Genomica comparativa e potenziale di biocontrollo di cinque ceppi di Bacillus isolati dalla rizosfera della vite

Perché è importante per gli amanti del vino e i viticoltori

Le viti nel mondo sono sotto attacco dalla muffa grigia, un fungo distruttivo che può annientare le rese e compromettere sapore, colore e aroma del vino. Oggi questa malattia è per lo più controllata con fungicidi sintetici che possono lasciare residui sia nei vigneti sia nelle bottiglie. Questo studio esplora un’alternativa più verde: batteri del suolo naturalmente presenti nei vigneti argentini che potrebbero proteggere le viti dalle malattie mantenendo i prodotti chimici fuori dal bicchiere.

Una comunità nascosta attorno alle radici della vite

Le viti non vivono da sole. Le loro radici sono circondate da una vivace comunità sotterranea di microrganismi che si nutrono degli esudati radicali e, in cambio, possono aiutare le piante a difendersi da stress e malattie. Da questa zona radicale i ricercatori avevano precedentemente isolato cinque ceppi di Bacillus, un gruppo di batteri resistenti e formatori di spore già impiegato in alcuni trattamenti agricoli ecologici. Tutti e cinque i ceppi sono stati in grado di rallentare importanti patogeni fungini nei test di laboratorio, incluso Botrytis cinerea, l’agente della muffa grigia, ma la loro identità esatta e i meccanismi d’azione erano ancora poco chiari.

Distinguere gli amici dai potenzialmente problematici

Per comprendere ciò che avevano trovato, il gruppo ha sequenziato il DNA completo di ciascun ceppo di Bacillus e ha confrontato i genomi con banche dati di riferimento. Due ceppi, denominati AMCV2 e FAU18, si sono chiaramente raggruppati con Bacillus subtilis, una specie ampiamente considerata sicura e già utilizzata come agente di controllo biologico. Gli altri tre ceppi si sono invece collocati nella famiglia Bacillus cereus, che comprende non solo biopesticidi utili ma anche batteri in grado di causare intossicazioni alimentari e altre malattie. Poiché i confini all’interno di questa famiglia sono sfumati, gli autori hanno combinato più metodi di classificazione e controlli microscopici, assegnando infine questi tre a Bacillus cereus sensu stricto—un gruppo che porta i tipici geni delle tossine diarrizzanti e richiede pertanto cautela.

Armi naturali prodotte dai batteri del vigneto

I dati genomici hanno anche rivelato quali strumenti chimici questi batteri potrebbero usare per combattere i funghi. Tutti e cinque i ceppi possedevano insiemi di geni in grado di dirigere la produzione di metaboliti secondari—molecole specializzate non necessarie per la sopravvivenza di base ma cruciali per la competizione e la difesa. Nella coppia sicura di B. subtilis, AMCV2 e FAU18, i ricercatori hanno trovato cluster genici completi e altamente conservati per due lipopeptidi ciclici, fengycina e surfactina. Queste molecole simili a saponi sono note per creare pori nelle membrane fungine e disturbare i biofilm. I ceppi di B. cereus, al contrario, hanno mostrato un forte potenziale genetico per produrre siderofori, composti che catturano il ferro dall’ambiente, ma solo indizi incompleti dei potenti lipopeptidi antifungini.

Mettere alla prova le difese batteriche

Per verificare se queste previsioni si traducessero in attività reali, il team ha isolato i lipopeptidi dalle colture di ciascun ceppo e li ha applicati su piastre dove cresceva la muffa grigia. Solo gli estratti di AMCV2 e FAU18 hanno creato zone chiare e durature in cui il fungo non è riuscito ad avanzare; i ceppi di B. cereus non hanno mostrato soppressione visibile nelle stesse condizioni. Quando gli scienziati hanno analizzato la fase più precoce del ciclo vitale del fungo—la germinazione delle spore—hanno scoperto che i lipopeptidi della coppia di B. subtilis bloccavano quasi completamente la germinazione delle spore della muffa grigia, mentre le spore nei controlli germinavano normalmente. La combinazione dei due estratti di B. subtilis non ha ulteriormente potenziato l’effetto, ma non lo ha nemmeno ridotto, suggerendo che ciascuno da solo è già altamente potente.

Verso un controllo delle malattie in vigneto più pulito

Combinando l’analisi del DNA con test di laboratorio, questo studio restringe il campo su quali batteri del vigneto siano efficaci e probabilmente sicuri da usare come fungicidi viventi. Il risultato chiave è che due ceppi di B. subtilis isolati dalle radici della vite in Argentina producono forti lipopeptidi antifungini che impediscono la germinazione delle spore della muffa grigia, offrendo uno strumento promettente per proteggere le viti senza ricorrere a pesanti trattamenti chimici. Al contrario, i ceppi di B. cereus, pur producendo composti che catturano il ferro, hanno mostrato scarsa attività antifungina diretta e possiedono caratteristiche genetiche che sollevano dubbi di sicurezza. Nel complesso, i risultati indicano AMCV2 e FAU18 come forti candidati per biofungicidi a base di Bacillus di nuova generazione che potrebbero favorire una viticoltura più sostenibile e priva di residui.

Citazione: Lajoinie, D.M., Rocco Welsh, R., Rey, C. et al. Comparative genomics and biocontrol potential of five Bacillus strains isolated from grapevine rhizosphere. Sci Rep 16, 10819 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44555-9

Parole chiave: biocontrollo della vite, Bacillus subtilis, muffa grigia, biofungicida, viticoltura sostenibile