fonte: Università di California Berkley
Un campione di vite di un secolo fa sta fornendo nuove informazioni sulla storia della malattia di Pierce causata dal batterio Xylella fastidiosa, che ogni anno causa in California perdite per oltre 100 milioni di dollari e che recentemente ha raggiunto anche i vigneti europei.
Segnalata per la prima volta ad Anaheim in California negli anni 1880, la Xylella fastidiosa, ostruisce i vasi xilematici, che trasportano acqua e nutrienti nella pianta che, privata del suo nutrimento, progressivamente manifesta sintomi quali l’avvizzimento dei grappoli, il distaccamento e la caduta delle foglie, e infine la morte.
In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Current Biology, i ricercatori dell’Università di Berkley in California e del centro di ricerca agricola francese CIRAD, hanno identificato tra i campioni dell’erbario del Centro per la Diversità Vegetale di UC Davis un campione di vite infetto di 120 anni fa, che ancora conteneva tracce del DNA di X. fastidiosa.
“Comprendere ciò che è accaduto storicamente è fondamentale per analizzare il mondo complesso e intricato dei patogeni vegetali che ci circonda in questo momento” ha affermato Alexandra Kahn, coautrice dello studio e ricercatrice postdoc a Berkeley.
Confrontando il genoma di questa antica variante di X. fastidiosa con i genomi di oltre 330 ceppi contemporanei, il team ha ricostruito la storia dell’arrivo e della diffusione del patogeno in California.
Fino a questo momento gli scienziati avevano ipotizzato che X. fastidiosa fosse stata introdotta in California negli anni 1880, quando diverse varietà di viti furono importate da altre regioni per l’impianto dei vigneti e i giornali dell’epoca, come il Pacific Rural Press, riferivano di una nuova e misteriosa malattia che colpiva molti vigneti ad Anaheim e nella Santa Ana Valley.
I dati genomici del nuovo studio suggeriscono invece che il patogeno sarebbe arrivato negli Stati Uniti circa 150 anni prima, intorno al 1740, provenendo dall’America Centrale e che la malattia in California sarebbe il risultato non di una, ma di almeno tre introduzioni separate del batterio.
“Anche se è accaduto più di 250 anni fa, questo è ancora rilevante per comprendere oggi la diffusione globale dei patogeni delle piante”, ha affermato Monica Donegan, studentessa laureata presso l’UC Berkeley e coautrice dello studio. “Abbiamo scoperto che le ipotesi più semplici sulle rotte e i tempi di introduzione dei patogeni possono essere ingannevoli, il che può avere un impatto su aspetti importanti come le politiche commerciali internazionali e le quarantene per i patogeni delle piante”.
Il fatto che ci siano state almeno tre introduzioni diverse suggerisce anche che in California esistano più popolazioni geneticamente distinte del patogeno, in grado di rispondere diversamente alle condizioni di stress come quelle legate agli effetti della crisi climatica.
“Anche se piccole, queste differenze biologiche possono avere un impatto significativo nella gestione della malattia,” ha spiegato Rodrigo Almeida, professore di patologia vegetale a Berkeley.
Il caso singolare di una vite malata in un erbario
Il campione di vite analizzato fu raccolto da un certo Alfred Tournier il 2 agosto 1906 a Modesto, California, ed etichettato come “malattia di Anaheim,” il nome originariamente assegnato alla malattia di Pierce. Nella collezione dell’Università di Davis sono presenti circa 1100 campioni storici di vite e tra questi, lavorando insieme alla curatrice dell’erbario, Alison Colwell, le ricercatrici e i ricercatori hanno identificato e analizzato 10 campioni caratterizzati dai sintomi della malattia, tra i quali solo uno è risultato positivo per la presenza del DNA di X. fastidiosa.
“Una vite con molta X. fastidiosa non è necessariamente un candidato ideale per una collezione, quindi siamo stati molto fortunati a trovare anche un solo campione infetto,” ha affermato Donegan.
DNA batterico di ieri e di oggi
Una volta ottenuta la sequenza del genoma del batterio è stato utilizzato un software di bioinformatica per confrontare i geni della X. fastidiosa di cento anni fa con quelli dei ceppi contemporanei. Questa analisi ha permesso di stimare la velocità con la quale il DNA del patogeno muta nel tempo, e di conseguenza anche i tempi e i momenti chiave nell’albero evolutivo dei batteri.
“Stabilita questa relazione tra tempo evolutivo e tempo assoluto, abbiamo potuto ricostruire la storia cronologica dell’epidemia” ha spiegato Khan.
Negli ultimi decenni, X. fastidiosa si è diffusa dagli Stati Uniti e dall’America Latina ed è stata isolata anche in altri paesi come Portogallo, Spagna, Italia, Israele e Taiwan. Conoscere il tasso evolutivo del batterio può aiutare a prevenire ulteriori diffusioni.
“Solo di recente abbiamo capito che i campioni degli erbari storici possono essere utilizzati per studiare i patogeni delle piante e penso che questo sottolinei il valore che hanno per la ricerca queste collezioni,” ha concluso Almeida.