Toxicity of natural compounds on plants and fungi

In questo lavoro di tesi viene presentata un'applicazione classica di studi di tossine che prevede l'isolamento, la caratterizzazione e i biosaggi di tossicità  di una molecola, prodotta da un organismo, su altri organismi dannosi. In particolare, tale approccio ਠstato applicato per l'isolamento e caratterizzazione di due lipopeptidi dal ceppo B05A di Bacillus amyloliquefaciens, che sono stati testati per la loro attività  antifungina su funghi patogeni di piante. Un secondo lavoro ha invece riguardato un'estensiva analisi della fitotossicità  delle lettiere di diverse specie a diversi gradi di decomposizione e la verifica dell'ipotesi che l'autotossicità  potesse dipendere da DNA extracellulare. Infine, un'ulteriore sperimentazione ha verificato la presenza dell'effetto inibitorio specie-specifico del DNA su organismi diversi da piante, tra cui funghi, batteri, protozoi e insetti. Il lavoro sperimentale sulla fitotossicità  delle diverse lettiere, confermando studi precedenti (Bonanomi et al., 2006; Bonanomi et al., 2011), ha dimostrato che tutte le lettiere non decomposte provocano forte inibizione della crescita radicale. La fase iniziale della decomposizione della lettiera provoca il rilascio del contenuto cellulare che comprende molecole allelopatiche dall'effetto inibitorio sulla crescita vegetale (Rice, 1984). Queste molecole comunque subiscono una rapida degradazione (Blum, 1998; Blum et al., 2000; Weidenhamer et. al., 2013), perdendo velocemente il loro effetto allelopatico (Zucconi, 2003; Bonanomi et al., 2011). A differenza delle lettiere fresche, gli effetti inibitori delle lettiere decomposte sono risultati specie-specifici. Dopo 120 giorni di decomposizione, il materiale risultante ha perso notevolmente o completamente la tossicità  per le piante eterospecifiche. Al contrario, per tutte le specie in esame, la crescita radicale risulta inibita dalla propria lettiera decomposta. Questo risulta coerente con la persistenza per mesi e anni del NF nel suolo osservata sia in ambienti naturali (Hawkes et al., 2013) sia in agroecosistemi (Miller, 1996). Sia nel suolo sia nella lettiera si accumula DNA (Dilly et al., 2004), capace di resistere alla degradazione per la sua stabilità  chimica e l'adsorbimento da parte dei colloidi (Levy-Booth et al., 2007). In questo lavoro ਠstato quantificato il DNA totale derivato dalla decomposizione vegetale e dalla crescita microbica (Levy-Booth et al., 2007). Questo DNA ਠframmentato in molecole formate da centinaia a migliaia di nucleotidi. Il DNA, estratto dalle foglie di pianta e frammentato attraverso sonicazione, ha prodotto evidenti effetti di inibizione specie-specifica. Questi risultati indicano che il proprio DNA risulta tossico per la pianta ed evidenziano il coinvolgimento del DNA extracellulare nel NF.