Caffè sotto attacco: un fungo mette a rischio arabica e robusta

Un patogeno fungino, Fusarium xylarioides, rappresenta una crescente minaccia per la produzione di caffè e, di conseguenza, per i redditi di milioni di famiglie nell’Africa subsahariana. Un gruppo di scienziati, tra cui esperti dell’Imperial College di Londra, dell’Università di Oxford e del Cabi, ha lanciato l’allarme riguardo i ripetuti focolai della malattia del caffè che stanno minacciando le varietà arabica e robusta. Lo studio, pubblicato sulla rivista PLoS Biology, conferma le scoperte precedenti che suggerivano che F. xylarioides è un complesso di specie che include popolazioni distinte, ognuna specifica per un tipo di ospite. Gli scienziati hanno dimostrato che questo patogeno fungino ha assorbito segmenti di DNA “trasferiti orizzontalmente” da un’altra specie di Fusarium, contribuendo a numerose epidemie della malattia.

Il caffè rappresenta una fonte fondamentale di reddito per oltre 12 milioni di famiglie in Africa e costituisce una parte significativa delle entrate fiscali di numerosi paesi, come l’Etiopia, che registra esportazioni per 762,8 milioni di dollari ogni anno. Nonostante ciò, le ripetute epidemie di malattia del caffè hanno continuato a decimare la produzione nell’Africa orientale e centrale sin dagli anni Venti, danneggiando le rese e i guadagni degli agricoltori. Il team di ricerca ha confrontato i genomi di 13 ceppi storici di F. xylarioides, risalenti a sei decenni fa, provenienti dalla Culture Collection del CABI, per studiare l’evoluzione delle epidemie.

Matthew Ryan, ricercatore senior del Cabi, ha co-supervisionato lo studio con Lily Peck dell’Imperial College di Londra e Tim Barraclough dell’Università di Oxford.

“Per migliorare la gestione delle malattie causate da patogeni fungini, come Fusarium xylarioides, è fondamentale comprendere la loro struttura genetica e il loro potenziale evolutivo“, ha dichiarato Lily Peck. “Abbiamo scoperto che F. xylarioides comprende almeno quattro lignaggi distinti: uno specifico dell’ospite per l’arabica, uno per la robusta e due lignaggi storici isolati da varie specie di caffè“, ha continuato Peck. “La presenza o l’assenza di grandi regioni genomiche in questi lignaggi ha mostrato che i trasferimenti orizzontali di geni effettori, cioè geni che sono cruciali per l’infezione, hanno contribuito a stabilire la specificità dell’ospite“, ha spiegato Peck.

I trasposoni, noti anche come “geni saltanti“, sono sequenze di DNA che possono muoversi nei genomi e sono presenti in numerosi organismi, tra cui batteri, lieviti, esseri umani e animali. Grazie alla trascrittomica, è stato dimostrato che i geni effettori e altri enzimi carboidrati-attivi, che giocano un ruolo fondamentale nella scomposizione delle pareti cellulari delle piante, risultano altamente espressi quando il caffè arabica è infettato dai ceppi patogeni di F. xylarioides.

“I nostri risultati supportano l’ipotesi che i trasferimenti genici orizzontali abbiano contribuito alla ripetuta insorgenza della malattia del caffè“, ha dichiarato Tim Barraclough. “I risultati della ricerca mostrano potenzialmente cosa sta accadendo più ampiamente in relazione ai funghi e offrono agli scienziati la possibilità di sviluppare ulteriormente lo studio del dott. Peck in futuro“, ha aggiunto Matthew Ryan.

“Il fatto che i trasferimenti genici orizzontali tra due diverse specie di Fusarium abbiano contribuito alla ripetuta comparsa della malattia del caffè è un meccanismo chiave per comprendere cosa sta accadendo più ampiamente nei funghi, anche se non sappiamo ancora in quale misura“, ha sottolineato Ryan.

Gli scienziati suggeriscono che il trasferimento orizzontale potrebbe essere avvenuto in una “nicchia condivisa“, poiché sia F. xylarioides che F. oxysporum sono patogeni trasmessi dal suolo e sono stati isolati dalle radici e dal legno di alberi affetti dalla malattia del caffè in Etiopia e nell’Africa centrale, nonché dalle radici di un banano nell’Africa centrale.

“La conoscenza dei meccanismi di trasferimento orizzontale e dei presunti taxa, categorie, di donatori potrebbe aiutare a progettare future strategie di intercoltura, che riducano al minimo il rischio di trasferimento di geni effettori tra taxa di Fusarium strettamente correlati“, hanno concluso gli autori.