CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITA’ DEI FUNGHI MICORRIZICI
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CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITA’ DEI FUNGHI MICORRIZICINELLE AREE AGRICOLE DELLA RISERVA DELLA BIOSFERA UNESCO
“SELVA PISANA”
Manuela Giovannetti1, Luciano Avio2, Stefano Bedini1, Caterina Cristani1,Cristiana Sbrana2, Alessandra Turrini1
1 Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie, Università di Pisa
2 Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria, CNR, U.O. Pisa
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Finora sono state descritte circa 1.700.000 specie diversedi piante, animali, invertebrati, microrganismi.
Molte di più ne esistono in natura, circa 13 milioni di specie
Per esempio, il numero stimato di specie di funghi è di1.500.000 e ne sono state descritte finora solo 72.000,cioè solo il 4.8%
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In anni recenti é cresciuta la consapevolezza da partedegli scienziati della necessità di realizzare un
inventario della biodiversità.
E’ cresciuta la consapevolezza dell'importanza deimusei, delle collezioni, degli archivi, per stimolare leiniziative a favore della conservazione della
biodiversità, e di programmi di ricerca integrati per losviluppo di infrastrutture per scoprire e capire lamolteplicità delle relazioni tra specie diverse di piante,animali, microorganismi.
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La descrizione della biodiversità é necessaria per potercostruire una immagine della abbondanza e delladistribuzione dei biota e delle specie endemiche, cherappresentano i dati fondamentali su cui basare ognidecisione riguardante strategie di conservazione e progettidi gestione ambientale.
Le collezioni sono essenziali per ogni tipo diricerca sulla biodiversità e stanno alla ricercasulla biodiversita' come i database e le librerie digeni stanno agli studi di genomica
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PERCHE' CONSERVARE?
Perché le specie esistenti si stanno estinguendo 100-10.000volte più velocemente di quanto specie nuove possano farela loro comparsa. Soprattutto a causa dell'impatto umanosull'ambiente. Perché gli esseri umani stanno distruggendola maggior parte degli habitats più ricchi di specie. (Pimm &
Raven, 2000, Nature, 403, 843-845).
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Perché la grande diversità genetica presente nellepopolazioni e nelle specie naturali rappresenta una
risorsa per la possibilità di sfruttamento biotecnologicoda parte delle future generazioni (nuove medicine enuovi tipi di cibo). Tenendo conto che oggi noiotteniamo il 90% delle calorie della nostra dietautilizzado solamente 30 specie di piante e che solo 14
specie animali rappresentano il 90% del nostrobestiame da allevamento.
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QUALIORGANISMI E
HABITATS
MERITANO DIPIÙ LANOSTRA
ATTENZIONE?
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"BIODIVERSITY HOTSPOTS“"gli ambienti naturali contenenti numeri
eccezionalmente alti di specie minacciate che non
sono reperibili in altri luoghi"gli habitats ricchi in specie endemiche minacciatedalle attività umane
(Myers et al., 2000, Nature, 403, 853-858)
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Quali sono le specie endemicheminacciate dalle attività umane?
Alcuni microrganismi del suolo, che sonoessenziali per il completamento dei cicli
biogeochimici, per la fertilità del suolo e per
la nutrizione delle piante, la cui scomparsapotrebbe causare a cascata la scomparsa dimolte specie vegetali e animali.
I FUNGHI CHE VIVONO IN ASSOCIAZIONECON LE RADICI DELLE PIANTE E CHE FORMANO
MICORRIZE
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In naturail 90% dellepiante
non possiederadici, maMICORRIZE
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Tipi di MICORRIZE
EctomicorrizeEctomicorrize
Ericoidi
Orchidoidi
Arbuscolari
EctoendomicorrizeEctoendomicorrize
EndomicorrizeEndomicorrize
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Zona di bosco sclerofillo
Depressioni interdunali
Bosco di transizione
Elofite nelle depressioni retrodunali
Psammoalofite nelle dune sabbiose
M i c or r i z e a r b u s c ol a r i
P iante non micorriz iche
Ectomicorr ize
M i c or r i z e a r b u t o i d i
M icorr ize er ico id i
M icorr ize de l le orch ide
Micorrize arbuscolari
Piante non micorriziche
Ectomicorrize
TIPI DI MICORRIZE PRESENTI NELLA RISERVADELLA BIOSFERA “SELVA PISANA”
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L’interazione trapianta e fungo è
MUTUALISTICAI funghi ricevono glizuccheri che sono
incapaci disintetizzare e lepiante ricevono
nutrienti mineraliassorbiti dal terrenoattraverso la vasta
rete miceliareextraradicale
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Il micelio micorrizico extraradicale che connettepiante diverse e ridistribuisce le risorse all’interno
della comunità vegetale è stato definito dallarivista Nature ”wood wide web”
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AMF biodiversity isfundamental for the
maintenance of
aboveground biodiversity.Nature, 96, 9-72, 1998.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Simpson's dive rsity index0 2 4 6 8 10 12 14
70
80
90
100
110
120
130
Shoot biomass (g m
-2)
0 2 4 6 8 10 12 14
2
3
4
5
6
7
Hyphal length (m g
-1soil)
0 2 4 6 8 10 12 14
0
5
10
15
20
Soil P (mg kg
-1soil)
0 2 4 6 8 10 12 14
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Teoria di Pirozynski e Malloch (1975) sul ruolo
fondamentale svolto dai funghi simbionti nellacolonizzazione delle terre emerse da parte dellepiante.
