IMPLiCIT: Improving soil-plant-insect interactions to promote pollinators

Finanziato dall'Unione Europea - NextGenerationEU a valere sul Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) – Missione 4 Istruzione e ricerca – Componente 2 Dalla ricerca all’impresa - Investimento 1.1, Avviso Prin 2022 indetto con DD N. 104 del 2/2/2022, dal titolo "Improving soil-plant-insect interactions to promote pollinators-IMPLiCIT", codice proposta 2022NMAPEL- CUP J53D23006680006.

Sebbene il ruolo degli impollinatori sia ormai riconosciuto come essenziale per la produttività agricola e per la conservazione della biodiversità, restano ancora poco chiariti i meccanismi attraverso cui la fertilità biologica del suolo può influenzare l’attrattività delle piante, la qualità delle risorse fiorali e, di conseguenza, il comportamento e la salute degli insetti pronubi. In questo contesto si inserisce il progetto PRIN IMPLiCIT – Improving soil-plant-insect interactions to promote pollinators, finanziato nell’ambito del PNRR, che ha studiato le interazioni tra suolo, pianta e impollinatori utilizzando il girasole (Helianthus annuus) come coltura modello. Il progetto ha riunito competenze complementari in microbiologia agraria, entomologia applicata, ecologia chimica, fisiologia vegetale e chimica analitica, coinvolgendo la Libera Università di Bolzano, l’Università di Bologna e l’Università di Padova. L’obiettivo principale è stato comprendere se e come il microbiota del suolo e l’applicazione di microrganismi benefici possano modulare la fisiologia della pianta, l’emissione di composti organici volatili, la composizione di nettare e polline e, in ultima analisi, l’interazione con api e altri impollinatori.

Risultati attesi

Il progetto permetterà di chiarire il legame tra microbioma del suolo, qualità delle piante e interazioni con gli impollinatori. I risultati attesi includono l’identificazione di consorzi microbici in grado di migliorare la fertilità del suolo, promuovere la crescita vegetale e rafforzare i servizi ecosistemici legati all’impollinazione, contribuendo a sistemi agricoli più sostenibili.

Risultati raggiunti

Il progetto ha prodotto evidenze rilevanti sul ruolo del microbiota del suolo nella regolazione dei caratteri vegetali coinvolti nell’attrazione e nella nutrizione degli impollinatori. Sono state selezionate varietà di girasole ibride e non ibride confrontabili per caratteristiche fenologiche e agronomiche, e sono stati individuati ceppi microbici con potenziale attività PGPB appartenenti, tra gli altri, ai generi Bacillus, Pseudomonas, Apilactobacillus e Lactiplantibacillus. Le prove in campo, condotte su due stagioni vegetative, hanno mostrato che l’inoculo microbico non determina modificazioni chimico-fisiche rilevabili nel breve periodo nel suolo, ma può influenzare in modo significativo la composizione delle comunità microbiche della rizosfera e dell’endosfera.

Sul piano della fisiologia vegetale e della chimica fiorale, i trattamenti microbici hanno modificato diversi parametri fotosintetici e spettrali della pianta, con risposte dipendenti dal genotipo. L’analisi dei composti organici volatili ha evidenziato profili complessi, dominati da monoterpeni e sesquiterpeni, e ha mostrato che inoculi a base di Bacillus e Lactobacillus possono alterare significativamente il bouquet volatile del girasole. Le api sono risultate in grado di percepire composti chiave quali α-pinene, sabinene, limonene e DMNT, suggerendo che le modificazioni indotte dal microbiota possano avere ricadute sul riconoscimento e sulla preferenza degli impollinatori. Le osservazioni in campo hanno inoltre indicato differenze di visita e diversità degli impollinatori in funzione della varietà e del trattamento microbico.

Il progetto ha anche caratterizzato la composizione di nettare, polline e microbiota fiorale, evidenziando un forte effetto del genotipo sulla qualità nutrizionale delle risorse, in particolare sul profilo aminoacidico del polline. Alcuni microrganismi isolati da nettare e polline hanno mostrato potenziale interesse per la salute delle api, con effetti ceppo-specifici sull’espressione della vitellogenina. Nel complesso, IMPLiCIT ha dimostrato che la biodiversità microbica del suolo rappresenta una componente funzionale delle interazioni pianta-impollinatore e ha posto le basi per strategie agricole sostenibili basate su microrganismi benefici, capaci di migliorare la funzionalità del suolo, la qualità delle risorse fiorali e i servizi ecosistemici di impollinazione.

Dettagli del progetto

• Programma di finanziamento: PRIN 2022
• D.D. del MUR : 104 del 02/02/2022
• Codice progetto MUR: 2022NMAPEL
• CUP: J53D23006680006
• Contributo al DISTAL: € 68.879,00
• Durata: 12/10/2023 - 28/02/2026
• Coordinatore: Libera Università di Bolzano
• Ruolo DISTAL: RL
• Responsabile Scientifico: Diana Di Gioia