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Identificativo digitale dell’oggetto DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy13102505
I tartufi sono funghi e quindi, per definizione, specie microscopiche; ma nonostante le loro dimensioni microscopiche, questi funghi sono associati a tutta una serie di altri microrganismi, che si tratti di altri funghi o di batteri. Diversi studi condotti sui tartufi, e in particolare sulle loro fruttificazioni, hanno dimostrato che i vari tessuti erano abbondantemente colonizzati da batteri, presenti sia nel peridio che nella gleba.
Sorprendentemente, queste comunità batteriche hanno una composizione piuttosto simile tra le diverse specie di tartufi, che sembrano selezionare preferenzialmente alcuni gruppi di batteri presenti nell’ambiente, come gli ⍺-Proteobatteri o Bradyrhizobiaceae. Al di là di questi nomi, che possono sembrare barbari, questa “selezione” di gruppi specifici di batteri suggerisce che essi potrebbero svolgere un ruolo importante nello sviluppo dei tartufi, e in particolare nella fruttificazione in cui si trovano.
Queste funzioni potrebbero essere numerose: crescita, nutrizione, maturazione ecc.. In particolare, potrebbero essere coinvolti nella formazione degli aromi emessi dai frutti, un processo ancora poco chiaro che potrebbe dipendere dalle interazioni tra batteri e funghi.
Se i tartufi sono così apprezzati, è proprio grazie al loro bouquet aromatico potente e complesso. A maturazione, i tartufi emanano infatti un insieme di molecole odorose, i composti organici volatili, tra cui una varietà di composti aromatici solforati, tra cui il dimetilsolfuro, spesso riprodotto dai chimici.
Lo studio che presentiamo qui si concentra sul ruolo che potrebbero svolgere i batteri nella produzione degli aromi del Tuber borchii., una specie di tartufo bianco europeo. A maturazione, e solo a maturazione, il profilo aromatico di T. borchii è caratterizzato dalla presenza di due molecole della famiglia dei tiofeni, composti organici solforati che qui chiameremo molecola A e molecola B (per indicare rispettivamente il 3-metiltiofene e il 3-metil-4,5-diidrotiopene). Oltre ad essere specifici del profilo aromatico del T. borchii, queste molecole hanno la particolarità di essere emesse in quantità maggiore dopo diversi giorni di conservazione dei tartufi a temperatura ambiente.
È proprio per questo motivo che gli autori dello studio hanno ipotizzato il coinvolgimento dei batteri nella produzione delle molecole A e B.
Per cominciare, gli autori hanno innanzitutto verificato che i batteri fossero effettivamente presenti nei tessuti dei frutti di T. borchii.e, in caso affermativo, quali. A tal fine hanno utilizzato un metodo di microscopia che consente il rilevamento specifico di determinati gruppi di batteri di interesse, solo se i batteri hanno un’attività metabolica.
Al fine di identificare potenziali differenze tra i tessuti, gli autori hanno innanzitutto osservato le comunità batteriche presenti nel peridio e nella gleba dopo la raccolta. Hanno così notato che i Batteroidi erano cinque volte più abbondanti nel peridio. Hanno quindi monitorato l’evoluzione dei batteri nei frutti (senza distinzione dei tessuti) per 6 giorni a temperatura ambiente e hanno confrontato le comunità.
Questa analisi ha evidenziato che i tartufi erano colonizzati da comunità batteriche simili a quelle osservate in studi precedenti, caratterizzate da una predominanza di proteobatteri (in particolare di tipo ⍺).. Sebbene la composizione delle comunità batteriche sia rimasta relativamente stabile durante i 6 giorni dell’esperimento, il numero di cellule batteriche è aumentato tra il giorno 0 e il giorno 2, per poi tornare al livello iniziale dopo 6 giorni.
Gli autori hanno dimostrato che l’evoluzione della quantità di molecole B era correlata all’evoluzione della quantità di cellule batteriche nel corso di questi 6 giorni. Andando più nel dettaglio, hanno dimostrato che la quantità di molecole B era correlata alla quantità di ⍺–Proteobacteria e Bacteroidetes, mentre la quantità della molecola A era correlata solo a quella degli ⍺-Proteobacteria.
Da questi primi risultati sembra quindi che alcuni batteri possano essere coinvolti nella produzione delle molecole A e B. Ma resta ancora da dimostrarlo!
