Con Riccardo Scotti, ricercatore del CREA-OF, abbiamo scoperto in un precedente articolo cosa sono gli aptameri, come si ottengono e l’aiuto che possono dare alla scienza. Oggi Riccardo ci svela perché sono utili in agricoltura, quali sono i vantaggi che portano a chi studia i microrganismi del suolo e i risultati preliminari ottenuti dal progetto PLANTìA.
L’utilità degli aptameri in agricoltura
L’uso degli aptameri in agricoltura è un’innovazione recente, che potrebbe rivoluzionare il modo in cui monitoriamo e gestiamo il suolo. Fino a oggi, gli strumenti per controllare la presenza di microrganismi benefici erano complessi e costosi, spesso basati su test di laboratorio lunghi e difficili da eseguire direttamente in campo. Con gli aptameri, possiamo ottenere risultati più veloci e a costi ridotti.
Gli aptameri possono essere usati in vari modi:
- monitoraggio del suolo: per sapere se un suolo contiene abbastanza microrganismi benefici per la crescita delle piante;
- miglior uso dei biofertilizzanti: per verificare se i batteri che vogliamo introdurre nel suolo restano attivi nel tempo e in che quantità;
- individuazione di patogeni: sviluppando test rapidi per identificare batteri o funghi dannosi che potrebbero compromettere le coltivazioni;
- riduzione dell’uso di prodotti chimici: se sappiamo che i batteri benefici sono presenti in buona quantità, possiamo ridurre l’uso di fertilizzanti e pesticidi chimici.
Questa tecnologia è particolarmente importante per promuovere un’agricoltura sostenibile, riducendo l’impatto ambientale e migliorando la produttività delle coltivazioni.
I vantaggi degli aptameri rispetto ai metodi di ricerca tradizionali
Gli aptameri offrono un’alternativa più semplice ed economica rispetto ad altre modalità di indagine analitica:
- sono stabili e facili da produrre: possono essere sintetizzati in laboratorio senza bisogno di cellule viventi;
- sono specifici: riconoscono solo il microrganismo target senza interferenze;
- sono economici: i test basati sugli aptameri costano meno rispetto a quelli tradizionali e possono essere utilizzati direttamente sul campo;
- forniscono risultati rapidi: non è necessario aspettare giorni per avere un’analisi, perché il rilevamento è quasi immediato.
L’immagine, generata tramite intelligenza artificiale, rappresenta il ruolo degli aptameri nella diagnosi di varie malattie. Al centro, un elemento circolare simboleggia il riconoscimento molecolare nei processi diagnostici. Da esso si diramano quattro sezioni principali, raffiguranti batteri, virus, parassiti e cellule cancerose. Attorno a ogni categoria, elementi circolari più piccoli illustrano bersagli diagnostici chiave, come cellule intere, antigeni, tossine, cellule infette, fattori di crescita, biomarcatori ed enzimi patogeni.
La sperimentazione del progetto PLANTìA
Grazie ai test preliminari svolti dalla Dott.ssa Loredana Sigillo e dalla giovane ricercatrice Dott.ssa Eliana Dell’Olmo, entrambe del CREA-OF, è stato scelto un ceppo di Bacillus halotolerans come batterio-bersaglio dell’aptamero. Questa scelta non è stata casuale: il batterio è noto per i suoi effetti benefici, aiutando le piante ad assorbire meglio i nutrienti e a difendersi dai patogeni. Inoltre, la sua resistenza a condizioni saline e a stress ambientali, dovuti ai cambiamenti climatici, lo rende un candidato ideale per applicazioni in agricoltura sostenibile.
La prossima fase del progetto, che inizieremo a breve, sarà dedicata allo sviluppo vero e proprio dell’aptamero. Nella fase iniziale selezioneremo i migliori candidati tra decine di molecole diverse, ognuna con una struttura differente. Dopo una prima selezione, sceglieremo solo le molecole che mostrano le caratteristiche più promettenti. A quel punto, le studieremo più nel dettaglio, valutando passo dopo passo la loro efficacia e la capacità di portare benefici alle piante coltivate. Ci aspettiamo di ottenere i primi risultati verso la fine di quest’anno o all’inizio del prossimo.
Nell’immagine: illustrazione generata tramite intelligenza artificiale che mostra il batterio benefico Bacillus halotolerans interagire con il sistema radicale di una pianta di pisello (Pisum sativum). L’immagine evidenzia il complesso ambiente del suolo, ricco di particelle organiche e microrganismi.
A cura di Riccardo Scotti, CREA-OF (Centro di ricerca Orticoltura e Florovivaismo di Pontecagnano Faiano – Salerno)
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