Genotipi di Mais lombardo e Microbioma: nuove prospettive per il controllo di funghi tossinogeni e l’adattamento ai cambiamenti climatici (GEMMA)

Il progetto GEMMA svilupperà un approccio innovativo e sostenibile per il miglioramento in mais. La scelta di incentrare la ricerca sul mais tiene conto dell’importanza economica di questa specie e degli sviluppi previsti nei prossimi anni per questa coltura. Oggigiorno, infatti, il mais fornisce circa il 50% della produzione nazionale di granella a cui si sommano le produzioni di foraggio integrale. Si prevede che la specie troverà ulteriore sviluppo nei progetti di “chimica verde” e come risorsa energetica rinnovabile (biocarburanti). È inoltre in forte crescita l’impiego di questa cultura per l’alimentazione umana, un contesto in cui si stanno consolidando le pratiche di coltivazione biologica e l’impiego delle varietà locali. A fronte di queste potenzialità di sviluppo, la produzione di mais ha registrato, nelle ultime campagne, un preoccupante calo. La maggiore incidenza di patogeni, le difficoltà dovute all’approvvigionamento idrico e più in generale alle modifiche del clima, hanno contribuito a questo fenomeno. In aggiunta, la contaminazione con diverse classi di micotossine di origine fungina, soprattutto fumonisine e aflatossine, compromette la sicurezza alimentare della specie e costringe a severi tagli sui raccolti. I metodi ad oggi disponibili per contenere la presenza dei patogeni, come le buone pratiche agronomiche e la lotta chimica, hanno una parziale efficacia. Inoltre, nel caso dell’impiego dei prodotti chimici, comportano un forte impatto sull’ambiente. Inoltre, la gestione della contaminazione da parte dei funghi micotossigeni è resa difficile dalle variazioni climatiche e ambientali. Obiettivo principale del progetto GEMMA è di fornire risposte efficaci sia per la lotta alle fitopatie fungine sia agli stress abiotici e al contempo di valorizzare la biodiversità, costituita dalle varietà di mais lombardo e dai microrganismi endofiti presenti all’interno della varietà stesse. Gli obiettivi specifici comprendono l’individuazione di genotipi di mais in grado di contenere la presenza di funghi tossinogeni e/o di tollerare condizioni ambientali avverse e la selezione di pool di microorganismi utili a migliorare la risposta nei confronti di stress biotici e abiotici. Le competenze fornite dai gruppi di ricerca coinvolti nel progetto coprono ambiti disciplinari diversi, quali genetica, patologia, chimica del suolo e biochimica. Le attività inserite nel progetto sono pertanto multidisciplinari. La caratterizzazione del microbiota prevede l’isolamento dei batteri dalle cariossidi e dalla rizosfera di varietà lombarde di mais, l’analisi Mi-Seq, la valutazione dei composti volatili e degli ormoni prodotti e della capacità di solubilizzare il fosfato e fissare l’azoto. Lo studio fenotipico delle varietà di mais sarà condotto in campo e in ambiente controllato. Le attività di campo comprendono: i) rilevamento di importanti caratteri agronomici, quali altezza, epoca di fioritura, produttività, e qualità delle cariossidi; ii) stima dei danni causati dai patogeni; iii) valutazione della risposta alle fitopatie, dopo inoculazione delle piante con funghi tossinogeni. Il confronto tra dati ottenuti in 4 diverse località e 3 anni permetterà di stimare l’effetto dell’ambiente sulla composizione della microflora e l’ereditabilità dei microorganismi. In ambiente controllato verrà valutata l’influenza della composizione del suolo sul microbiota rizosferico e la capacità delle piante di attrarre specifici microrganismi. Verrà inoltre condotta la valutazione della tolleranza allo stress idrico e alle alte temperature in piante di genotipi diversi allo stadio giovanile di crescita. I principali prodotti previsti da queste attività sono un catalogo con la descrizione della performance delle varietà locali e l’isolamento di batteri utili. Nell’ultima fase del lavoro, i ceppi batterici saranno inoculati in 10 ibridi di mais comm