I cereali hanno una resistenza naturale ai funghi patogeni, ma la muffa, ad esempio, può superarla. Un team dell’Università di Zurigo ha ora scoperto un nuovo meccanismo che la muffa utilizza per ingannare il sistema immunitario del grano. Questo apre le porte allo sviluppo mirato di varietà con un minor numero di resistenze.
I cereali sono uno degli alimenti di base più importanti. Il grano da solo fornisce circa il 20% dell’apporto proteico e calorico globale. Tuttavia, la produzione è compromessa da malattie delle piante come il fungo dell’oidio del grano. Un’alternativa sostenibile all’uso di fungicidi è la coltivazione di varietà di grano geneticamente resistenti a questo patogeno. Tuttavia, in molti casi questa soluzione non è efficace a lungo termine, poiché l’oidio si sviluppa rapidamente e può superare la resistenza.
Un’équipe dell’Istituto di microbiologia e fitopatologia dell’Università di Zurigo ha ora analizzato più in dettaglio come il fungo riesca a infettare il grano nonostante la presenza di geni di resistenza. I ricercatori hanno scoperto un’interazione finora sconosciuta tra i fattori di resistenza del grano e i fattori della malattia della muffa. questa comprensione più approfondita consente di utilizzare i geni di resistenza in modo più mirato e di prevenire o rallentare il declino della resistenza", afferma la ricercatrice post-dottorato Zoe Bernasconi, uno dei primi autori dello studio appena pubblicato sulla rivista Nature Plants.
Il fungo dell’oidio produce centinaia di piccole proteine, i cosiddetti effettori, che introduce nelle cellule della pianta ospite. Lì aiutano a stabilire un’infezione. Le proteine di resistenza prodotte dal grano possono riconoscere direttamente i singoli effettori. Ciò innesca una risposta immunitaria che blocca l’infezione. Tuttavia, il fungo spesso aggira l’ostacolo modificando o addirittura perdendo completamente gli effettori riconosciuti.
Il team di ricerca ha ora identificato un nuovo effettore dell’oidio (chiamato AvrPm4) che viene riconosciuto dalla già nota proteina di resistenza del grano Pm4. Sorprendentemente, però, il fungo può superare la resistenza mediata dalla Pm4 senza cambiare o perdere l’effettore. Il trucco è che possiede un secondo effettore che impedisce il riconoscimento di AvrPm4. sospettiamo che la funzione di AvrPm4 sia essenziale per la sopravvivenza del fungo, motivo per cui questo meccanismo insolito è emerso nel corso dell’evoluzione", afferma Bernasconi.
L’aspetto particolarmente eccitante è che il secondo effettore ha una duplice funzione. Non solo impedisce il riconoscimento del primo effettore AvrPm4, ma viene anche riconosciuto da un’altra proteina di resistenza. combinando le due proteine di resistenza nella stessa varietà di grano, potrebbe essere possibile attirare il fungo in un vicolo cieco evolutivo in cui non può più sfuggire alla risposta immunitaria del grano", afferma il ricercatore post-dottorato Lukas Kunz, altro primo autore dello studio.
poiché ora conosciamo questi meccanismi e i fattori di malattia coinvolti nel fungo, possiamo impedire in modo più efficace che l’oidio superi la resistenza del grano", afferma Beat Keller. Il professore ha diretto il gruppo di ricerca fino al suo pensionamento, avvenuto lo scorso anno. Monitorando l’agente patogeno dell’oidio, sarebbe ora possibile, ad esempio, utilizzare le varietà di grano resistenti in modo specifico dove hanno il massimo effetto.
Sarebbe anche possibile combinare sapientemente i geni di resistenza in nuove varietà di grano. in teoria, queste misure potrebbero rallentare in modo significativo lo sviluppo di nuovi ceppi fungini patogeni", afferma Keller. Il team ha già condotto i primi promettenti esperimenti in laboratorio. Hanno combinato geni di resistenza che hanno disattivato sia l’effettore AvrPm4 sia il secondo effettore. Tuttavia, resta da vedere se questo approccio avrà successo sul campo.
Letteratura
Z. Bernasconi, A. G. Herger, M. D. P. Caro, L. Kunz et al: La virulenza della resistenza basata sulla chinasi Pm4 è determinata da due effettori divergenti dell’oidio del grano. Nature Plants, 12 gennaio 2026.
DOI: 10.1038/s41477-025-02180-w
