Comprehensive genome-wide analysis for the safety assessment of microbial biostimulants in agricultural applications
Il Prof. Pier Sandro Cocconcelli (IASA) insieme a un gruppo di ricercatori dell'Università Cattolica ha recentemente contribuito a uno studio dedicato alla valutazione della sicurezza dei biostimolanti microbici, strumenti innovativi in grado di favorire la crescita e la resilienza delle colture riducendo la dipendenza dai fertilizzanti di sintesi. Lo studio internazionale è pubblicato sulla rivista MICROBIAL GENOMICS
Nell’ambito delle attività di ricerca di IASA, l’analisi dei processi biologici rappresenta un elemento centrale per sviluppare soluzioni sostenibili, sicure ed efficaci a supporto della filiera agroalimentare. N questo ambito è importante porre attenzione alla valutazione sulla sicurezza dei biostimolanti microbici, strumenti innovativi in grado di favorire la crescita e la resilienza delle colture riducendo la dipendenza dai fertilizzanti di sintesi.
I biostimolanti microbici (Microbial Biostimulants, MBs) rappresentano una delle frontiere più promettenti per l’agricoltura sostenibile agevolando l’efficienza nell’assorbimento dei nutrienti, i processi fisiologici delle piante e contribuendo al mantenimento della sostanza organica dei suoli. Tuttavia, poiché tali microrganismi vengono introdotti intenzionalmente nell’ambiente, è fondamentale garantirne la sicurezza attraverso rigorosi protocolli di valutazione. Come riportato nell’articolo, lo studio propone un approccio integrato basato sul sequenziamento genomico completo (Whole Genome Sequencing – WGS) combinato con un’ampia analisi della letteratura scientifica (Extensive Literature Search – ELS).
La ricerca ha analizzato il patrimonio genetico di diverse specie microbiche utilizzate come biostimolanti agricoli, includendo sia microrganismi appartenenti a gruppi già riconosciuti come sicuri secondo il principio della Qualified Presumption of Safety (QPS), sia generi per i quali non sono ancora disponibili specifiche indicazioni regolatorie. L’analisi ha preso in esame la presenza di potenziali fattori di virulenza, geni associati alla resistenza agli antimicrobici e elementi genetici mobili, valutando il possibile rischio di trasferimento orizzontale di caratteristiche indesiderate.
I risultati hanno confermato l’elevato profilo di sicurezza dei microrganismi appartenenti ai gruppi QPS analizzati, nei quali non sono stati rilevati fattori di virulenza e le resistenze agli antimicrobici individuate risultano limitate e non correlate a fenomeni clinicamente rilevanti.
Per i microrganismi non appartenenti ai gruppi QPS, lo studio ha evidenziato la presenza di alcuni segnali genomici che richiedono una valutazione approfondita caso per caso. In particolare, nei generi Azotobacter e Azospirillum sono stati identificati alcuni geni associati a funzioni che, nella maggior parte dei casi, risultano correlate alle interazioni benefiche con le piante piuttosto che a caratteristiche patogene. Inoltre, le resistenze antimicrobiche osservate sono prevalentemente riconducibili a meccanismi intrinseci, come pompe di efflusso, e non a elementi facilmente trasferibili.
Un risultato particolarmente significativo riguarda l’identificazione, nei generi Azospirillum e Herbaspirillum, di specifiche β-lattamasi cromosomiche: tali geni, pur presentando analogie strutturali, risultano geneticamente distanti dalle varianti clinicamente rilevanti e l’assenza di elementi genetici mobili suggerisce un basso rischio di diffusione attraverso trasferimento orizzontale.
Nel complesso, lo studio dimostra come l’integrazione tra analisi genomica avanzata e revisione della letteratura scientifica possa rappresentare uno strumento affidabile per la valutazione della sicurezza dei biostimolanti microbici, contribuendo allo sviluppo di un’agricoltura più sostenibile e innovativa.
La ricerca si inserisce nella missione scientifica di IASA, orientata alla promozione di approcci interdisciplinari capaci di coniugare innovazione tecnologica, tutela ambientale e sicurezza alimentare, sostenendo il ruolo della ricerca avanzata come motore di trasformazione dei sistemi agricoli contemporanei.
Fonte: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.001391#tab2-Comprehensive genome-wide analysis for the safety assessment of microbial biostimulants in agricultural application- Bellotti, Gabriele; Cortimiglia, Claudia; Antinori, Maria Elena; Cocconcelli, Pier Sandro; Puglisi, Edoardo, 2025
