Nel 19° secolo, il famoso patogeno Phytophthora infestans causò una grande carestia in Irlanda e in altre aree dell'Europa occidentale. Ad oggi, continua a rappresentare una grave minaccia per la produzione alimentare globale. E' stato a lungo un mistero come questo organismo microscopicamente piccolo, e altri agenti del genere Phytophthora, riescano meccanicamente a penetrare attraverso lo strato protettivo delle foglie delle colture. Grazie a una proficua collaborazione, gli esperti in patologia vegetale, biologia cellulare e fisica della Wageningen University & Research hanno trovato una risposta a questa domanda. La loro scoperta fornisce anche nuovi spunti per rendere il controllo della Phytophthora più efficace, più efficiente e più sostenibile a lungo termine. I risultati sono stati pubblicati su Nature Microbiology.
Le piante sono costantemente minacciate da tutti i tipi di agenti patogeni. Un certo numero di questi intrusi che portano il difficile nome Phytophthora (letteralmente: distruttore di piante), causano ogni anno enormi danni a tutti i tipi di colture, come patate, pomodori, melanzane, cacao, peperoni, soia e palme da datteri, nonché a boschi e riserve naturali. La Phytophthora non solo rappresenta una grave minaccia per la nostra sicurezza alimentare, ma provoca anche ingenti danni economici, causando annualmente al settore delle patate perdite per circa 6-7 miliardi di euro.
La lotta alla Phytophthora è e rimane problematica, in parte perché l'agente patogeno e la pianta ospite sono impegnati in una corsa agli armamenti. Enormi risorse vengono investite nello sviluppo di colture resistenti, attraverso la selezione delle piante, con l'obiettivo di diventare meno dipendenti dalla protezione chimica delle colture. C'è anche un crescente interesse per nuove forme di coltivazione mista.
Infografica che illustra come la Phytophthora penetra in una pianta/ Immagine: WUR
Utilizzo della meccanica
Un'altra opzione è impedire alla Phytophthora di accedere a una pianta. Le piante sono dotate di uno strato protettivo che serve a tenere fuori gli intrusi. Tuttavia, questo microscopico agente patogeno (più piccolo di un decimo dello spessore di un capello umano) è in grado di penetrare in questo strato e infettare la pianta. Nonostante decenni di ricerche, è rimasta sconosciuta la modalità meccanica di penetrazione in questo strato. Per risolvere questo problema, i fitopatologi e i biologi cellulari della WUR hanno collaborato con i fisici della WUR. Questi ultimi sono specialisti in meccanica, branca della fisica che studia come oggetti e materiali si muovono e rispondono sotto l'azione delle forze che agiscono su di essi. La loro conoscenza e i nuovi strumenti di ricerca sviluppati potrebbero finalmente portare alla risoluzione di questo enigma.
Coltello affilato
"Abbiamo scoperto che la Phytophthora utilizza trucchi intelligenti per affinare la sua struttura di infezione tubolare per poi tagliare la superficie della pianta con un coltello affilato. Utilizzando questa strategia, la Phytophthora è in grado di infettare la pianta ospite, senza forza bruta e con un consumo minimo di energia. Questa è la prima volta che questo meccanismo viene svelato, ed è davvero un'importante scoperta", dice Joris Sprakel, professore di chimica fisica e materia soffice.
Per maggiori informazioni: wur.nl