Costruzione di un ceppo GFP di Kocuria rhizophila per lo studio della colonizzazione radicale in Solanum lycopersicum

The intensive agricultural model adopted over the last decades has enabled an increase in crop yields, while at the same time causing a progressive impoverishment of soil biodiversity and an alteration of the microbial communities inhabiting it. This loss of biodiversity compromises the natural interactions between plants and beneficial microorganisms, reducing the ability of crops to adapt to and respond to biotic and abiotic stresses, whose frequency and intensity are further exacerbated by climate change. In this context, the rhizosphere microbiome plays a key role in enhancing plant stress tolerance. In particular, Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) establish associations with plant roots, enhancing nutrient availability and uptake, providing protection against pathogens, and supporting plant growth and health. Compost can represent an important source of beneficial microorganisms with potential agronomic interest; their characterization is therefore essential to understand their role in plant–microorganism interactions and their possible application in sustainable agricultural strategies. In this context, Kocuria rhizophila, a bacterial strain previously isolated from compost provided by the company S.E.S.A. S.p.A. and characterized for its potential beneficial effects on plant growth, was selected as the organism of interest. The aim of this study was to characterize the interaction between K. rhizophila and the root system of Solanum lycopersicum, used as a model organism of agro-food relevance. To this end, a K. rhizophila strain expressing Green Fluorescent Protein (GFP) was obtained by bacterial conjugation using the auxotrophic donor strain Escherichia coli WM3064. This approach provides an experimental basis for future investigations into the role of K. rhizophila and, more broadly, compost-derived microbiota in the modulation of plant metabolism and the development of innovative microbiological strategies to support more sustainable agriculture.

Il modello di agricoltura intensiva adottato negli ultimi decenni ha consentito un incremento delle rese produttive, determinando tuttavia al contempo un progressivo impoverimento della biodiversità del suolo e un'alterazione delle comunità microbiche che lo popolano. Questa perdita di biodiversità compromette le naturali interazioni tra piante e microrganismi benefici, riducendo la capacità delle colture di adattarsi e rispondere agli stress biotici e abiotici, la cui frequenza e intensità sono ulteriormente aggravate dai cambiamenti climatici. In questo contesto, il microbioma della rizosfera svolge un ruolo chiave nel migliorare la tolleranza delle piante allo stress. In particolare, i batteri promotori della crescita (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR), instaurano simbiosi con le radici delle piante, favorendo la disponibilità e l'assorbimento dei nutrienti, offrendo protezione dai patogeni e supportandone la crescita e la salute. Il compost può rappresentare un'importante fonte di microrganismi benefici con potenziale interesse agronomico; la loro caratterizzazione è quindi fondamentale per comprenderne il ruolo nelle interazioni pianta-microrganismi e il possibile impiego in strategie di agricoltura sostenibile. In tale contesto, Kocuria rhizophila, un ceppo batterico precedentemente isolato da compost fornito dall'azienda S.E.S.A. S.p.A. e caratterizzato per i suoi potenziali effetti benefici sulla crescita delle piante, è stato selezionato come organismo di interesse. L'obiettivo di questo studio consiste nella caratterizzazione dell'interazione tra K. rhizophila e l'apparato radicale di Solanum lycopersicum, utilizzato come organismo modello di rilevanza agroalimentare. A tal fine è stato ottenuto, mediante coniugazione batterica, un ceppo di K. rhizophila esprimente la Green Fluorescent Protein (GFP), utilizzando il ceppo donatore auxotrofo di Escherichia coli WM3064. Questo approccio costituisce una base sperimentale per future indagini sul ruolo di K. rhizophila e, più in generale, del microbiota derivato da compost nella modulazione del metabolismo vegetale e nello sviluppo di strategie microbiologiche innovative a supporto di un'agricoltura più sostenibile.