Microrganismi utili: individuarli, catalogarli e conservarli

Tra i microrganismi che popolano l’ambiente ce ne sono molti in grado di svolgere funzioni estremamente utili per la vita, in generale, e per l’agricoltura, in particolare. Per noi di Agribios, che da sempre crediamo nell’efficacia dei fertilizzanti inoculati con microrganismi utili, questo è un fatto noto.

Chi lavora in agricoltura è consapevole dell’importanza del ruolo svolto dai microrganismi, del suolo ma anche delle acque, nel determinare le performance produttive delle coltivazioni. Ma l’opinione pubblica spesso è molto lontana da queste considerazioni e frequentemente, anche a causa della recente pandemia, associa i microrganismi a minacce per la salute.

Gli enti di ricerca attivi nel settore della microbiologia applicata si occupano, tra le altre cose, di individuare microrganismi utili, classificarli, descriverne le funzioni e conservarli in collezioni dedicate, per renderli successivamente disponibili alla comunità scientifica e al mondo produttivo.

Di questo, ma anche dell’importanza di avvicinare l’opinione pubblica al mondo della “microbiologia buona”, abbiamo parlato con Silvia Lampis, microbiologa e Professore Associato presso il Dipartimento di Biotecnologie dell’Università degli Studi di Verona.

Professoressa, in quali ambiti della microbiologia si collocano le sue ricerche?

“Sono una microbiologa ambientale e mi occupo di bio-risanamento di matrici inquinate da diverse sostanze, come per esempio metalli, metalloidi, idrocarburi, agrofarmaci e molte altre. In particolare, mi interessa individuare microrganismi in grado di contribuire a questo risanamento, in maniera diretta oppure operando “in collaborazione” con piante con le quali stabiliscono relazioni di sinergia o simbiosi, come i cosiddetti batteri benefici capaci di promuovere la crescita delle piante e i microrganismi micorrizici, ma anche microrganismi endofiti. Parallelamente, col mio gruppo di ricerca mi occupo anche di sfruttare i microrganismi per la produzione partendo da scarti di prodotti a valore aggiunto, come bioplastiche e nanomateriali, in un’ottica di bioeconomia circolare”.

Perché questo connubio piante – microrganismi?

“Perché, soprattutto per alcuni inquinanti, il connubio funziona molto meglio dei microrganismi da soli. Nel nostro laboratorio ci occupiamo anche di microrganismi della rizosfera e più in generale di microrganismi con proprietà di Plant Growth Promotion. Di questi studiamo la caratterizzazione e le possibilità di utilizzo pratico, compresi impieghi in agricoltura, come l’inoculo in prodotti fertilizzanti per migliorare lo stato nutrizionale e sanitario delle colture oppure la capacità di risanare un suolo da agrofarmaci accumulatisi per effetto di ripetuti trattamenti. Studiando microrganismi isolati da diverse matrici, ne abbiamo anche individuati alcuni in grado di contrastare alcuni patogeni della vite”.

Come si caratterizza il microbiota di una matrice, per esempio di un suolo?

“Si possono utilizzare metodi tradizionali come la conta su piastra con terreni più o meno selettivi per funghi, attinomiceti e batteri, che hanno essenzialmente lo scopo di discriminare i microrganismi presenti nella matrice, oppure applicare analisi di tipo molecolare che possono dare anche una risposta quantitativa (PCR quantitative, Sequenziamento con metabarcoding), eventualmente unite ad analisi delle attività enzimatiche presenti. Le varie tecniche possono trovare applicazione in ricerche dagli scopi diversi: per esempio, in agricoltura può essere utile effettuare analisi del microbiota del suolo prima e dopo l’applicazione di tecniche colturali in grado di influenzarne gli equilibri microbici, per valutarne l’impatto positivo o negativo. Lo stesso può valere per qualsiasi tipo di fenomeno perturbativo, compresi quelli meteorologici”.

Una volta individuati microrganismi potenzialmente utili, come li si conserva?

“Si realizzano delle collezioni di ricerca all’interno delle quali i microrganismi, dopo essere stati caratterizzati, vengono conservati. Il Dipartimento di Biotecnologie dell’Università degli Studi di Verona ha istituito nel 2021 la propria collezione di microrganismi, denominata VUCC-DBT (Verona University Culture Collection – Department of Biotechnology), di cui sono responsabile scientifica insieme alla Prof.ssa Giovanna Felis, che ne è la curatrice, e di cui fanno parte circa 300 batteri e 200 lieviti di interesse in ambito agrario, alimentare e ambientale. Grazie a essa, il Dipartimento è diventato Ente associato della Joint Research Unit di MIRRI-IT (Microbial Resource Research Infrastructure – Italian node), a sua volta parte di MIRRI, la più grande infrastruttura pan-europea di ricerca nel settore delle collezioni di microrganismi, che ha come scopo la conservazione e la distribuzione di microrganismi e/o loro derivati per favorire la conoscenza e l’innovazione in ambito accademico e industriale. Nel 2022 ha preso il via un importante progetto, SUS-MIRRI.IT Strengthening the MIRRI Italian Research Infrastructure for Sustainable Bioscience and Bioeconomy, nell’ambito del programma PNRR Infrastrutture, che consentirà alle collezioni di microrganismi coinvolte nel progetto di essere potenziate, in termini di implementazione della strumentazione e caratterizzazione delle biorisorse microbiche già presenti e l’inserimento in esse di nuovi microrganismi”.

Cosa comporta mantenere una collezione di microrganismi?

“Occorre utilizzare i metodi di conservazione più adatti per i diversi microrganismi, che più comunemente sono la crioconservazione e la liofilizzazione. Serve la strumentazione adatta: per esempio, freezer che vadano a -80, -110 o -150°C a seconda dei casi. Uno degli obiettivi del progetto di ricerca recentemente finanziato dal PNRR è proprio quello di valutare i metodi di conservazione migliori per i nostri microrganismi, che ne assicurino la vitalità nel tempo”.

Quanto sono note al comune cittadino le “cose buone” che possono fare i microrganismi per noi?

“Forse non abbastanza. Ed è importante parlarne. Anche questo è un modo per avvicinare la popolazione alla ricerca e a un racconto “sano” dell’agricoltura. Nel progetto che ha portato fondi alla nostra collezione di microrganismi tramite il MIRRI-IT, per esempio, sono contemplate anche attività di engagement rivolte alla popolazione. Lo scorso anno, in collaborazione con la professoressa Felis, è stata allestita a Verona la mostra “Microrganismi straordinari”, una mostra itinerante organizzata dall’Università di Torino, dal Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi e dalla Mycotheca Universitatis Taurinensis (MUT) di UniTo che, esponendo fotografie stra-ordinarie di microrganismi, ha avuto lo scopo di avvicinare i visitatori al mondo della microbiologia “benefica” attraverso la bellezza e l’estetica, innanzitutto, per poi approdare al racconto degli impieghi “positivi” di questi microrganismi e di cosa essi possono fare per aiutarci ad affrontare sfide importanti, come il cambiamento climatico. La comunicazione su questo tema deve essere rivolta anche alle generazioni più giovani: per questo facciamo anche attività di disseminazione nelle scuole, con il progetto Kids & Microbes, che ha come obiettivo quello di far familiarizzare i bambini con il concetto di microrganismo”.