La siccità climatica rappresenta una delle crescenti minacce per l’agricoltura, soprattutto nelle regioni mediterranee: per questo la comunità scientifica è impegnata a individuare strategie innovative e sostenibili capaci di aumentare la resilienza delle colture e garantire la sicurezza alimentare nel lungo periodo.
Oltre a tecniche agronomiche e genetiche, un aspetto emergente su cui ricercatori e ricercatrici concentrano i loro sforzi è quello delle tecniche di resilienza delle piante, ovvero l’insieme di meccanismi biologici e fisiologici che permettono alle colture di adattarsi e resistere a condizioni ambientali avverse, come la scarsità d’acqua.
Microbioma dell’olivo sotto la lente
Uno studio recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Applied Sciences, frutto di una collaborazione tra il Dipartimento sostenibilità, circolarità e adattamento al cambiamento climatico dei Sistemi Produttivi e Territoriali di ENEA, l’Istituto di bioscienze e biorisorse del Consiglio nazionale delle ricerche di Perugia (Cnr-Ibbr), in collaborazione con colleghi e colleghe dell’Università degli studi di Milano, dell’Università della Tuscia e dell’Università di Torino ha, in particolare, indagato il ruolo del microbioma dell’olivo – l’insieme del patrimonio genetico e funzionale della comunità di microrganismi che vive intorno e dentro le radici della pianta – con l’obiettivo di comprendere se e quanto queste comunità microbiche come possano contribuire alla tolleranza alla siccità negli ulivi.
Perché il microbioma è importante?
Le piante non vivono isolate: lungo la superficie delle radici (rizosfera) e all’interno di tessuti specifici (endorizosfera) si trovano gruppi complessi di batteri e altri microrganismi, il cosiddetto microbiota radicale. Queste comunità svolgono funzioni molteplici:
- possono favorire l’assorbimento di nutrienti e acqua,
- producono ormoni vegetali che migliorano la crescita della pianta,
- e aiutano anche la pianta a resistere allo stress ambientale.
Lo studio si è concentrato proprio su quest’ultimo punto: capire, infatti, quali organismi compongono queste comunità in condizioni di siccità può aprire la strada a interventi microbiologici per aumentare la resilienza delle coltivazioni tradizionali.
«Alla base di questo lavoro ci sono due interrogativi principali alle quali abbiamo cercato di rispondere: da un lato, capire quali batteri possono essere definiti come il “core microbiome” dell’olivo, ovvero i gruppi di batteri stabili e in qualche modo più significativi presenti nelle radici e nella rizosfera, dall’altro capire come cambia la comunità microbica delle piante in condizioni di stress da siccità rispetto a condizioni irrigate», spiega Gaetano Perrotta, ricercatore ENEA che ha coordinato lo studio assieme alla collega Annamaria Bevivino. «Il passo successivo è stato selezionare e analizzare quattro differenti cultivar coltivate in condizioni radicalmente diverse di disponibilità d’acqua, integrando tecniche di metagenomica mirata – cioè il sequenziamento di porzioni di DNA per identificare le specie batteriche maggiormente presenti- con analisi filogenetiche per comprendere relazioni evolutive tra i vari batteri».
Infine, il gruppo di ricerca ENEA ha effettuato un’analisi computazionale degli studi già pubblicati (text mining scientifico), per individuare possibili collegamenti tra i microrganismi osservati nello studio, le loro funzioni, ed eventuali evidenze già emerse in letteratura.
Batteri endofiti e risposta allo stress
«Un primo, sorprendente risultato è che mentre la comunità microbica della rizosfera, cioè la porzione di suolo attorno alle radici della pianta, non mostra particolari cambiamenti tra condizioni di siccità e condizioni di irrigazione; al contrario, i batteri presenti all’interno delle radici mostrano una risposta significativa alla siccità: questo indica che la pianta, o la comunità batterica insieme alla pianta, può selezionare specifiche comunità in funzione dello stress ambientale», prosegue Perrotta.
Mentre, cioè, il suolo mantiene una certa stabilità microbica anche in una situazione di stress, le comunità batteriche presenti nella pianta mostrano la straordinaria capacità di adattarsi e aiutare la pianta in stress abiotico, ad esempio, gestendo meglio lo stress ossidativo e favorendo l’assorbimento di nutrienti utili.
Questo emerge anche dall’ analisi funzionale del DNA microbico svolta, dove sono emerse una serie di “attività” prevalenti in condizioni di siccità, legate ad esempio al trasporto di amminoacidi e altre attività enzimatiche che favoriscono l’equilibrio cellulare: funzioni microbiche che contribuiscono ad attivare meccanismi di protezione e adattamento della pianta.
«La ricerca ci ha permesso anche di identificare alcuni gruppi di batteri associati a funzioni di resistenza alla siccità (Solirubrobacter, Microvirga, Pseudonocardia): tali batteri, maggiormente coinvolti nelle funzioni sopra descritte, potrebbero costituire candidati ideali per consorzi microbici da usare in strategie biotecnologiche per migliorare la tolleranza alla siccità delle piante», aggiunge Ornella Calderini, ricercatrice Cnr-Ibbr che ha partecipato allo studio assieme a Maria Cristina Valeri, Edoardo Franco e Luciana Baldoni, dello stesso Istituto.
Prospettive per l’olivicoltura sostenibile
La scoperta di un microbioma radicolare attivo nella resistenza alla siccità apre nuove prospettive per l’agricoltura sostenibile, specialmente in contesti dove il cambiamento climatico rende sempre più frequenti periodi di scarsità d’acqua. Interventi basati su inoculi di microrganismi benefici o pratiche che favoriscano la comunità batterica naturale potrebbero, infatti, contribuire a preservare produttività e qualità delle colture tradizionali, e a ridurre l’uso di irrigazione artificiale grazie a un aumento della resilienza delle piante.
Spingendosi ancora oltre, si potrebbe anche ipotizzare lo sviluppo di soluzioni microbiome-based personalizzate, profilate cioè sulle diverse cultivar o sulle specifiche condizioni pedoclimatiche (comprendendo cioè caratteristiche del suolo e del clima) di un determinato territorio.
Il microbioma radicale emerge, pertanto, come un attore chiave nei meccanismi di adattamento alla siccità e nello sviluppo di strategie agronomiche sostenibili: conoscerlo e valorizzare il suo ruolo permetterà di aprire nuove strade nella gestione del cambiamento climatico.
L’articolo è disponibile per i nostri abbonati su Olivo e Olio n. 2/2026
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Lo studio “Characterization of Core Microbiomes of Olive Tree Rhizospheres Under Drought Stress Conditions” è pubblicato su Applied Sciences 2025, 15(17): è possible scaricarlo in rete al link https://www.mdpi.com/2076-3417/15/17/9667. Gli autori sono: Andrea Visca (ENEA), Lorenzo Nolfi (ENEA e Università della Tuscia), Luciana Di Gregorio (ENEA), Manuela Costanzo (ENEA), Elisa Clagnan (ENEA e università degli studi di Milano), Filippo Sevi (ENEA), Federico Sbarra (ENEA e Università di Torino), Roberta Bernini (Università della Tuscia), Maria Cristina Valeri (Cnr-Ibbr), Edoardo Franco (Cnr-Ibbr), Ornella Calderini (Cnr-Ibbr), Luciana Baldoni (Cnr-Ibbr), Gaetano Perrotta (ENEA) e Annamaria Bevivino (ENEA).
