Appunti di patologia vegetale

Patologia vegetale

La patologia (da sofferenza, malattia pathos e da discorso logos) è definita come la disciplina che studia le malattie, quella vegetale deve garantire le condizioni di sanità della popolazione vegetale.

Le malattie sono definite come l’alterazione dell’attività di un organismo a causa di un’aggressione da parte di un altro. L’organismo che subisce l’attacco è chiamato ospite o vittima, mentre l’agente primario che aggredisce è chiamato patogeno. La malattia comporta la debilitazione dell’ospite, derivante da una continua irritazione da parte di un agente primario (parliamo di irritazione e non di lesione). La lesione è un’alterazione improvvisa causata da fattori irritanti discontinui (es: grandinata, temperatura bassa, composti tossici e più ferite).

Malattie parassitarie

È importante distinguere due terminologie diverse:

Malattie parassitarie

1) Da un mutuo (reciproco) conflitto e da una protratta e reciproca influenza tra pianta e patogeno. Sono quindi dovute a un patogeno e sono infettive e contagiose.

Derivano da un mutuo conflitto e da una protratta e reciproca influenza tra pianta e patogeno.

Il mutuo conflitto è individuabile e osservabile a livello della foglia:

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• L’invasore si identifica nella regione marrone, la quale è una lesione necrotica in corrispondenza delle quali le cellule sono morte. Tali regioni sono irreversibili e plastiche.
• Difensore è la foglia.
• Nell’area di conflitto, si verifica la clorosi, la quale è un deficit di clorofilla. A differenza della necrosi è reversibile (poiché eliminato il patogeno, essa viene meno) ed elastica, in quanto può degenerare a necrosi.

Triangolo della malattia

In patologia è fondamentale il triangolo della malattia. Si ha malattia di una pianta quando sono presenti i tre fattori principali:

1. Ospite (vittima) → Deve essere suscettibile, infatti, non tutte le piante rispondono allo stesso modo alle malattie.
2. Patogeno (aggressore) → Deve essere virulento e cioè capace di indurre lo stato di malattia (Un esercito per uccidere deve essere armato).

La virulenza è misurata secondo due vie:

• Qualitative (come gli enzimi distruggono cuticola).
• Quantitative (numero propaguli).

3. Condizioni ambientali favorevoli → Come temperatura e pioggia (umidità).

Queste tre condizioni, devono mantenersi per un certo periodo di tempo affinché si abbia effettivamente malattia, ed è proprio per questo motivo che sarebbe opportuno aggiungere un ulteriore punto, il tempo. È la terza dimensione ed è il tempo per cui i lati sussistono.

4) Tempo. Scopo del patologo, è quello di ridurre e Palita possibilmente eliminare la superficie del to en ge triangolo. bi no Am C. Ospite

Col tempo il patogeno si è sincronizzato con la temperatura ottimale dell’ospite.

La virulenza misura la patogenicità di un agente, ossia quanto esso è capace di provocare una malattia e di indurre lesione nei tessuti colpiti.

La morte della pianta in patologia è rara (es: Ophiostoma ulmi, grafiosi dell’olmo).

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Fisiopatie

2) Malattia dovuta a cause puramente fisiche, causate da agenti abiotici → non infettivi.

Vi sono numerosi fattori abiotici che possono deviare lo stato armonico (stato di normalità) di una pianta sana, come:

• Carenze nutrizionali.
• Tossicità delle sostanze chimiche.
• Condizioni ambientali ostili (temperatura, disponibilità idrica).

In ogni caso, le malattie allontanano le piante dal loro stato armonico, detto stato di normalità. Infatti, le malattie compromettono l’esistenza, la normale crescita e la produttività.

Anche nelle piante sane può esserci margine di miglioramento, quindi non solo l’assenza di malattie migliora la quantità prodotta ma anche il benessere vegetale e cioè quella condizione di armonia totale tra ospite e ambiente derivante da un processo di adattamento a molteplici fattori tale che consente la piena espressione del suo potenziale genetico.

Capitoli fondamentali della patologia

1. Sintomatologia → Insieme delle manifestazioni determinate da un agente di stress e quindi l’allontanamento dallo stato di benessere.
2. Sindrome → Insieme dei sintomi.
3. Anatomia patologica → Studio delle basi dei sintomi osservati.
4. Eziologia → Studio delle cause attive della malattia.
5. Epidemiologia → Studio della diffusione nel tempo e nello spazio della malattia.
6. Patogenesi → Studio dei meccanismi per cui si sviluppa la malattia.
7. Profilassi e terapia → Studio delle possibilità d’intervento. Profilassi (prima che si sviluppi la malattia), terapia (dopo che l’infezione ha avuto inizio).

