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Unlocking mechanisms of cyst Nematode Hatching for sustainable cyst nematode control

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Proteggere i raccolti dai nematodi a cisti

Nuove ricerche puntano a sviluppare un’alternativa naturale ai pesticidi per proteggere i raccolti da parassiti chiamati nematodi a cisti.

Alimenti e Risorse naturali

I nematodi sono un genere di vermi dalle dimensioni che variano da appena una frazione di millimetro fino a 8 metri di lunghezza e che vivono sia nell’acqua che nel terreno. Con una stima di 20 000 specie conosciute, hanno anche la peculiarità di essere tra gli animali più abbondanti sulla Terra. Sfortunatamente, molte di queste specie sono parassiti e, in quanto tali, costituiscono una minaccia per gli insetti, le piante e gli animali. Prendiamo il caso delle 75 specie di nematodi a cisti, responsabili di determinate fitopatie. Poiché alcune di queste malattie causano grandi perdite di raccolto, i nematodi a cisti costituiscono un rischio significativo alla sicurezza alimentare globale. Tradizionalmente, questi parassiti sono stati controllati per mezzo dei pesticidi. Ma poiché molti pesticidi sono stati vietati per ragioni ambientali, sono disperatamente necessarie nuove soluzioni. La risposta a questa esigenza è il progetto NemHatch, finanziato dall’UE. «Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un metodo naturale per fermare la distruzione dei raccolti da parte dei nematodi a cisti», spiega Lemeng Dong, ricercatrice dell’Università di Amsterdam e coordinatrice del progetto NemHatch.

Manipolare il segnale di schiusa

Come suggerisce il loro nome, i nematodi a cisti depongono le loro uova in cisti. Quando si verifica la schiusa delle uova, essi migrano attraverso le radici della pianta ospite. I nematodi trovano quindi una prima cellula nutrice all’interno della quale iniettano complesse miscele di effettori che modificano il metabolismo della cellula ospite, causando in ultimo la rottura della parete cellulare della pianta. Ciò porta quindi a dirottare le sostanze nutritive della pianta verso i nematodi, permettendo ai vermi di vivere ma facendo morire la pianta. Il progetto NemHatch, grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, cerca di alterare le molecole di segnalazione, chiamate anche stimolatori della schiusa, che in primo luogo causano la schiusa delle uova. «Gli stimolatori della schiusa sono segnali chimici prodotti dalla pianta ospite che risvegliano i nematodi dormienti, i quali a loro volta infettano la pianta», spiega Dong. «Manipolando questo segnale, cerchiamo di fermare la schiusa delle uova ed evitare quindi che la pianta venga infettata.»

Identificare le piante interessate

Sebbene sia ancora in corso d’opera, il progetto ha già prodotto una serie di risultati importanti. Tra questi un nuovo metodo analitico ultrasensibile per rilevare lo stimolatore della schiusa, la solanoeclepin A (SolA, Solanoeclepin A), nell’essudato radicale di singole piante di patate. «Usando questo metodo, sono stata in grado di dimostrare con successo la sostanziale variazione naturale nella produzione di SolA nei genotipi di patate coltivate», osserva Dong. I ricercatori hanno anche rilevato SolA in circa il 20 % di oltre 300 specie di patate selvatiche. «Ciò suggerirebbe che ci devono essere altri stimolatori di schiusa in gioco», aggiunge Dong. Altri risultati importanti includono l’identificazione di un locus genetico intersecante nel cromosoma 2 e la scoperta che la produzione dello stimolatore della schiusa è regolata dalla carenza di azoto. In seguito alla ricerca di Dong, siamo ora in grado di rilevare e quantificare lo stimolatore della schiusa SolA nell’essudato radicale di una singola pianta. La scoperta ha permesso alla ricercatrice di assicurarsi una posizione permanente presso l’Università di Amsterdam, dove continuerà il suo lavoro identificando i geni responsabili della produzione dello stimolatore della schiusa. «Questo progetto ha portato a un metodo di rilevamento affidabile e a una posizione scientifica unica sull’argomento, su cui ho intenzione di lavorare mentre proseguo il mio studio sulla comunicazione chimica sotterranea delle piante», conclude Dong. Sul sito Metabolism Lab, Dong mette a disposizione tutte le sue scoperte e il suo lavoro sul metabolismo delle piante e la comunicazione chimica.

Parole chiave

NemHatch, nematodi a cisti, raccolti, pesticidi, parassiti, sicurezza alimentare, metabolismo delle piante

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