La salubrità delle produzioni agro-alimentari può essere compromessa dalla presenza di contaminanti antropici come metalli pesanti, fitofarmaci, residui di imballaggi o prodotti indesiderati formatisi nella fase di trasformazione. Ma è specialmente la componente microbiologica patogena a svolgere un ruolo chiave nella riduzione delle produzioni in campo e nel peggioramento della qualità dei prodotti derivati. Una problematica rilevante a questo proposito è la contaminazione da micotossine, metaboliti secondari prodotti da diversi tipi di funghi, tra cui Aspergillus, Penicillium, Alternaria e Fusarium. Queste tossine, entrando nelle filiere alimentare e mangimistica attraverso colture contaminate, diventano “nemiche invisibili”, fonte di forte rischio per la salute umana e animale in quanto dotate di elevata tossicità, con caratteristiche di genotossicità, cancerogenicità, immunotossicità, mutagenicità, nefrotossicità e teratogenicità.
È ben noto come, tra i cereali a destinazione zootecnica, il mais sovente presenti problemi di contaminazione da micotossine, ma anche i cereali autunno vernini, quali orzo ed avena, possono essere colonizzati, in campo, da patogeni micotossigeni. Una delle fitopatologie più distruttive in orzo ed avena è infatti il Fusarium Head Blight (FHB), causata principalmente, in Europa, da Fusarium graminearum e Fusarium culmorum. Il successo dell’infezione da Fusarium è legata all’interazione di tre fattori principali: la presenza di un inoculo fungino, di un ospite suscettibile e di un ambiente favorevole.
Pratiche agronomiche e colturali possono avere un forte impatto sull’inoculo fungino: l’alta densità di semina e gli alti livelli di fertilizzazione sono positivamente correlati all’incidenza di FHB, così come la presenza di residui colturali contaminati. A questo proposito, la rotazione con colture non-cerealicole può ridurre la carica microbica, così come le lavorazioni del terreno che degradino efficacemente i residui delle precedenti colture. I fungicidi, siano essi di sintesi o naturali, sono un altro importante strumento di controllo della fusariosi, limitati tuttavia dalla necessità di essere somministrati nella ristretta finestra temporale in cui avviene l’infezione.
Lo sviluppo ed applicazione di modelli predittivi, capaci di elaborare dati colturali, ambientali ed epidemiologici e restituire un fattore di rischio stimato, sono strumenti di grande utilità pratica, anche se riferiti ad aree specifiche (Prandini et al., 2009). Tassello fondamentale per la costruzione di tali modelli previsionali è il monitoraggio delle produzioni. Il monitoraggio epidemiologico e la diagnostica precoce basata sull’analisi del DNA rappresentano infatti fondamentali strumenti di controllo della fusariosi, fornendo informazioni sui ceppi fungini presenti ed emergenti e sullo stato sanitario delle colture di frumento in campo (Morcia et al., 2013).
A questo proposito a livello italiano, è stata svolta un’attività di controllo su scala regionale (Delogu et al., 2005; Rossi et al., 2006; Morcia et al., 2016) e nazionale nell’ambito di diversi progetti. Queste azioni di monitoraggio hanno evidenziato la diffusione di Fusaria emergenti, in grado di colonizzare nuovi areali e specie cerealicole in precedenza meno attaccate, quali l’orzo (Morcia et al., 2016). In maggior dettaglio, funghi come Fusarium sporotrichioides, Fusarium poae e Fusarium langsethiae, che solitamente si sviluppano in ambienti caratterizzati da clima freddo, sono stati segnalati in diversi areali italiani, compresi quelli caratterizzati da clima caldo e secco, come l’Italia meridionale (Schoneberg et al., 2018; Martin et al., 2018). F. poae risulta essere il principale produttore di nivalenolo (NIV), tricotecene di tipo B, mentre F. langsethiae, è ritenuto il principale responsabile delle contaminazioni da T-2, HT-2, tricoteceni di tipo A. La tossicità di questi tricoteceni si esplica tramite l’inibizione della sintesi degli acidi nucleici (DNA e RNA) e delle proteine, provocando effetti come perdita di peso corporeo, emorragie, necrosi, danni al tessuto cartilagineo, diminuzione plasmatica dei leucociti, riduzione del glucosio plasmatico, danni a livello dell’apparato epatico e gastrico. T-2 e HT-2 sono, tra le tossine emergenti, quelle a più elevata tossicità, per le quali la Commissione europea, allo scopo di limitarne la quantità nei cereali e derivati, ha stabilito al momento livelli indicativi (2013/165/UE).
La gestione del rischio derivante da questi Fusaria emergenti necessita innanzitutto di una migliore comprensione delle loro esigenze ambientali. A questo proposito lo studio di Nazari et al. (2014) ha identificato le condizioni di umidità e temperatura ideali per lo sviluppo e per l’attività micotossigena di F. langsethiae.
La migliore comprensione delle interazioni pianta-patogeno e dei fattori genetici che regolano la resistenza/suscettibilità dei cereali autunno-vernini alla fusariosi costituiscono una via particolarmente interessante nell’ottica di un’agricoltura a basso impatto ambientale. A questo proposito, il sequenziamento del genoma di funghi fitopatogeni ha rivoluzionato lo studio dell’interazione pianta-patogeno, accelerando l’identificazione dei geni coinvolti ma anche consentendo di tracciarne i percorsi evolutivi (Terzi et al., 2016). Nel caso specifico dei Fusaria, si è visto come le diverse specie abbiano in comune una regione genomica che contiene approssimativamente 9000 geni a funzione conservata, che sono ortologhi tra loro e disposti nello stesso ordine. A questo si aggiunge una zona accessoria in cui si trovano centinaia di geni specie-specifici, tipicamente localizzati alle estremità dei cromosomi. Queste zone terminali o telomeri sono caratterizzate da un’intensa attività di ricombinazione. Il genoma di F. langsethiae è stato sequenziato ed il suo metaboloma caratterizzato (Lysoe et al., 2016), ricavandone informazioni sulle capacità micotossigene sia in vitro che in condizioni naturali di infezione in planta.
È quindi evidente come la presenza di funghi fitopatogeni e micotossine coinvolga diversi aspetti delle filiere di produzione dei mangimi e degli alimenti, pertanto azioni di prevenzione quali l’identificazione delle contaminazioni da funghi devono partire precocemente dal campo lungo tutta la catena alimentare. Solo strategie basate su una visione completa del problema e sull’utilizzo di tecniche molecolari innovative, per l’implementazione delle conoscenze e come tecniche di controllo, possono difenderci da questo pericolo.
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Ghizzoni R., Terzi V., Fattorini C., Ceresoli C., Zanrè V., Ferri F., Avossa V., Peruffo L., Ghisoni S., Morcia C.
