Identification of atoxigenic Aspergillus flavus from stored grains in controlling aflatoxin contamination in maize
Questo studio identifica e valuta isolati atossigenici di *Aspergillus flavus* da mais in Bangladesh, dimostrando che, sebbene la maggior parte riduca significativamente la contaminazione da aflatossina sia in contesti *in vitro* che *in planta*, è necessaria un'ulteriore caratterizzazione genetica per confermare la loro idoneità allo sviluppo di prodotti di biocontrollo a causa delle incoerenze osservate tra la presenza di geni e la produzione di tossine.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Il mais, il chicco dorato che nutre miliardi di persone e alimenta il bestiame, affronta un nemico silenzioso e invisibile. Nascoste all'interno dei chicchi di mais conservati si trova una famiglia di sostanze velenose chiamate aflatossine. Queste tossine non sono prodotte dalla pianta stessa, ma sono secrete da un fungo microscopico noto come Aspergillus flavus. Quando questo fungo infetta il chicco, produce queste sostanze chimiche, che sono così pericolose che anche piccole quantità possono causare gravi malattie e cancro nell'uomo e negli animali. Poiché le tossine sono incolore e inodore, è impossibile rilevarle senza attrezzature specializzate, rendendo il mais contaminato un pericolo nascosto nelle forniture alimentari in tutto il mondo. Per decenni, gli scienziati hanno cercato un modo per impedire a questo fungo di produrre il suo veleno, cercando una soluzione che fosse sicura, naturale ed efficace.
In uno studio recente, i ricercatori della Bangladesh Agricultural University si sono posti l'obiettivo di trovare una difesa naturale contro questa minaccia. Hanno rivolto la loro attenzione a un tipo specifico di fungo che, pur apparendo e comportandosi come quello pericoloso, ha perso la capacità di produrre il veleno. Questi sono chiamati ceppi atossigenici. L'idea è semplice ma potente: se si introducono questi ceppi innocui in un campo di mais, possono emarginare i ceppi pericolosi che producono tossine, bloccando efficacementamente la produzione del veleno prima ancora che raggiunga il chicco. Il team ha raccolto campioni da quindici diverse regioni di coltivazione del mais in Bangladesh, alla ricerca di queste versioni native e innocue del fungo. Hanno isolato quarantaquattro ceppi distinti e li hanno sottoposti a una serie rigorosa di test per vedere se potessero agire davvero come uno scudo per la coltura.
Gli scienziati hanno dovuto prima confermare esattamente con cosa avevano a che fare. Utilizzando un metodo che legge il codice genetico del fungo, hanno verificato che tutti i quarantaquattro campioni fossero effettivamente Aspergillus flavus. Poi, hanno cercato le specifiche istruzioni genetiche che permettono al fungo di costruire le aflatossine. Hanno scoperto che trentatré degli isolati erano privi di queste istruzioni, confermandoli come innocui. Tuttavia, undici isolati possedevano ancora alcune di queste istruzioni genetiche, suggerendo che potessero essere in grado di produrre tossine. Questo screening genetico iniziale era solo l'inizio; il vero test era vedere come questi ceppi si sarebbero comportati quando avessero effettivamente incontrato il mais.
I ricercatori hanno condotto due tipi di esperimenti. In primo luogo, hanno posto i ceppi fungini su chicchi di mais in un ambiente di laboratorio controllato. Qui, hanno osservato un mix sorprendente di risultati. Alcuni dei ceppi confermati geneticamente come innocui hanno svolto un lavoro straordinario, riducendo la quantità di tossina nel chicco fino al novantadue per cento. Altri erano meno efficaci. Notevolmente, alcuni ceppi che erano stati confermati geneticamente come innocui hanno in realtà fatto aumentare leggermente i livelli di tossina, mentre alcuni ceppi che possedevano ancora le istruzioni genetiche per produrre veleno hanno sorprendentemente ridotto i livelli di tossina. Ciò ha dimostrato che guardare semplicemente i geni non era sufficiente per prevedere come il fungo avrebbe agito in uno scenario del mondo reale.
Il team ha poi spostato la propria indagine in un ambiente più realistico, coltivando il mais in vasi e inoculando le pannocchie in via di sviluppo con i ceppi fungini. In questo ambiente, i risultati sono stati molto più coerenti e incoraggianti. Quasi ogni ceppo, indipendentmente dal fatto che fosse confermato geneticamente come innocuo o meno, ha ridotto significativamente la quantità di aflatossina nel mais. Diciannove degli isolati hanno ridotto i livelli di tossina di oltre il novanta per cento, e altri venti hanno ridotto i livelli di oltre l'ottanta per cento. Persino i ceppi che avevano performato scarsamente in laboratorio, o quelli che avevano geneticamente il potenziale per produrre veleno, si sono dimostrati altamente efficaci nel fermare la tossina sulla pianta viva. Un ceppo in particolare, che aveva aumentato i livelli di tossina in laboratorio, li ha ridotti di oltre il novanta per cento sul campo.
Questi risultati suggeriscono che i ceppi nativi di fungo trovati in Bangladesh sono forti candidati per un prodotto di controllo biologico. Lo studio evidenzia che l'ambiente gioca un ruolo cruciale: ciò che accade in una piastra di Petri non sempre predice ciò che accade su una pianta in crescita. I ricercatori hanno concluso che, sebbene i test genetici siano un punto di partenza utile, non sono l'ultima parola. Per essere certi che un ceppo sia sicuro ed efficace per un uso diffuso, è necessaria un'ulteriore analisi per comprendere esattamente come questi funghi interagiscano con il chicco e perché alcuni si comportino diversamente in laboratorio rispetto al campo. Il lavoro conferma che la natura ha già fornito una potenziale soluzione, ma sbloccare tutto il suo potenziale richiede una comprensione più profonda della complessa relazione tra il fungo, la pianta e il suolo.
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