La patologia quindi si occupa di garantire le condizioni di sanità della popolazione e non tanto quella del singolo individuo (tranne nel caso di piante ad elevato significato storico ecc.) così come nelle produzioni vegetali in cui si cerca sempre di massimizzare le prestazioni collettive e non quelle individuali. Un esempio può essere dato da una diversa concentrazione di cariossidi in 1 m² di terreno, nel caso in cui ne mettessi solo una, avrei altissime rese in quell’unica pianta (ha più spazio, meno competizione el. Nutritivi ecc.) mentre se ne mettessi 100, avrei rese nettamente inferiori ma dal punto di vista della produzione, molto superiori.

La patologia nasce nel 1863 con Heinrich De Bary che descrisse il ciclo della peronospora della patata, la muffa è la causa della malattia e non la sua conseguenza.

Aspetti della difesa della pianta

• Economici: causa perdite quanti qualitative causate dalle malattie.
• Sociali: ruolo agricoltura nella società soprattutto in quelle meno avanzate tecnologicamente, un esempio è il caso della peronospora della patata in Irlanda.
• Conoscitivi: che danno un contributo all’avanzamento delle conoscenze in biologia come gli OGM.
• Igienico sanitario: infezioni delle piante con potenziali effetti nocivi per uomo e animali; fitofarmaci (sostanze xenobiotiche) e salute umana (caso della segale cornuta).
• Culturali: vegetazione e paesaggio.
• Ecologici: deperimento di ‘nuovo’ tipo delle foreste europee.

Contesto produttivo

Il 97% della nostra dieta proviene dai campi coltivati ed è per questo che sono fondamentali.

Nelle popolazioni industriali vi è una notevole riduzione delle superfici disponibili per l’agricoltura con un notevole esodo rurale. I trend demografici delle aree geografiche sono soggetti a forte crescita di popolazione (Africa e Asia), causando un persistente deficit alimentare. In definitiva non potendo aumentare le superfici coltivabili, per incrementare la produzione occorre aumentare le rese unitarie mediante l’aumento del potenziale genetico e soprattutto la riduzione delle perdite che nel caso di patologie sono pari a un terzo delle colture totali.

Del 97% della dieta proveniente dai campi coltivati, il 71% è dato dalle proteine vegetali che comprendono: il 50% di cereali, leguminose e oleaginose 14%, radici amilacee 4% e infine orto e frutta 3%. Le proteine animali sono invece il 29%.

Le piante non producono solo cibo ma energia sottoforma di biomasse, fibre, piante medicinali eccetera. L’obiettivo della disciplina patologica è quella di sviluppare e fondere tecnologie e strategie per ridurre i danni degli organismi nocivi delle piante.

Gli effetti delle malattie sugli ospiti sono di quattro tipi:

1. Annichilente: cancro del castagno, grafiosi dell’olmo (uccidono completamente).
2. Devastante: peronospora della patata.
3. Limitante: alcuni marciumi radicali.
4. Debilitante: molte malattie endemiche.

Nel caso in cui un’epidemia sia devastante con elevata mortalità di massa si parla di pandemia (xilella). La difesa fitosanitaria rappresenta quindi una condizione indispensabile per produrre e un fattore determinante per la qualità e quantità di produzione.

Differenza tra food security e food safety cioè disponibilità di cibo in quantità sufficiente contro sanità e genuinità degli alimenti. Il primo rappresenta la condizione in cui tutte le persone in ogni momento hanno accesso fisico, sociale ed economico a cibo sufficiente, sicuro e nutriente che risponde alle loro esigenze nutrizionali e alle preferenze alimentari per una vita sana e attiva. La seconda è definita come l’alimentazione con i prodotti adatti che quando ingeriti non causano rischi di salute al consumatore in cui fattori di rischio riguardano la sicurezza microbiologica, quella chimica e quella nutrizionale senza allergeni, metalli pesanti eccetera (che non siano dannosi).

