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Identificativo digitale dell’oggetto DOI: 10.1111/1462-2920.16131
Comprendere la biologia dei tartufi è fondamentale per controllarne meglio la produzione. Infatti, dall’inizio degli anni 2010 sappiamo che Tuber melanosporum è una specie che si riproduce sessualmente e che la produzione di frutti richiede l’incontro di due individui diversi. La riproduzione è controllata da un sistema di incompatibilità genetica che consente la fusione solo tra due individui con geni diversi, che chiameremo tipo 1 e tipo 2.
Gli studi di Elisa Taschen e Herminia de la Varga (articoli precedenti) convergono verso un’ipotesi principale: le spore contenute nei frutti potrebbero svolgere il ruolo “paterno” nella riproduzione. Se alcuni studi sembrano confermare in parte questa ipotesi nel caso di Tuber melanosporum, non è ancora chiaro se questi risultati possano essere estesi ad altre specie di tartufi.
Lo studio che presentiamo si concentra sulla struttura genetica delle popolazioni del tartufo estivo o di Borgogna Tuber aestivum nei tartufaie spontanee per comprendere meglio la biologia di questa specie sempre più coltivata.
Per studiare la struttura genetica delle popolazioni di T. aestivum, Florian Staubli e i suoi collaboratori hanno preso in esame tre tartufaie spontanee di T. aestivum.. Il primo (sito 1), situato nel nord della Svizzera, è piuttosto particolare poiché si tratta di un unico faggio comune di 150 anni situato nei pressi dell’Istituto Federale Svizzero di Ricerca.
I frutti intorno a questo albero sono stati raccolti per tre stagioni consecutive (dal 2017 al 2019) e localizzati con precisione. Gli autori hanno determinato il centro dei tartufi raccolti nel 2017 e nel 2018 e hanno poi definito quattro transetti di 6,6 m intorno a questo punto. Su ogni transetto hanno prelevato campioni di terreno a 10 cm di profondità ogni 30 cm. Hanno quindi isolato le radici presenti in questi campioni di terreno per individuare potenziali ectomicorrize di T. aestivum e hanno anche misurato la quantità di micelio di tartufo presente nel terreno.
Gli altri due siti studiati si trovavano nel sud della Germania (siti 2 e 3). Questi due siti erano già stati oggetto di analisi nel 2011 e nel 2013 nell’ambito di un altro studio e gli autori hanno completato questo campionamento raccogliendo tartufi nel settembre 2019 negli stessi siti. Inoltre, hanno campionato ectomicorrize di T. aestivum nel sito n. 3 nel 2016. Per tutti i campioni, hanno determinato il tipo sessuale dei campioni degli individui materni (gleba ed ectomicorrize) e verificato che le spore presentassero effettivamente i due tipi sessuali, consentendo loro di dedurre il tipo sessuale dell’individuo paterno. Oltre al tipo sessuale, gli autori hanno anche utilizzato una serie di marcatori genetici che hanno permesso loro di suddividere i diversi campioni e tessuti di tartufi in individui geneticamente unici.
Un individuo genetico, per definizione, presenta uno dei due tipi e una combinazione unica dei marcatori genetici utilizzati. Questi dati genetici hanno permesso loro di calcolare una serie di indici quali la diversità genetica degli individui materni e paterni, la distanza genetica tra i diversi campioni, la loro aggregazione spaziale e l’influenza della distanza tra gli individui sulle loro differenze genetiche.
Nel sito svizzero, queste analisi hanno riguardato 205 gleba e 66 campioni di spore. Tra i campioni di terreno raccolti nei transetti, 12 presentavano ectomicorrize di T. aestivum. Nei due siti tedeschi, gli autori hanno analizzato con successo 66 gleba e 37 campioni di spore per il sito 2 e 75 gleba e 20 campioni di spore per il sito 3. In quest’ultimo sito, sono riusciti ad analizzare 66 ectomicorrize di T. aestivum. Sorprendentemente, tutte le gleba (tranne una) del sito svizzero erano di tipo sessuale 1.
