abbiamo un più alto numero di arbuscoli
39:29proprio in queste piante
39:31editate
39:32suggerendo quindi
39:33che in qualche maniera
39:36migliorano quella che è l'abilitÃ
39:38di queste piante di vite
39:40di reclutare i funghi microridici
39:41arbuscolari
39:42e questo è sicuramente interessante
39:44chiaramente adesso stiamo analizzando
39:46tutti i dati più funzionali
39:48quindi i dati di trascrittomica
39:50i dati anche qua di metabarcoding
39:53che ci danno appunto un'idea
39:55di quella che sono le comunità microbiche
39:58associate alle radici
39:59e anche i dati di metabolomica
40:01soprattutto sugli essudati radicali
40:03per capire che cosa cambia
40:05cioè come mai vediamo questo risultato
40:10e inoltre
40:11ci tengo anche a dire
40:13che sebbene i lavori
40:15non siano ancora tantissimi
40:16ma appunto
40:17speriamo di ottenere
40:19dei buoni risultati
40:20noi con questo lavoro
40:21in campo che stiamo facendo
40:23in realtÃ
40:25è già stato suggerito
40:26che ci possa essere
40:27anche un effetto
40:29in particolar modo
40:30dei funghi microridici
40:31arbuscolari
40:32su quella che è
40:33la qualità del frutto
40:34e in questa review
40:38in questo articolo
40:39diciamo di revisione
40:40degli articoli pubblicati
40:41effettivamente suggeriscono
40:42che la simbiosi microridici
40:45arbuscolare
40:46possa essere proprio
40:47una molto promettente
40:49per andare a migliorare
40:50le qualitÃ
40:51la qualità delle uve
40:53nella vite
40:54e in questo caso
40:56invece abbiamo proprio
40:58già un lavoro
40:59dove è stato visto
41:01proprio che anche
41:01un cambiamento
41:02nella composizione chimica
41:04nelle uve
41:05in presenza di un inoculo
41:06microridico arbuscolare
41:08e quindi ringrazio tutti
41:11per l'attenzione