Aspergillus flavus: controllo della biosintesi di aflatossina e strategie di biocompetizione

L'aflatossina B1 è considerata una delle micotossine più pericolose per la salute dell'uomo e degli animali. La contaminazione di alimenti e mangimi che può verificarsi, a seguito dell’infezione fungina, in ogni fase del loro processo di trasformazione (dal campo alla tavola) è causa di gravi perdite economiche. Una delle strategie che attualmente è considerata tra le più promettenti nel contenere il "rischio aflatossine" consiste nell’uso della bio-competizione quale mezzo di prevenzione dell'infezione fungina delle colture in campo. Il biocontrollo realizzato tramite l’inibizione competitiva ad opera di ceppi atossigenici (afla-) di Aspergillus flavus ha dimostrato di essere un metodo efficace per il contenimento aflatossine in arachidi, mais e semi di cotone. Le popolazioni naturali di afla- sono considerate i serbatoi da cui selezionare i biocompetitori più forti; tuttavia, selezionare i ceppi migliori non è facile, sia per la scarsità di ceppi afla- efficaci che per le diverse condizioni ambientali che possono influenzare la loro efficacia in campo. Occorrono pertanto procedure “high throughput” in grado di vagliare un numero molto elevato di isolati per identificare i buoni competitori. Le prove in campo necessarie per valutare la loro efficienza una volta rilasciati nell’ambiente sono costose e laboriose, ma esperimenti di ricostruzione condotti in laboratorio possono essere utili sia per analizzare i meccanismi biologici alla base dell'efficacia dei ceppi afla- nel prevenire la biosintesi di aflatossina, sia per ottenere indicazioni preliminari sulle prestazioni degli stessi sulle colture. In questo lavoro è stata messa a punto una procedura semplice ed economica, che sfrutta fluorescenza UV-indotta della tossina, per valutare il potenziale di ceppi afla-, che colonizzano i campi di mais della pianura padana, nel ridurre l'accumulo di aflatossina; attraverso il processo di screening è stato isolato un ceppo afla- che si è dimostrato efficace nel contenere l’accumulo di aflatossina nei confronti di tutti i ceppi aflatossigenici (afla+) isolati. Il profilo genetico del buon competitore è stato caratterizzato, e la sua efficacia testata in campo nel corso di un trial di tre anni. Sono stati analizzati alcuni dei parametri che si sospetta siano coinvolti nell'efficacia della biocompetizione: i dati riportati dimostrano che sia il momento di inoculo del ceppo afla- che il rapporto tra afla- e afla+ sono cruciali. L'effetto della concentrazione dei conidi è stato invece valutato con esperimenti in micromanipolazione in cui spore singole afla- e afla+ sono state inoculate fianco a fianco sulla superficie di terreno agarizzato. La procedur, che si avvale di un lettore di fluorescenza di piastre multipozzetto, è stata utilizzata anche per valutare l'efficacia e la cinetica di azione di composti antiossidanti (o di miscele) sull'accumulo aflatossine: è stato testato l’effetto sia di composti puri (come acido α-lipoico, acido ascorbico e N-acetil-cisteina), sia di estratti vegetali (estratti organici di radici, stelo e foglia di Citrullus colocynthis), sia di estratti naturali commerciali (estratto di semi d’uva e di Ratania, Indena®). Infine, è stata dimostrata l'efficacia biocompetitiva di un ceppo naturale di Aspergillus oryzae, isolato da mais campionato in Madagascar, contro ceppi aflatossigenici di A. flavus.