La ricerca fa emergere come la gestione agronomica, ad esempio la scelta degli ammendanti e delle varietà coltivate, influenza non solo la fertilità del suolo, ma anche la resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti.
ENEA ha identificato un nuovo indicatore dello stato di salute dei suoli agricoli: si tratta di piccoli elementi genetici che vivono all’interno dei batteri, detti integroni[1], che ospitano geni di resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti, fungendo da biomarcatori di contaminazione e pressione ambientale.
Lo studio ENEA, svolto in collaborazione con Università della Tuscia, è stato pubblicato sulla rivista Agriculture e mostra come la struttura di questi integroni possa raccontare molto su salute e adattamento microbico dei terreni agricoli, in quanto permettono ai microrganismi di acquisire, scambiare ed esprimere quei geni che consentono un adattamento rapido a fattori di stress ambientali. In particolare, i ricercatori hanno analizzato il cambiamento nella struttura degli integroni in tre diversi ambienti: nel digestato (da rifiuti urbani e scarti agricoli e alimentari), nel compost e nei suoli rizosferici, ossia la porzione di suolo che circonda le radici delle piante.
“Il digestato è risultato il più ricco di integroni complessi e diversificati, a testimonianza che i batteri possono facilmente acquisire o scambiare geni di resistenza agli antibiotici, rendendo questo ambiente più ‘a rischio’ per la diffusione delle resistenze”, spiega il coautore dello studio Andrea Visca, biotecnologo del Laboratorio ENEA Innovazione delle filiere agroalimentari. Il compost, invece, è apparso molto più semplice, a dimostrazione che alte temperature e processi di maturazione riducono drasticamente la complessità degli integroni.
“Per la salute del suolo, quindi, il compost può essere considerato un ammendante più sicuro rispetto al digestato: i suoi integroni presentano una struttura più semplice, quindi meno rischiosa, mentre la ricchezza di microrganismi che contiene può contribuire a migliorare le funzioni ecologiche e la salute del terreno”, sottolinea la coautrice dello studio Luciana Di Gregorio, biologa dello stesso Laboratorio ENEA.
Infine, sono stati presi in esami i terreni rizosferici di grano duro e tenero, che hanno rivelato caratteristiche intermedie, ma con una certa abbondanza di geni di resistenza ai metalli pesanti, come il cromo, dovuta presumibilmente alle pressioni selettive legate all’utilizzo di ammendanti agricoli o alla stessa composizione geochimica del suolo. “Un aspetto nuovo e interessante emerso dalle nostre indagini è che le due specie di grano prese in considerazione mostravano differenze nella capacità di ‘modellare’ i microrganismi associati alle radici”, sottolinea la coautrice dello studio Manuela Costanzo, altra biotecnologa del Laboratorio ENEA.
Gli integroni sono già stati utilizzati in diversi studi come biomarcatori di contaminazione e pressione ambientale, ma la ricerca ENEA fa emergere come la gestione agronomica, ad esempio la scelta degli ammendanti e delle varietà coltivate, influenza non solo la fertilità del suolo, ma anche la resistenza agli antibiotici e ai metalli pesanti.
“L’organizzazione e la varietà degli integroni diventano quindi una sorta di ‘cartina al tornasole’ sia per monitorare la salute del suolo e la resilienza dei microbi, sia per valutare la sostenibilità delle pratiche agricole e il rischio di diffusione nell’ambiente di geni di resistenza agli antibiotici”, aggiunge Visca. “Con la prospettiva di un’agricoltura sempre più attenta alla salute del suolo e alla logica ‘One Health’ – conclude – il nostro studio apre la strada a nuovi strumenti di monitoraggio ambientale: osservare come cambiano gli integroni potrebbe diventare un modo efficace per guidare scelte agronomiche più sicure e sostenibili. Un esempio è il digestato che, pur essendo una preziosa fonte di nutrienti, può fungere da potenziale vettore di resistenza antimicrobica, rendendo necessari ulteriori trattamenti o un impiego limitato nelle aree più sensibili”.
[1] Gli integroni complessi rappresentano una forma evoluta rispetto agli integroni di base: sono caratterizzati dalla presenza di più cassette geniche, spesso associate a resistenze multiple ad antibiotici o ad altri tratti adattativi. Rispetto alle forme più semplici, mostrano una architettura genetica più articolata, che può includere ulteriori sequenze regolative o elementi di mobilità, rendendoli capaci di integrare e riarrangiare geni in maniera più dinamica. Questa maggiore complessità favorisce il loro contributo alla plasticità genetica dei batteri ospiti, aumentando la possibilità di trasferimento di geni utili in ambienti sottoposti a pressioni selettive.
fonte: Enea