Inoltre, il 99% dei tartufi raccolti in questo sito sono stati formati dallo stesso individuo materno! Anche la maggior parte delle ectomicorrize analizzate erano state formate da questo individuo. Il numero di individui paterni identificati era invece molto più elevato: 54 individui paterni contro solo 2 individui materni. Tra questi 54 individui paterni, solo due hanno contribuito a formare più di un tartufo e sono rimasti presenti per diversi anni. Ancora più sorprendente è il fatto che i tartufi raccolti si sviluppavano in cerchi con una crescita circolare di circa 30 cm all’anno.
L’analisi della quantità di micelio nel suolo coincideva con questa osservazione, poiché le quantità più elevate di micelio si trovavano lungo il perimetro di questo cerchio delle streghe. In entrambi i siti tedeschi, la diversità genetica degli individui materni era anche inferiore a quella degli individui paterni. Nel sito 2, ad esempio, gli autori hanno identificato 34 individui materni su 66 gleba analizzate contro 31 individui paterni su 37 campioni di spore analizzati. In entrambi i siti, gli autori hanno anche osservato che i tipi sessuali tendevano ad aggregarsi e a formare zone di esclusione reciproca, osservazione valida anche per le ectomicorrize prelevate nel sito n. 3.
Inoltre, i frutti spazialmente vicini erano geneticamente simili (in particolare a distanze inferiori a 5 m) e i due siti tedeschi presentavano alti tassi di consanguineità. Quest’ultimo aspetto non è stato tuttavia osservato nella tartufaia svizzera. Infine, gli autori hanno scoperto che tutti i campioni si raggruppavano in quattro gruppi genetici molto distinti in base alle loro differenze genetiche: uno per il tartufaio svizzero, due all’interno del tartufaio n. 2 e uno per il tartufaio n. 3, con scambi genetici molto limitati tra i gruppi.
Grazie alle analisi genetiche condotte in questi tre tartufaie di T. aestivum, gli autori hanno identificato una serie di caratteristiche simili a quelle osservate nel Tuber melanosporum.
In primo luogo, gli individui materni sono in media coinvolti nella produzione di un numero maggiore di fruttificazioni rispetto agli individui paterni. Se alcuni individui materni sono di piccole dimensioni e raramente si ritrovano da un anno all’altro, alcuni individui materni producono la maggior parte delle fruttificazioni, sono molto estesi nello spazio e durano diversi anni.
Nel tartufaia svizzero, un solo individuo materno è stato coinvolto nella produzione di oltre 200 tartufi nel corso delle tre stagioni di raccolta! Nella tartufaia n. 3, un individuo materno ha prodotto tartufi per un periodo di nove anni. Gli individui paterni, invece, sono raramente coinvolti nella formazione di più di un tartufo e raramente si ritrovano da un anno all’altro. In genere coprono una superficie ridotta.
Sebbene la stragrande maggioranza degli individui sia stata osservata solo come partner paterno o materno, il 3% degli individui si è rivelato ermafrodita, come osservato in precedenza nel T. melanosporum.. Gli autori hanno inoltre osservato che i tipi sessuali tendono ad aggregarsi, formando zone di reciproca esclusione come nel caso di T. melanosporum.
Più in generale, gli individui vicini dal punto di vista spaziale tendevano ad essere geneticamente vicini, in particolare su una scala di pochi metri. Diverse osservazioni suggeriscono che la riproduzione avvenga principalmente tra individui geneticamente vicini: i campioni studiati si raggruppavano, in base alle loro somiglianze genetiche, in quattro gruppi distinti (uno per tartufaia, ad eccezione del sito n. 2 che comprendeva due gruppi) che scambiavano pochi geni.
Anche i due tartufaie tedesche presentavano alti tassi di consanguineità, come nel caso del T. melanosporum.. Come per T. melanosporum, queste osservazioni portano a ipotizzare che le spore potrebbero svolgere il ruolo di individuo paterno nella riproduzione, il che avrebbe importanti implicazioni per diverse pratiche come la cattura.
In conclusione, i risultati ottenuti per il T. aestivum sono molto simili a quelli ottenuti per il T. melanosporum.. Una piccola curiosità specifica qui: la struttura circolare di T. aestivum osservata nel sito svizzero, che finora non è mai stata osservata in altre specie di tartufi.
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