I microbi possono liberare il fosforo del suolo per favorire la crescita delle piante

In questo nuovo studio, Doty e collaboratori hanno scoperto che i microbi endofitici isolati dai pioppi selvatici hanno contribuito a liberare il prezioso fosforo dall'ambiente, rompendo i complessi chimici che avevano reso il fosforo non disponibile per le piante.

"Stiamo sfruttando una partnership naturale pianta-microbo", ha detto Doty. "Questo può essere uno strumento per far progredire l'agricoltura perché fornisce questo nutriente essenziale senza danneggiare l'ambiente."

Il ricercatore di Doty, Andrew Sher, e il ricercatore universitario di UW Jackson Hall hanno dimostrato in esperimenti di laboratorio che i microbi potrebbero dissolvere i complessi di fosfato. Le piante di pioppo inoculate con i batteri nel laboratorio di Doty sono state inviate al collaboratore Tamas Varga , uno scienziato dei materiali presso il laboratorio di scienze molecolari ambientali del Pacific Northwest National Laboratory di Richland, Washington. Lì i ricercatori hanno utilizzato tecnologie di imaging avanzate nel loro laboratorio e in altri laboratori nazionali del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per fornire prove evidenti che il fosforo reso disponibile dai microbi si è insinuato nelle radici della pianta.

L'imaging ha anche rivelato che il fosforo viene legato a complessi minerali all'interno della pianta. Gli endofiti, che vivono all'interno delle piante, sono posizionati in modo univoco per dissolvere nuovamente quei complessi, mantenendo potenzialmente la fornitura di questo nutriente essenziale.

Mentre il lavoro precedente nel laboratorio di Doty ha dimostrato che gli endofiti possono fornire azoto, ottenuto dall'aria, alle piante, tale prova diretta di piante che utilizzano il fosforo disciolto dagli endofiti non era precedentemente disponibile.

I batteri utilizzati in questi esperimenti provenivano da pioppi selvatici che crescono lungo il fiume Snoqualmie nella parte occidentale di Washington. In questo ambiente naturale, i pioppi sono in grado di prosperare sulle sponde rocciose dei fiumi, nonostante la scarsa disponibilità di nutrienti come il fosforo nel loro habitat naturale. I microbi aiutano questi alberi a catturare e utilizzare i nutrienti di cui hanno bisogno per la crescita.

Questi risultati possono essere applicati alle colture agricole, che spesso poggiano su un'abbondanza inutilizzata di fosforo "retaggio" che si è accumulato nel suolo da anni di applicazioni di fertilizzanti. I microbi potrebbero essere applicati nel terreno tra le giovani piante coltivate, o come rivestimento sui semi, aiutando a sbloccare il fosforo tenuto prigioniero e rendendolo disponibile per l'uso da parte delle piante per crescere. Ridurre l'uso di fertilizzanti e impiegare endofiti, come quelli studiati da Doty e Varga, apre le porte a una produzione alimentare più sostenibile.

"Questo è qualcosa che può essere facilmente ampliato e utilizzato in agricoltura", ha detto Doty.

UW ha già concesso in licenza i ceppi endofiti utilizzati in questo studio a Intrinsyx Bio, una società con sede in California che lavora per commercializzare una raccolta di microbi endofiti. La prova diretta fornita dalla ricerca di Doty e Varga sull'assorbimento del fosforo promosso dagli endofiti è "rivoluzionaria per la nostra ricerca sulle colture", ha affermato John Freeman, chief science officer di Intrinsyx Bio.

Questa ricerca è stata finanziata dalla Byron and Alice Lockwood Foundation e dal Department of Energy Office of Science degli Stati Uniti.

Materiali dal comunicato stampa dell'Università di Washington con modifiche e aggiunte di Kathy Voth.