Danno biologico

Definiamo danno biologico qualsiasi effetto avverso misurabile come ad esempio la valutazione di una parte necrotizzata della foglia. Non sempre è facile correlare il danno alla relativa perdita economica la quale dipende da:

• Tipo di organo colpito: nel caso degli alberi da frutto se è la foglia ad essere colpita il danno è irrisorio mentre se colpisce fiore o frutto è elevato.
• Epoca dell’attacco: se avviene il giorno prima del raccolto il danno è nullo in quanto il frutto è già formato, viceversa se avviene a metà del ciclo.
• Destinazione economica della pianta: nel caso di una pianta ornamentale si avrà un danno elevato, se invece sono di altra destinazione il danno è irrisorio.

Gli altri effetti dovuti alle malattie delle piante sono i seguenti:

• Effetti secondari (come minore resistenza ad altri stress).
• Compromissione della stabilità (piante ornamentali o legnose).
• Aspetti estetici.
• Riduzione della longevità e della conservabilità.
• Disturbo/fastidio al cittadino (es: fumaggini).
• Prestazioni fisiologiche ridotte (poiché assorbimento d’inquinanti e di rumore).
• Compromissione della destinazione economica (Nel caso dei cereali la segale cornuta).

Qualità organolettica della frutta

Elementi significativi della qualità organolettica della frutta:

• Aspetto → Lesioni, irregolarità, marcescenza, pezzature.
• Colore → Aree necrotiche o lesionate.
• Gusto → Riduzione del tenore zuccherino.
• Consistenza → Alterazione composizione chimica.
• Anche → Rischio micotossine, maggiore deperibilità, problema dei residui di agrofarmaci nelle derrate.

Inquinamento dell’aria da ozono e qualità dei prodotti vegetali

• Cocomero → Piante esposte all’inquinamento presentano minore contenuto zuccherino nel frutto.
• Cotone → Piante esposte all’inquinamento presentano fibre più corte e fragili.
• Acero → Tar spot, “croste nere” (catrame) L’ingestione di foglie infette da parte di cavalli, degenerano le loro fibre muscolari portandoli a morte.

Effetti dei fattori di stress sulla fisiologia della pianta

• Fotosintesi → Conversione dell’energia luminosa in energia chimica, con produzione di carboidrati a partire da CO₂ e H₂O in presenza di clorofilla: CO₂+H₂O+luce+clorofilla= (CH₂O)n + O₂.
• Respirazione → Ossidazione dei carboidrati e parte dell’energia rilasciata è utilizzata nella produzione di ATP.
• Produttività → Radiazione solare intercettata (RI) x Efficienza di utilizzazione della radiazione per unità d’area (RUE).

Nel caso in cui ci trovassimo in una pianta malata, la fotosintesi varierebbe secondo due cause:

1. Intercettazione della radiazione solare (RI) → Secondo la riduzione dell’area fotosintetizzante attraverso:

• Sottrattori del tessuto fogliare (necrosi, asportazioni).
• Acceleratori di senescenza (filloptosi, accorciamento del ciclo).
• Riduttori di taglia e intercettazione fisica della luce, come:
• Competitori, come le infestanti.
• Agenti di necrosi (perché filtra meno la luce).
• Agenti schermanti (fumaggini).

2. Efficienza della sua utilizzazione (RUE) → Secondo la riduzione dell’input fotosintetico, attraverso:

• Riduttori del tasso fotosintetico:
• Riduzione contenuto/efficienza clorofilla.
• Riduzione di densità.
• Anomalie di struttura e/o funzionamento dei cloroplasti.
• Riduzione dell’assimilazione di CO₂.
• Induttori di deficit idrico:
• Competitori.
• Mancato funzionamento delle radici.
• Ridotta traslocazione (es: aumento viscosità).
• Aumentata permeabilità.
• Inibizione della chiusura stomatica e rottura dell’epidermide.

Oppure, secondo l’aumento dell’output fotosintetico, attraverso:

• Aumento dei processi respiratori.
• Sottrazione di linfa.

Per quanto riguarda il bilancio idrico invece:

1. Compromissione dell’assorbimento e trasporto degli elementi nutritivi nelle radici (es: marciumi radicali).
2. Alterazioni dello xilema per occlusioni dovute alla presenza fisica del parassita e/o gomme e tille prodotte dalle cellule perivasali del parenchima legnoso, in reazione agli stimoli parassitari; per dispersione della linfa di materiali vischiosi dei patogeni o staccati dalle pareti dei vasi dalle attività enzimatiche dei patogeni stessi.
3. Danneggiamento della cuticola o meccanismo apertura/chiusura degli stomi.
4. Produzione di fitotossine che, alterando la permeabilità delle membrane, determinano la fuoriuscita di acqua negli spazi intercellulari.

