Glomalina

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La Glomalina (GL) è un composto glicoproteico non idrosolubile e altamente persistente (Wright e Upadhyaya, 1998)[1][2] prodotta nelle pareti cellulari fungine micorriziche (in particolare dalle ife e dalle spore dei funghi micorrizici arbuscolari (AMF)) che rimane nel suolo anche dopo la morte ifale (Driver et al., 2005)[3]. La glomalina è stata scoperta nel 1996 dal gruppo di ricerca di Sara F. Wright, una ricercatrice dell'Agricoltural Research Service dell'USDA[4]. Il nome deriva dal phylum Glomeromycota[5].

Scoperta e controversie

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La glomalina ha eluso ogni tentativo di rilevamento fino al 1996 in quanto "è richiesto uno sforzo insolito per estrarre la glomalina da studiare: un bagno in citrato combinato con un riscaldamento a 250 °F (121 °C) per almeno un'ora. . . . Nessun altro aggregante del terreno individuato sino ad oggi ha mai chiesto un trattamento così drastico". ha commentato Sara Wright[4]. Tuttavia, nel 2010, utilizzando metodi analitici avanzati, la procedura di estrazione per riscaldamento con citrato ha permesso di co-estrarre anche sostanze umiche; non è ancora chiaro, quindi, se la difficoltà di estrazione sia dovuta alla glomalina stessa o alle altre sostanze che vengono co-estratte utilizzando tale metodica[6].

Descrizione

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La glomalina, come proteina specifica, non è stata ancora isolata e descritta[6]. Tuttavia, le proteine del suolo correlate alla glomalina (GRSP) sono state identificate utilizzando un anticorpo monoclonale (Mab32B11[7]) su spore macinate di funghi AM. Tale complesso è stato individuato in base alle sue condizioni di estrazione e dalla sua reazione con tale anticorpo.

La scopritrice della glomalina, Sara Wright, ritiene che “la molecola della glomalina sia un ammasso di piccole glicoproteine con ferro e altri ioni ... la glomalina contiene dall'1 al 9% di ferro strettamente legato. . . . Abbiamo rilevato la glomalina all'esterno delle ife e crediamo che sia in tal modo che le ife si sigillano per poter trasportare acqua e sostanze nutritive. Potrebbe anche essere ciò che dà loro la rigidità di cui hanno bisogno per coprire gli spazi d'aria tra le particelle del suolo". La glomalina impiega tra i 7 e i 42 anni per degradarsi e si ritiene che contribuisca fino al 30% del carbonio nel suolo in cui sono presenti funghi micorrizici. I livelli più alti di glomalina sono stati rinvenuti nei terreni vulcanici delle Hawaii e del Giappone[6].

Esistono anche altre prove circostanziali che dimostrano che la glomalina ha origine dai funghi micorrizici arbuscolari (AMF). Quando i funghi AMF vengono eliminati dal suolo tramite attraverso l'incubazione del suolo senza piante ospiti, la concentrazione di GRSP diminuisce. Un declino simile delle GRSP è stato osservato anche nei suoli incubati di terreni boschivi, rimboschiti e agricoli[8] e nei prati trattati con fungicidi[6]. Le concentrazioni di glomalina nel suolo appaiono correlate alla produttività primaria di un ecosistema[9].

La chimica del gruppo delle proteine del suolo correlate alla glomalina (GRSP) non è stata ancora completamente compresa e il legame tra glomalina, GRSP e funghi micorrizici arbuscolari non è ancora chiaro[6]; anche la funzione fisiologica della glomalina nei funghi è attuale argomento di ricerca[10].

Effetti

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Le proteine del suolo correlate alla glomalina (GRSP), insieme agli acidi umici, sono una componente significativa della materia organica del suolo e agiscono per legare insieme le particelle minerali, migliorando le qualità stesse dei suoli[4][6] . La glomalina è stata anche studiata sia per le sue proprietà di immagazzinamento del carbonio e dell'azoto sia come potenziale metodo di sequestro del carbonio[9][11].