Al fine di effettuare test più accurati in laboratorio, gli autori hanno isolato su una capsula di Petri alcune specie di batteri provenienti da frammenti di gleba e terreno del peridio di T. borchii.. Sono così riusciti a coltivare una serie di specie batteriche appartenenti a gruppi che si trovano nei tessuti dei tartufi (ad esempio, i Bacteroidetes, β- e ɣ-Proteobacteria), senza tuttavia riuscire a coltivare ⍺–Proteobacteria.
I rappresentanti di questo gruppo, isolati da altri ambienti, sono stati aggiunti alla collezione di batteri. Tutti questi batteri sono stati poi coltivati separatamente con o senza l’aggiunta di un estratto di gleba. La produzione delle molecole A e B è stata quantificata dopo 25 ore di incubazione.
Questa prima esperienza ha permesso agli autori di dimostrare che tutte le specie di batteri testate producevano entrambe le molecole, in quantità tuttavia variabili a seconda della specie. La produzione delle molecole A e B da parte dei batteri è stata osservata solo in presenza di estratto di gleba. Il fungo da solo, coltivato sotto forma di micelio, non era in grado di produrre queste molecole. La produzione dei composti A e B sembra quindi strettamente legata alla presenza di batteri.
Al fine di determinare l’importanza del ciclo sessuale nella produzione delle molecole di interesse, gli autori hanno quindi coltivato gli stessi batteri con micelio, anziché con estratti di gleba come in precedenza. In questo caso, non è stata rilevata alcuna produzione delle molecole A e B. La loro produzione sembra quindi dipendere dallo stadio di sviluppo del fungo e avvenire solo durante gli stadi sessuali!
A questo punto, sappiamo quindi che sono i batteri a produrre le molecole A e B e che possono farlo solo a partire da estratti di gleba. Sembra quindi che trasformino una molecola già prodotta dal fungo, detta molecola precursore.
Per accertare il rispettivo contributo dei batteri e del fungo nella produzione delle molecole A e B, gli autori hanno inoltre trattato la gleba di T. borchii. con antibiotici o antimicotici. Nel primo caso, non hanno osservato la produzione delle due molecole, il che conferma il loro ruolo indispensabile nella sintesi delle molecole A e B. Nel secondo caso (aggiunta di fungicidi), le molecole sono state comunque prodotte.
Sembra quindi che l’attività biologica dei batteri sia indispensabile, mentre quella del fungo non lo sia. Ma da quale molecola i batteri producono questi composti?
Prima di avviare lo studio, gli autori avevano identificato un potenziale precursore delle molecole A e B, la metionina. Hanno quindi aggiunto questo potenziale precursore alla miscela micelio/batteri che, ricordiamo, non ha prodotto nessuna delle due molecole di nostro interesse. Hanno quindi osservato la produzione di una serie di composti solforati come il dimetilsolfuro, ma non delle nostre molecole A e B. La metionina non sembra quindi essere il candidato giusto, che resta ancora da determinare.
Cosa possiamo imparare da questo studio ricco di esperimenti?
Innanzitutto, che i frutti di T. borchii sono abbondantemente colonizzate da comunità di batteri diversi. I principali gruppi di batteri che le costituiscono sono stati osservati anche in altre specie di tartufi, di cui costituiscono la maggior parte delle comunità batteriche.
Questo studio conferma inoltre che le comunità batteriche variano tra la gleba e il peridio, arricchito di Bacteroidetes.. Durante la conservazione a temperatura ambiente, la popolazione batterica che colonizza i tartufi di T. borchii cresce per due giorni prima di diminuire nuovamente.
I batteri presenti nei tartufi sembrano quindi aumentare la produzione delle molecole A e B all’inizio della conservazione. Questi batteri risultano inoltre indispensabili alla produzione delle molecole A e B, specifiche del bouquet aromatico di Tuber T. borchii e quindi agli aromi unici di questa specie. Ma non li producono dal nulla. In realtà, trasformano una molecola precursore prodotta dal fungo stesso. Il precursore sembra essere prodotto solo durante la fase sessuale del fungo.
Sorprendentemente, tutti i batteri utilizzati nel corso di questo studio si sono dimostrati in grado di produrre le molecole A e B, anche quelli isolati da ambienti diversi dalla gleba (suolo, frutta, ecc.).). Questa capacità potrebbe quindi essere comune a molti batteri. Purtroppo, durante questi studi non è stato possibile identificare la molecola precursore e solo ulteriori ricerche potranno forse consentirne una definizione più precisa.
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