Basata su reperti fossili di radici
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Studi molecolari successivi, basati sul sequenziamentodi geni codificanti per la Small Sub-Unit dell'RNAribosomale (SSU), hanno confermato la stima per l'origine
e la diversificazione dei funghi AM a 353-462 Ma (Nature,1993), la presenza di un solo genere, Glomus comeAMF ancestrale, e la coincidenza con la presenza delleprime piante terrestri, 415 Ma.
Per questo i funghi micorrizici arbuscolari sono considerativeri e propri “fossili viventi”.
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I funghi micorriziciarbuscolari,
fondamentali per la
nutrizione delle piantee per
l’approvvigionamentodi acqua soprattutto
nei terreni sabbiosi ed
aridi, sono a rischio diestinzione nei terreni
coltivati
T. Helgason et al.
“PLOUGHING UP THEWOOD-WIDE-WEB?”
Nature, 394, p. 431,1998.
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PRELIEVO: campioni di suolo agrario al termine del ciclo colturale disoia e mais. 6 prelievi per parcella (circa 2 Kg suolo), mescolati,
seccati all’aria, setacciati attraverso maglie di 2 mm e conservati a4°C in sacchetti di polietilene.
WET-SIEVING AND DECANTING: 3 sottocampioni di 50 gognuno filtrati in acqua attraverso una serie di setacci (maglie di700, 300, 100 μm). Il materiale presente su ogni setaccio raccolto eposto in piastre Petri per l’analisi quali-quantitativa delle spore di
funghi AM.
VALUTAZIONE DELLA PRESENZA DELLE DIVERSE SPECIE DIFUNGHI MICORRIZICI ARBUSCOLARI NELLA RISERVA DLLA
BIOSFERA UNESCO “SELVA PISANA”
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VALUTAZIONE DELLA PRESENZA DELLE DIVERSE SPECIE DIFUNGHI MICORRIZICI ARBUSCOLARI NELLA RISERVA DLLA
BIOSFERA UNESCO “SELVA PISANA”
ANALISI MORFOLOGICA: le spore dei funghi AM sono stateconteggiate , dividendole per morfotipo, ed identificate tramitemetodi di tassonomia classici.
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VALUTAZIONE DELLA PRESENZA DELLE DIVERSESPECIE DI FUNGHI MICORRIZICI ARBUSCOLARI
NELLA RISERVA DLLA BIOSFERA UNESCO
“SELVA PISANA”
IL NUMERO TOTALE DELLE SPORE TROVATE NEI SITI
COLTIVATI CON METODI BIOLOGICI VARIAVA
DA 400 A 1200 PER 100 GRAMMI DI SUOLO.
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300 pb
200 pb
1 0 0 p b
Con l’enzima Hinf Itutti i campioni ,
eccetto il 2 (spora),
presentano un profilosimile a quello di G.
mosseae IMA1 (GM).
M GM 1 2 3 4 5 6 M
L’enzima MspI eccettonel caso del campione 2(spora) produce un unicoprofilo, simile a quello di
G. mosseae IMA1 (GM).
300 p b
200 p b
1 00 p b
M GM 1 2 3 4 5 6 M
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CONCLUSIONI
Le due aree agricole studiate all’interno della Riserva
delle Biosfera UNESCO “Selva Pisana” si sono rivelatearee ad alto valore naturalistico per la presenza in essedi specie fungine benefiche fondamentali per la fertilitàdel suolo e la nutrizione delle piante.
Sono stati identificati 11 morfotipi diversi di funghi
micorrizici atbuscolari, Tra questi erano presenti siaspecie frequentemente rilevate nei terreni agrari(appartenenti al genere Glomus) che specie consideratein via di estinzione, perché più sensibili ai disturbiantropici (appartenenti al genere Scutellospora).