First report of Fusarium nygamai causing pigeon pea wilt across Uttar Pradesh

Nei campi dell'Uttar Pradesh, in India, si consuma una lotta silenziosa tra un vitale raccolto alimentare e un nemico invisibile. La coltura è il pisello d'India (pigeonpea), una leguminosa resistente che funge da fonte cruciale di proteine e nutrizioni per milioni di persone in tutta l'Asia e l'Africa. È una pianta resiliente, eppure affronta una minaccia devastante causata da una malattia nota come appassimento. Questa condizione è provocata da funghi che vivono nel terreno e invadono l'impianto idraulico interno della pianta. Una volta all'interno, questi invasori microscopici ostruiscono i tubi conduttori di acqua, facendo ingiallire le foglie, scurire i fusti e causare il collasso dell'intera pianta. Per decenni, agricoltori e scienziati hanno saputo che un fungo specifico, identificato da tempo come Fusarium udum, è il principale colpevole di queste perdite. Tuttavia, la storia completa di ciò che accade sottoterra è rimasta incompleta, lasciando i coltivatori senza un quadro completo della minaccia che affrontano.

Un team di ricercatori provenienti da università e istituti di ricerca di tutta l'India si è messo in viaggio per scoprire la vera identità dei funghi che attaccano le colture di pisello d'India nell'Uttar Pradesh. Si sono recati in sedici diversi distretti, raccogliando campioni da piante malate che mostravano i classici segni di appassimento. Nei loro laboratori, hanno estratto con cura i funghi dalle radici e dai fusti di queste piante morenti. Dal suolo e dal tessuto infetto, hanno isolato novantasette ceppi distinti del fungo. Per capire quali di questi fossero i più pericolosi, gli scienziati hanno osservato gli strumenti che i funghi usano per scomporre la pianta. Hanno misurato l'attività di due enzimi specifici, che agiscono come forbici molecolari, tagliando attraverso le dure pareti cellulari della pianta per permettere al fungo di entrare e nutrirsi. Hanno scoperto che, sebbene fossero presenti molti ceppi, solo cinque mostravano una capacità particolarmente elevata di produrre questi enzimi distruttivi.

Gli ricercatori hanno poi messo alla prova questi cinque ceppi aggressivi. Hanno coltivato semi di pisello d'India in ambienti controllati, alcuni dei quali noti per essere resistenti alla malattia e altri altamente sensibili. Quando hanno introdotto i funghi, i risultati sono stati netti. Un ceppo, che il team ha chiamato Rj, si è dimostrato il più distruttivo, causando il tasso di infezione più alto e l'appassimento più grave sia nelle piante resistenti che in quelle sensibili. Per identificare esattamente di cosa fosse questo ceppo letale, gli scienziati si sono rivolti all'analisi genetica. Hanno esaminato il DNA dei funghi, confrontando specifiche sequenze genetiche con un database globale. I risultati hanno rivelato una scoperta sorprendente: il ceppo più virulento, Rj, non era l'atteso Fusarium udum. Apparteneva invece a una specie chiamata Fusarium nygamai. Questa è stata la prima volta che questo particolare fungo veniva identificato come causa di appassimento nel pisello d'India. Sebbene il Fusarium udum fosse ancora presente e dannoso, il Fusarium nygamai è emerso come una nuova e potente minaccia, capace di causare l'indice di severità della malattia più elevato tra i ceppi testati.

Lo studio è andato oltre per vedere cosa accade quando questi due diversi funghi attaccano una pianta contemporaneamente. I ricercatori hanno inoculato piante di pisello d'India con Fusarium udum da solo, Fusarium nygamai da solo e una combinazione di entrambi. Le piante infettate dalla combinazione dei due funghi hanno subito il destino peggiore. La malattia si è diffusa più velocemente e le piante sono appassite più gravemente rispetto a quando i due funghi agivano singolarmente. Ciò suggerisce che i due patogeni lavorino insieme per aggravare notevolmente la malattia, un fenomeno noto come effetto sinergico. All'interno delle piante infette, gli scienziati hanno osservato il danno fisico causato da questo attacco. I tessuti interni dei fusti sono diventati marroni e sono collassati, e i vasi conduttori di acqua sono stati bloccati da filamenti fungini. Questo blocco ha impedito all'acqua di raggiungere le foglie, portando alla rapida morte della pianta.

L'impatto di questa infezione era visibile anche nella chimica della pianta. Le piante infette hanno mostrato un brusco calo della clorofilla, il pigmento verde essenziale per la produzione di cibo, facendo sbiadire e morire le foglie. Allo stesso tempo, le piante hanno prodotto livelli più elevati di prolina, un composto che generano in risposta allo stress, e livelli crescenti di molecole nocive chiamate specie reattive dell'ossigeno, che indicano un danno cellulare. Le varietà resistenti di pisello d'India hanno mostrato una certa capacità di reagre, ma hanno comunque subito riduzioni significative nella crescita in altezza, lunghezza delle radici e produzione di semi quando attaccate da questi funghi. Le scoperte confermano che il panorama della malattia del pisello d'India è più complesso di quanto precedentemente pensato. Non è solo un fungo a causare il problema, ma un mix di specie, incluso il neo-identificato Fusarium nygamai, che può agire da solo o in combinazione con altri per devastare le colture. Questa scoperta fornisce agli agricoltori e agli scienziati una comprensione più chiara del nemico, offrendo una base necessaria per sviluppare migliori strategie per proteggere questa essenziale fonte di cibo.