W 1913 r. gmina Siena powierzyła mu reorganizację ważnej kolekcji mykologicznej „Valenti Serini”. W 1922 roku, kiedy opublikował już około trzydziestu prac naukowych, w tym popularną monografię Rośliny uprawne i użytkowe Libii, na polecenie nowego dyrektora ogrodu botanicznego Gino Pollacciego został mianowany „technikiem”. Od tego momentu rozpoczął owocną współpracę z Pollaccim w badaniach nad grzybami chorobotwórczymi dla ludzi. Przeprowadził nad nimi badania, z których stał się znany na całym świecie. W 1922 roku ukazał się pierwszy z ośmiu tomów pracy, prowadzonej we współpracy z Gino Pollaccim Opisane pod mikroskopem grzyby chorobotwórcze człowieka i zwierząt. Praca ta opatrzona była rysunkami, również kolorowymi, w dużej mierze autorstwa samego Nannizziego i mikroskopijnymi preparatami, wykonanymi przez niego. Jego wkład w grzybice medyczne osiągnął punkt kulminacyjny w systematycznym opisie grzybów ludzkich i zwierzęcych (Siena 1934). Pracę tę zilustrował ponad 200 bardzo dokładnymi wykonanymi przez siebie rysunkami. Zajmował się również fitopatologią. W Ogrodzie Botanicznym w Sienie założył w 1934 r. „Bezpłatne laboratorium fitopatologiczne dla rolników”. Jego pracowitość znalazła również szerokie zastosowanie w praktycznym rozwiązywaniu problemów rolniczych, botanicznych i medycznych zgłaszanych mu listownie.