La ricerca di Daniele Nicotra, dottore di ricerca in Biotecnologie, realizzate nell'ambito del Progetto Agritech del Pnrr di cui Unict è partner
Il pomodoro è tra le colture orticole più diffuse ed economicamente importanti al mondo. Tuttavia deve affrontare sfide significative a causa di fattori di stress biotici e abiotici che riducono sia la resa che la qualità della produzione.
Nella sua tesi intitolata Microbioma e salute delle piante: batteri benefici per la protezione ecosostenibile del pomodoro dagli stress (titolo originale: Microbiome and plant health, beneficial bacteria for the eco-sustainable protection of tomato from stresses), il dott. Daniele Nicotra – che ha conseguito anche il titolo di Doctor Europaeus - ha condotto una ricerca che offre importanti risultati per la protezione sostenibile delle piante. Le attività sono state realizzate nell'ambito del Progetto Agritech del Pnrr di cui Unict è partner.
Rimodellare il microbioma per attivare le difese della pianta
La tesi ha esplorato soluzioni basate sui microbiomi per l'agricoltura sostenibile, con particolare attenzione al microbioma "core” ovvero le comunità batteriche comuni al pomodoro in diverse fasi di crescita e in diversi sistemi di coltivazione dal quale sono stati isolati e caratterizzati ceppi batterici benefici. Questi ceppi sono stati utilizzati nello sviluppo di comunità microbiche sintetiche che hanno migliorato la crescita delle piante, ridotto lo stress idrico e fornito un efficace biocontrollo contro patogeni come Fusarium e Xanthomonas. Una di queste comunità microbiche sintetiche, MIX2, si è dimostrata particolarmente utile nel rimodellare il microbioma della pianta e innescare le risposte di difesa.
I risultati suggeriscono che i rizobatteri promotori della crescita delle piante (PGPR) sono uno strumento promettente per migliorare la crescita e la salute delle piante di pomodoro. Una miscela diversificata di ceppi batterici può anche combinare più meccanismi d'azione, migliorando l’assimilazione di nutrienti, inibendo la crescita di microrganismi patogeni e inducendo l'espressione nelle piante di geni essenziali per resistere alle condizioni di stress.
“Credo che il risultato più entusiasmante della mia ricerca sia stato lo sviluppo e la valutazione di un approccio top-down basato sul microbioma per guidare la selezione di ceppi di rizobatteri promotori della crescita delle piante. Si tratta di un approccio piuttosto innovativo rispetto ai tradizionali approcci bottom-up”, spiega il ricercatore.
In foto Daniele Nicotra
Una stretta collaborazione tra due università
La ricerca è stata supervisionata dalla professoressa Vittoria Catara del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente dell'Università di Catania nel cui laboratorio da più di trent’anni si studiano i batteri associati alle piante e da Ramesh Vetukuri del Centre of Biological Control del Dipartimento di Plant Breeding presso la Swedish University of Agricultural Sciences (SLU).
Questa collaborazione pratica si è rivelata molto produttiva, portando a diverse pubblicazioni e facendo progredire la ricerca congiunta sul biocontrollo.
“La metodologia del progetto può essere già impiegata per selezionare microrganismi benefici in modo più mirato. Le informazioni ottenute sul microbioma, permetteranno di valutare scala più ampia l'uso commerciale i ceppi selezionati e la formulazione ottimale dei prodotti”, spiega la prof.ssa Catara.
E in futuro?
“Ho già iniziato un post-doc al Di3A – racconta Daniele Nicotra -. Lì continuerò il mio lavoro sullo studio dei batteri benefici per le piante. Sto anche lavorando con l'obiettivo di creare una startup dove poter impiegare le conoscenze e le competenze acquisite durante il dottorato per contribuire al settore agricolo nel mercato dei bioinoculanti”.
Il ricercatore ha ricevuto un contributo dalla Società Italiana di Patologia vegetale (SIPaV) per presentare i suoi risultati con una comunicazione orale dal titolo Effect of a Bacterial SynCom on the Tomato Microbiome and Transcriptome Under Challenge by Xanthomonas euvesicatoria pv. perforans al XVII Convegno Internazionale ‘Biological and Integrated Control of Plant Pathogens’ che si svolgerà a Torino (11-14 giugno 2025).
In foto da sinistra Vittoria Catara, Daniele Nicotra e Ramesh Vetukuri