Le simbiosi tra piante e funghi possono contribuire a un’agricoltura sostenibile
I funghi micorrizici arbuscolari (FMA) sono funghi benefici presenti nel suolo, che si associano naturalmente alle radici della maggior parte delle colture, migliorando l’acquisizione di sostanze nutritive come il fosforo e l’azoto. «Questi funghi possono aiutare le colture a diventare più resistenti e a ridurre la dipendenza dai fertilizzanti sintetici», spiega Stéphane Declerck, il coordinatore del progetto MycUpscaling(si apre in una nuova finestra), dell’UCLouvain(si apre in una nuova finestra) in Belgio. «Tuttavia, il loro uso in agricoltura rimane limitato perché i funghi micorrizici arbuscolari sono difficili da produrre su larga scala. Dipendono da piante vive e sono quindi prodotti per lo più in serre basate sul suolo.» Questi sistemi richiedono molto spazio e sono soggetti a contaminazione. I sistemi in vitro sono un’alternativa promettente, ma tendono a essere costosi e spesso producono rese di spore inferiori.
Trasformare le radici in fabbriche biologiche
Il progetto MycUpscaling, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), si è prefisso di trovare modi migliori per produrre in modo più efficiente inoculi di FMA di alta qualità e privi di contaminanti. Per farlo, il progetto ha riunito competenze complementari della Washington State University e dell’UCLouvain. La soluzione proposta è stata una nuova piattaforma di produzione in vitro in cui la radice della pianta ospite è stata ingegnerizzata per nutrire e sostenere meglio la crescita dei FMA. «L’idea era di aumentare la biosintesi dei lipidi nella radice, promuovere il trasferimento dei lipidi ai funghi micorrizici arbuscolari e favorire la formazione di spore fungine ricche di lipidi», spiega Declerck. «In pratica, ciò significava trasformare le colture di organi radicali in fabbriche biologiche più efficienti per la produzione di inoculi di FMA.» Sulle radici ingegnerizzate sono state svolte sperimentazioni sulla colonizzazione di FMA, sulla produzione di spore, sull’accumulo di lipidi e sul flusso metabolico. Nelle linee con le migliori prestazioni sono state ulteriormente valutate la dinamica della produzione di spore, la morfologia delle spore e l’architettura della rete.
Potenziamento del metabolismo lipidico delle piante
Il progetto ha prodotto diversi progressi fondamentali. In primo luogo, ha generato e convalidato un’ampia serie di strumenti molecolari per l’ingegneria del metabolismo lipidico delle piante, tra cui 116 costrutti genetici e diverse linee di radici ingegnerizzate, progettate per modificare la biosintesi, il trasferimento e il trasporto dei lipidi. In secondo luogo, ha identificato linee di radici ingegnerizzate che hanno aumentato nettamente la produzione di spore di FMA e ha dimostrato che modificare i lipidi dell’ospite può migliorare le prestazioni simbiotiche. Il progetto ha generato dati di prove di concetto direttamente collegati alle potenzialità di crescita su scala. «In particolare, in una linea ingegnerizzata selezionata l’indice di area è aumentato di 6,55 volte e quello di volume di 9,6 volte, rispetto alla linea di controllo», aggiunge Declerck. «Dunque, il sistema da noi creato ha migliorato sia l’abbondanza di spore che gli indicatori indiretti della biomassa dell’inoculo legati alle dimensioni delle spore.»
Rafforzare la resilienza delle colture e la salute del suolo
In futuro il lavoro dell’équipe verrà portato avanti attraverso il progetto AMFactory, finanziato dall’UE e avviato a maggio 2026. Le prossime tappe prevedono la riproduzione e l’ampliamento dei risultati di MycUpscaling, per trasformare i promettenti sistemi ingegnerizzati in strutture orientate ai bioreattori, che consentiranno di valutare i costi di produzione, la riproducibilità e la fattibilità industriale. «Il vantaggio a lungo termine di tutto questo lavoro è che rende i biofertilizzanti a base di funghi micorrizici arbuscolari più affidabili, scalabili e accessibili per l’agricoltura», osserva Declerck. «Se avrà successo, questa tecnologia potrebbe aiutare gli agricoltori a ridurre la dipendenza dai fertilizzanti chimici, a usare le sostanze nutritive in modo più efficiente, a rafforzare la resilienza delle colture alla siccità e ad altri stress e a promuovere sistemi agricoli più sostenibili e la salute del suolo.» Questi obiettivi sono in linea con quelli del Green Deal europeo(si apre in una nuova finestra) e della strategia «dal produttore al consumatore»(si apre in una nuova finestra), perché offrono una via biologica per ridurre l’impatto ambientale pur preservando la produttività delle colture. «Più in generale, MycUpscaling ha dimostrato le potenzialità legate alla trasformazione delle simbiosi pianta-fungo in sistemi di produzione viventi benefici», aggiunge Declerck.
