Stato fitosanitario e biodiversità microbica della rizosfera in roverelle monumentali nella Regione Marche

Monumental trees, due to their exceptional longevity, represent not only a historical, landscape, and cultural heritage, but also potential reservoirs of highly specialized and stable soil microbial communities. The rhizosphere microbiome, namely the community of microorganisms that colonize the soil in direct contact with the root system, plays a key role in plant health and resilience. It influences nutrient uptake, phytohormone production, and the ability of plants to respond to biotic and abiotic stresses, while also contributing to protection against soil-borne pathogens. Despite its relevance, the relationship between the phytosanitary condition of monumental trees and rhizosphere composition remains a relatively unexplored field of research. Within this framework, monitoring activities were carried out by the Department of Agricultural, Food and Environmental Sciences (D3A) of the Marche Polytechnic University, as part of the agreement with the Marche Region for the protection and enhancement of Monumental Trees of Italy (AMI). The aim of this thesis was to assess the phytosanitary condition and biomechanical stability of 12 monumental downy oak trees (Quercus pubescens Willd.) in the Marche Region through the Visual Tree Assessment (VTA) approach and using advanced instrumental investigations, including sonic tomography. These assessments were integrated with the analysis of rhizosphere microbial biodiversity using molecular biology techniques. The trees were subsequently classified into four classes (C1–C4) based on crown vigour and the percentage of sound wood. The main finding of this study highlights that the physiognomic condition of the trees strongly influences the composition and functionality of the belowground fungal community, investigated through a metabarcoding approach. At the phylum level, Ascomycota showed a progressive increase in relative abundance with worsening plant health, whereas Basidiomycota exhibited a reduction in abundance under the most compromised conditions. In particular, the deterioration of the phytosanitary condition of the trees was associated with a marked reduction in mycorrhizal fungi and an increase in opportunistic ascomycetes and fungi associated with stress.

Gli alberi monumentali, per la loro eccezionale longevità rappresentano non solo un patrimonio storico, paesaggistico e culturale, ma anche potenziali serbatoi di comunità microbiche del suolo altamente specializzate e stabili. Il microbioma della rizosfera, ovvero l'insieme dei microrganismi che colonizzano il suolo a diretto contatto con l'apparato radicale, svolge infatti un ruolo determinante nella salute e nella resilienza delle piante, influenzando l'assorbimento dei nutrienti, la produzione di fitormoni e la capacità di risposta agli stress biotici e abiotici, oltre a contribuire alla protezione nei confronti dei patogeni tellurici. Nonostante la sua rilevanza, il legame tra le condizioni fitosanitarie degli alberi monumentali e la composizione della rizosfera resta un ambito di ricerca ancora poco esplorato. In questo quadro si inserisce l'attività di monitoraggio condotta dal Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali (D3A) dell'Università Politecnica delle Marche, nell'ambito dell'accordo con la Regione Marche per la tutela e la valorizzazione degli Alberi Monumentali d'Italia (AMI). Il presente lavoro di tesi si propone di valutare lo stato fitosanitario e la stabilità biomeccanica di 12 roverelle (Quercus pubescens Willd.) monumentali della Regione Marche mediante l'approccio metodologico VTA (Visual Tree Assessment) e indagini strumentali avanzate, quali la tomografia sonica, integrando tali informazioni con lo studio della biodiversità microbica della rizosfera analizzate attraverso tecniche di biologia molecolare. Le piante sono state successivamente divise in quattro classi in base alla vigoria della chioma e alla percentuale di legno sano (C1-C4). Il principale risultato derivante dalla presente tesi evidenzia come le condizioni fisionomiche della pianta condizionino profondamente la composizione e la funzionalità della comunità fungina ipogea studiata attraverso un approccio di metabarcoding. A livello di Phylum si osserva come Ascomycota mostri un aumento progressivo dell’abbondanza relativa al peggioramento dello stato sanitario, mentre Basidiomycota evidenzia una riduzione dell’abbondanza nelle condizioni di maggiore compromissione. In particolare, si è notato che il peggioramento dello stato fitosanitario della pianta è associato ad una marcata riduzione dei funghi micorrizici e a un aumento degli ascomiceti opportunisti e associati allo stress.