Sviluppo e validazione di PCR convenzionale e TaqMan in tempo reale per il rilevamento di Trichoderma afroharzianum responsabile della marciume della pannocchia di mais

Una minaccia nascosta nei campi di mais

Il mais è un alimento fondamentale e una fonte di mangime in tutto il mondo, ma una malattia di recente comparsa sta silenziosamente danneggiando le pannocchie in Europa e oltre. Il responsabile è un fungo chiamato Trichoderma afroharzianum, che può provocare il marciume delle pannocchie e ridurre i raccolti. Poiché i suoi sintomi possono essere confusi con quelli di altre malattie comuni delle pannocchie, agricoltori e consulenti hanno bisogno di un metodo rapido e affidabile per stabilire se sia presente proprio questo fungo. Questo studio spiega come i ricercatori hanno messo a punto e testato un test preciso basato sul DNA per individuare il fungo precocemente, anche prima che compaiano danni visibili.

Perché un fungo “utile” è diventato un problema

I membri del gruppo di funghi Trichoderma sono di solito considerati utili: vivono nel suolo e sulle piante e sono largamente impiegati come agenti di controllo biologico per proteggere le colture da altre malattie. Nel 2018, però, un nuovo tipo di marciume delle pannocchie è stato osservato nell'Italia meridionale e in realtà il primo rilevamento descritto risale alla Germania meridionale, e le indagini hanno dimostrato che la causa era T. afroharzianum. Da allora sono state segnalate focolai simili in diversi Paesi europei e in Cina. Alcune specie affini di Trichoderma sono state anche associate al marciume dei fusti nel mais. Poiché i sintomi visivi si sovrappongono con quelli di altri marciumi delle pannocchie, basarsi solo sull'ispezione in campo rischia di non riconoscere questa malattia emergente o di confonderla con problemi più noti.

Costruire un test di “impronta” del DNA

Per risolvere il problema, il gruppo ha progettato due test di laboratorio basati sulla PCR, un metodo standard per amplificare e rilevare il DNA. Uno è una PCR convenzionale che mostra i risultati come bande su gel; l'altro è una PCR in tempo reale più sensibile di tipo TaqMan che monitora l'amplificazione del DNA mentre avviene. I ricercatori hanno scelto due geni particolarmente utili per distinguere specie di Trichoderma strettamente affini. Per il test convenzionale hanno preso di mira un gene noto come TEF1α, mentre per il test in tempo reale hanno usato un altro gene chiamato RPB2. Hanno poi creato specifici frammenti di DNA corti (primer e una sonda) che si abbinano solo al DNA di T. afroharzianum, come una serratura progettata per una sola chiave.

Mettere il test alla prova

Gli scienziati hanno raccolto un ampio insieme di campioni fungini provenienti da pannocchie, fusti, suolo, altre piante e prodotti commerciali, principalmente in Germania ma anche da Francia, Italia, Perù e altri Paesi. Questa collezione includeva molti isolati di T. afroharzianum—alcuni noti per causare la malattia nel mais e altri che non lo fanno—oltre a numerose altre specie di Trichoderma e funghi non correlati. Entrambi i test PCR hanno rilevato correttamente tutti i campioni di T. afroharzianum e hanno escluso quasi tutte le specie non bersaglio. Il test convenzionale è riuscito a rilevare in modo affidabile quantità di DNA bersaglio dell'ordine di un trilionesimo di grammo per microlitro, mentre il test in tempo reale è risultato mille volte più sensibile, fino a un quadrilionesimo di grammo. È importante che entrambi i test abbiano funzionato non solo su colture fungine pure, ma anche direttamente sul DNA estratto da semi di mais infetti, incluse pannocchie che all'occhio nudo sembravano ancora sane.

Come il test aiuta agricoltori e ricercatori

Il nuovo strumento di analisi ha soddisfatto rigidi standard di prestazione, mostrando elevata precisione, ripetibilità e robustezza su diverse macchine e condizioni di reazione. La versione in tempo reale è risultata particolarmente efficace per la rilevazione precoce e per il monitoraggio più dettagliato, ad esempio per l'esame di campioni di suolo provenienti da campi di mais al fine di stimare il rischio di malattia prima della semina. Tuttavia, i test non sono ancora in grado di distinguere tra ceppi di T. afroharzianum dannosi per il mais e ceppi innocui o addirittura benefici in altri contesti, come nei prodotti a base di controllo biologico. Ciò significa che un risultato positivo su mais senza sintomi deve essere interpretato con cautela e, se necessario, seguito da prove che verifichino la capacità del ceppo di causare effettivamente la malattia.

Cosa significa questo per la protezione del mais

In termini chiari, questa ricerca fornisce una nuova “lente d'ingrandimento” efficace per individuare una malattia del mais difficile da riconoscere. Leggendo direttamente il codice genetico del fungo in campioni di pianta o di suolo, i due test PCR permettono agli specialisti di identificare T. afroharzianum in modo rapido e accurato, senza i ritardi derivanti dalla coltivazione del fungo in laboratorio o dall'affidarsi a sintomi simili. Questa individuazione precoce e affidabile rende più semplice distinguere questa malattia da altri marciumi delle pannocchie e programmare interventi di controllo in modo più efficace, aiutando gli agricoltori a ridurre le perdite di produzione e a limitare la diffusione. Man mano che gli scienziati comprenderanno meglio cosa rende alcuni ceppi di questo fungo dannosi e altri innocui, strumenti come questo guideranno anche un uso più sicuro dei prodotti a base di Trichoderma nell'agricoltura sostenibile.

Citazione: Douanla-Meli, C., Pfordt, A., von Tiedemann, A. et al. Development and validation of conventional and TaqMan real-time PCR for the detection of Trichoderma afroharzianum causing corn ear rot. Sci Rep 16, 14427 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51199-2

Parole chiave: marciume della pannocchia, Trichoderma afroharzianum, diagnostica delle fitopatie, test PCR, salute del mais