Un fungo isolato di nuova scoperta, Talaromyces sp. MC-F2, solubilizza efficacemente il fosfato tramite una regolazione metabolica dipendente dal mezzo

Perché il nutrimento «intrappolato» per le piante conta

Gran parte del fosforo nel suolo agricolo è imprigionato in minerali difficili da disciogliere che le piante non possono usare, anche dopo anni di concimazioni. Questo spreca denaro, danneggia i corsi d’acqua e lascia le colture sottoalimentate. Lo studio descritto qui presenta un fungo del suolo recentemente scoperto che può sbloccare questo fosforo nascosto e spiega, con dettagli non comuni, come il fungo modifichi la propria chimica interna a seconda dell’ambiente per svolgere il compito in modo efficiente.

Un nuovo alleato dal sottosuolo

I ricercatori hanno raccolto terreno da aziende agricole nell’est della Cina e hanno cercato microrganismi in grado di dissolvere minerali di fosfato solidi. Hanno isolato un fungo promettente che hanno chiamato Talaromyces sp. MC-F2. Su piastre di laboratorio questo ceppo formava aloni chiari intorno alle colonie, un segno visivo che stava dissolvendo il tricalciofosfato presente nel mezzo di crescita. Microscopia e analisi del DNA hanno confermato che l’organismo appartiene al genere Talaromyces, un gruppo di funghi imparentato con specie più conosciute come Penicillium, ma molto meno studiato per la sua capacità di rendere i nutrienti del suolo più disponibili alle piante.

Trasformare il fosforo legato alla roccia in nutrimento pronto per le piante

Per valutare quanto bene il nuovo fungo potesse liberare il fosforo, il team ha coltivato MC-F2 in tre mezzi liquidi standard: Pikovskaya (PVK), NBRIP e brodo dixtrosio di patata (PDB), ciascuno contenente quantità diverse di tricalciofosfato. In tutte le condizioni, il fungo ha abbassato nettamente il pH del liquido e ha fatto sì che grandi quantità di fosforo passassero dal minerale solido alla soluzione. La prestazione più marcata si è avuta nel mezzo NBRIP, dove i livelli finali di fosforo disciolto sono stati costantemente più alti rispetto agli altri due mezzi con lo stesso carico minerale. Questo dimostra che sia il fungo sia l’ambiente chimico circostante collaborano a determinare la quantità di fosforo utilizzabile dalle piante prodotta.

Strumenti acidi e nuovi cristalli

Il fungo compie la maggior parte del lavoro secernendo acidi organici — piccole molecole acide che attaccano le superfici minerali. Le analisi chimiche hanno mostrato che MC-F2 produceva quantità particolarmente elevate di acido gluconico e acido malico, con un equilibrio tra i due che cambiava al variare della concentrazione minerale. In un mezzo più ricco e con più minerale presente, la produzione di acido malico aumentava notevolmente, mentre quella di acido gluconico tendeva a diminuire. Mentre gli acidi dissolvono il tricalciofosfato, il calcio rilasciato si combina con l’ossalato prodotto dal fungo formando nuovi cristalli di idrati di ossalato di calcio. Questi minerali secondari, confermati mediante diffrazione a raggi X e microscopia elettronica, tendono molto meno a rinchiudere nuovamente il fosforo, contribuendo a mantenerlo in forme utilizzabili dalle colture.

All’interno della «fabbrica» fungina

Per capire come il fungo adatti la sua chimica a diversi mezzi e carichi minerali, i ricercatori hanno usato la metabolomica non mirata — un’ampia indagine su centinaia di piccole molecole dentro e intorno alle cellule. Hanno rilevato che la composizione dei nutrienti e la quantità di tricalciofosfato rimodellavano fortemente le vie metaboliche centrali. In NBRIP, il ciclo che gestisce gran parte dell’energia e del flusso di carbonio cellulare (il ciclo TCA) risultava particolarmente attivato, con intermedi come malato e citrato che aumentavano di diversi volte. Questi cambiamenti corrispondevano agli aumenti osservati nella secrezione di acido malico e nel rilascio di fosforo. Anche altre vie, incluse quelle relative agli aminoacidi e al trasporto di molecole attraverso la membrana cellulare, venivano regolate verso l’alto o verso il basso a seconda dello stress minerale subito dal fungo, rivelando una strategia flessibile piuttosto che un meccanismo rigido e unico.

Dal laboratorio ai campi più verdi

Nel complesso, il lavoro mostra che Talaromyces sp. MC-F2 è uno strumento naturale potente per convertire il fosforo legato alla roccia in nutrienti disponibili per le piante, principalmente mediante la produzione mirata di acidi organici che rimodellano sia la chimica della soluzione sia i minerali stessi. Mappando come il suo metabolismo risponde a condizioni diverse, lo studio indica la strada per progettare mezzi, formulazioni o persino ceppi migliorati che massimizzino il rilascio di fosforo. Per agricoltori e pianificatori ambientali, questo fungo rappresenta un passo promettente verso biofertilizzanti in grado di ridurre la dipendenza dagli apporti sintetici di fosforo, sfruttare il fosforo «di riserva» già presente nei suoli e ridurre l’inquinamento, sfruttando il lavoro silenzioso ma sofisticato dei microrganismi del suolo.

Citazione: Xia, M., Bao, P., He, S. et al. A new isolated fungus Talaromyces sp. MC-F2 efficiently solubilizes phosphate through media-dependent metabolic regulation. Sci Rep 16, 14121 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44554-w

Parole chiave: funghi solubilizzanti il fosfato, biofertilizzante, fosforo del suolo, Talaromyces, acidi organici