Riassunto analitico
E’ risaputo da tempo che il vento è in grado di trasportare microrganismi, mantenendoli in uno stato vitale, ben oltre il loro luogo d’origine. Questa “dispersione a lunga distanza” (LDD: long-distance dispersal) rappresenta una strategia chiave per la sopravvivenza di molti organismi, permettendo loro di colonizzare rapidamente nuovi habitat o di migrare tra ambienti estremamente diversi, da un clima estivo ad uno invernale. La diffusione di potenziali patogeni di animali, piante e dell’uomo costituisce una grave minaccia per la salute ambientale e pubblica. Eventi metereologici in grado di trasportare grandi quantità di sabbia, come quello verificatosi nel febbraio del 2014 sulle Alpi Dolomitiche, sono un ottimo esempio di LDD siccome la sabbia rappresenta un facile vettore per i microrganismi che viaggiano nell'atmosfera. In questa tesi, abbiamo applicato sistemi di High-Throughput Sequencing e approcci microbiologici classici per confrontare in primis le composizioni delle comunità microbiche presenti in campioni di neve con e senza l'influenza della sabbia sahariana e poi anche rispetto alla comunità del suolo campionata dopo lo scioglimento delle nevi. L’analisi metagenomica ha rivelato che la composizione microbica dei campioni di neve contenenti sabbia sahariana differiva notevolmente dai campioni che invece non ne erano entrati a contatto. È interessante notare anche che la composizione del microbioma cambia con l'aumentare dell’altezza del punto di campionamento. L’analisi dei campioni di suolo ha rivelato che i microorganismi estranei, e presenti esclusivamente nella neve contenente sabbia sahariana, potrebbero persistere nel nuovo habitat, alcuni di questi rappresentano potenziali patogeni delle piante. E’ stata condotta una caratterizzazione fenotipica dei microrganismi coltivabili isolati dalla neve “sabbiosa” e dal suolo, la quale ha dimostrato che molti di loro hanno un’elevata plasticità termica, scarse esigenze nutrizionali e la capacità di utilizzare diverse fonti di carbonio. Inoltre, presentano interessanti caratteristiche che potrebbero essere sfruttate per applicazioni biotecnologiche future.
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Abstract
Viable micro-organisms are known to be spread by wind over great distances. Such long-distance dispersal (LDD) is a key survival strategy for many organisms, allowing them to quickly colonize new habitats or to migrate between summer and winter environments. Especially LDD of potential plant and human pathogens constitute a threat to environmental and public health. Huge desert dust events, like the Saharan sand deposition that occurred in the Dolomite Alps on February 2014, are an example for LDD, as dust represents a vehicle for micro-organisms travelling in the atmosphere. Here, we applied classical and high throughput microbiological approaches to compare the microbial composition of snow sample communities with or without Saharan sand influence and compared them to soil communities sampled after snow melt. Metagenomic analysis revealed that the microbial assemblage of snow samples containing Saharan sand differed greatly from sand free samples. Interestingly, the community composition changed along with the increase of elevation. Community analysis of soil samples disclosed that alien microbes exclusively present in snow containing Saharan sand could persist in the new habitat, some of which represent potential plant pathogens. In depth phenotypic characterization of cultivable micro-organisms isolated from dusty snow and from soil showed that several of them have a high thermal plasticity, low nutritional needs and the ability to utilize different carbon sources. Additionally, they present interesting features ought to be exploited for prospective biotechnological applications.
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