Un team di ricerca della Sun Yat-sen University, in Cina, ha pubblicato i propri risultati (DOI: 10.1093/hr/uhae290) il 15 ottobre 2024 sulla rivista Horticulture Research. Lo studio, intitolato "Diversity and interactions of rhizobacteria determine multinutrient traits in tomato host plants under nitrogen and water disturbances", ha esplorato come la diversità batterica della rizosfera e le interazioni di rete influenzino i profili nutrizionali delle piante di pomodoro. Attraverso esperimenti controllati in serra e sequenziamento quantitativo assoluto, il team ha dimostrato che specifiche caratteristiche della comunità microbica predicono fortemente lo stato nutrizionale delle piante, offrendo una nuova prospettiva per l'innovazione agricola basata sul microbioma.

I ricercatori hanno coltivato pomodori in sei diversi regimi di azoto e acqua e hanno misurato le caratteristiche multinutrizionali utilizzando il Multinutrient Cycling Index (MNC). Hanno scoperto che l'approvvigionamento idrico aveva un'influenza maggiore rispetto alla fertilizzazione azotata sulla diversità microbica e sulla complessità della rete. Un batterioma centrale composto da 61 generi, tra cui Candidatus Koribacter e Streptomyces, persisteva in tutte le condizioni e contribuiva significativamente all'assorbimento dei nutrienti. Una maggiore diversità rizobatterica e abbondanza di taxa centrali erano positivamente correlate con l'MNC, mentre una maggiore complessità della rete (grado medio e densità del grafico) era negativamente associata con l'MNC. L'analisi con foresta casuale ha rivelato che taxa centrali come Burkholderia, Edaphobacter e Streptomyces erano fattori chiave delle concentrazioni specifiche di nutrienti. La modellazione con equazioni strutturali ha inoltre indicato che la diversità microbica e le caratteristiche della rete mediavano gli effetti dei trattamenti con azoto e acqua sull'assorbimento multinutrizionale. Questi risultati evidenziano il potenziale per migliorare la resilienza delle piante e l'efficienza nutrizionale attraverso l'ingegnerizzazione dei microbiomi della rizosfera, specialmente in condizioni di stress indotte dal clima come la siccità e le limitazioni nutrizionali.

"I nostri risultati dimostrano che promuovere un microbioma della rizosfera diversificato e funzionalmente interattivo è essenziale per ottimizzare l'assorbimento dei nutrienti delle piante in condizioni di stress ambientale", ha affermato la Dott.ssa Ruo-Han Xie, autrice corrispondente dello studio. "Invece di concentrarsi unicamente sull'aggiunta di fertilizzanti, le strategie agricole dovrebbero dare priorità al mantenimento della biodiversità microbica del suolo e della struttura della rete. Questo lavoro apre entusiasmanti possibilità per l'ingegneria del microbioma al fine di creare sistemi agricoli più sostenibili e resilienti, in particolare mentre le sfide globali come la scarsità idrica e il degrado del suolo si intensificano."

Questa ricerca pone le basi per lo sviluppo di approcci basati sui microbi per migliorare l'acquisizione multinutrizionale nelle colture. Selezionando e promuovendo specifiche comunità rizobatteriche, potrebbe essere possibile selezionare o ingegnerizzare ecosistemi del suolo che aumentino naturalmente la salute e la produttività delle piante, riducendo la dipendenza dai fertilizzanti chimici. Le future pratiche agricole potrebbero incorporare strategie di gestione del microbioma per affrontare problemi come la resistenza alla siccità, le carenze nutrizionali e il declino della fertilità del suolo. Questi risultati contribuiscono anche all'avanzamento di modelli agricoli sostenibili, aiutando a garantire la sicurezza alimentare globale e minimizzando l'impronta ambientale della produzione agricola.