Si ipotizza anche che la glomalina migliori anche la stabilità degli aggregati del suolo e diminuisca l'erosione degli stessi. È stata infatti trovata una forte correlazione tra GRSP e stabilità dell'acqua aggregata del suolo in un'ampia varietà di suoli in cui il materiale organico è il principale agente legante, sebbene il meccanismo non sia ancora noto[6].

Note

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  1. ^ (EN) S.F. Wright e A. Upadhyaya, A survey of soils for aggregate stability and glomalin, a glycoprotein produced by hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi, in Plant and Soil, vol. 198, n. 1, 1º gennaio 1998, pp. 97–107, DOI:10.1023/A:1004347701584. URL consultato l'11 novembre 2020.
  2. ^ (EN) Vijay Gadkar e Matthias C. Rillig, The arbuscular mycorrhizal fungal protein glomalin is a putative homolog of heat shock protein 60, in FEMS Microbiology Letters, vol. 263, n. 1, 1º ottobre 2006, pp. 93–101, DOI:10.1111/j.1574-6968.2006.00412.x. URL consultato l'11 novembre 2020.
  3. ^ (EN) James D. Driver, William E. Holben e Matthias C. Rillig, Characterization of glomalin as a hyphal wall component of arbuscular mycorrhizal fungi, in Soil Biology and Biochemistry, vol. 37, n. 1, 1º gennaio 2005, pp. 101–106, DOI:10.1016/j.soilbio.2004.06.011. URL consultato l'11 novembre 2020.
  4. ^ a b c USDA ARS Online Magazine Vol. 50, No. 9, su agresearchmag.ars.usda.gov. URL consultato il 10 novembre 2020.
  5. ^ USDA ARS Online Magazine Vol. 45, No. 10, su agresearchmag.ars.usda.gov. URL consultato l'11 novembre 2020.
  6. ^ a b c d e f g (EN) Adam W. Gillespie, Richard E. Farrell e Fran L. Walley, Glomalin-related soil protein contains non-mycorrhizal-related heat-stable proteins, lipids and humic materials, in Soil Biology and Biochemistry, vol. 43, n. 4, 1º aprile 2011, pp. 766–777, DOI:10.1016/j.soilbio.2010.12.010. URL consultato l'11 novembre 2020.
  7. ^ Vijay Gadkar e Matthias C. Rillig, The arbuscular mycorrhizal fungal protein glomalin is a putative homolog of heat shock protein 60, in FEMS microbiology letters, vol. 263, n. 1, 2006-10, pp. 93–101, DOI:10.1111/j.1574-6968.2006.00412.x. URL consultato l'11 novembre 2020.
  8. ^ (EN) Matthias C. Rillig, Philip W. Ramsey e Sherri Morris, Glomalin, an arbuscular-mycorrhizal fungal soil protein, responds to land-use change, in Plant and Soil, vol. 253, n. 2, 1º giugno 2003, pp. 293–299, DOI:10.1023/A:1024807820579. URL consultato il 10 novembre 2020.
  9. ^ a b (EN) Kathleen K. Treseder e Katie M. Turner, Glomalin in Ecosystems, in Soil Science Society of America Journal, vol. 71, n. 4, 2007, pp. 1257–1266, DOI:10.2136/sssaj2006.0377. URL consultato il 10 novembre 2020.
  10. ^ (EN) Sonia Purin e Matthias C. Rillig, The arbuscular mycorrhizal fungal protein glomalin: Limitations, progress, and a new hypothesis for its function, in Pedobiologia, vol. 51, n. 2, 20 giugno 2007, pp. 123–130, DOI:10.1016/j.pedobi.2007.03.002. URL consultato l'11 novembre 2020.
  11. ^ Gary M. King, Enhancing soil carbon storage for carbon remediation: potential contributions and constraints by microbes, in Trends in Microbiology, vol. 19, n. 2, 2011-02, pp. 75–84, DOI:10.1016/j.tim.2010.11.006. URL consultato l'11 novembre 2020.

Voci correlate

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  Portale Biologia
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