Classificazione delle malattie

In base a:

• Fattore/organismo causale (es: malattie parassitarie, fungine e batteriche).
• Ospite coinvolto (es: malattie dei cereali).
• Organi colpiti (es: malattie radicali).
• Diffusione e severità dell’infezione. aattie epideiche edeiche
• Alterazioni prodotte.
• Rapporto patogeno/pianta.
• Velocità di evoluzione. spradiche

In base alla diffusione e severità dell’infezione:

• Endemiche → Presenti costantemente in forma moderata o severa, ma confinante in un’area. Solitamente si trattano di malattie indigene o di antica introduzione.
• Epidemiche → Colpiscono un numero d’individui superiore rispetto alle previsioni.
• Sporadiche → Malattie che ricorrono in intervalli lunghi e irregolari (imprevedibili).
• Pandemiche → Larghissima diffusione e mortalità di massa. casiuvi tep

In una situazione di normalità, siamo sempre in presenza di una situazione endemica e cioè il caso in cui la malattia è sempre presente ma in forma moderata a causa della forte resistenza dell’ospite e bassa virulenza del patogeno. In una situazione endemica, ospite e patogeno si aggiustano in un bilancio dinamico, modulato dai fattori ambientali.

trofiche: sottrazione di nutrienti

L’uomo è quindi la causa diretta o indiretta di praticamente tutti gli squilibri epidemici noti,  auxoniche: alterazione bilanci ormonali  vascolari: colonizzazione fasci vascolari come per esempio l’introduzione di organismi nocivi in un habitat non autoctono.  necrotiche: morte di tessuti  litiche: degradazione di tessuti e organi molli

Le epidemie sono malattie che colpiscono e uccidono i genotipi, le popolazioni e le specie  ipnochereutiche: degradazione di organi legnosi (“carie”)  epifitiche: totalmente esterne suscettibili.

In base all’alterazioni prodotte (meccanismo patogenetico). Tipi di quadri di malattie:

• Trofiche → Il determinante della malattia sottrae nutrienti. e: sottrazione di nutrienti azione bilanci ormonali zazione fasci vascolari e di tessuti one di tessuti e organi molli degradazione di organi legnosi (“carie”) ente esterne Il patogeno entra all’interno della vittima, determinando lo sviluppo intercellulare o superficiale (come nell’oidio) del micelio, il quale crea un rapporto trofico con la vittima, nutrendosi a spese di cellule vive mediante gli austori. Il quadro sintomatico, vede la presenza sull’organo interessato la presenza di aree inizialmente traslucide che successivamente necrotizzano.

Tra le malattie trofiche abbiamo:

• Peronospora → Pagina superiore presenta aree necrotiche (sintomi) circondate da aloni clorotici, mentre nella pagina inferiore vi sono aree con muffa bianca (segni, ovvero la presenza del patogeno).
• Oidio → Causata da fungo ascomicota e favorita da temperature intorno ai 26°C e assenza di umidità.
• Ruggini → Segni del patogeno sono i sori, puntini di colore rosso formati dalle spore del patogeno.
• Fanerogame parassite.
• Auxoniche → Produzione di sostanze di tipo armonico che hanno l’obiettivo di squilibrare il bilancio naturale. Questo comporta la produzione di displasie (alterazione qualitativa, quantitativa o morfologica della struttura cellulare di un tessuto o di un organo) quali:
  1. Ipertrofie: L’aumento di dimensione delle cellule.
  2. Iperplasie: L’aumento del numero di cellule.

Tra le malattie auxoniche, troviamo:

• Scopazzo: Detto anche scopa delle streghe, è un ammasso di rametti affastellati più sottili e deboli del normale che si sviluppano su certe piante legnose, come ciliegio, leccio ecc. Lo scopazzo è dovuto alla perdita di dominanza dell’asse apicale e al riscoppio anomalo di gemme dormienti, formatesi in seguito all’azione dei parassiti.
• Bolla: Possiamo averla a livello del pesco. Si manifesta secondo un rigonfiamento che presenta un colore rossastro e ciò per quanto riguarda il livello macroscopico, mentre per quello microscopico la distanza tra le nervature aumenta. lterazione bilanci ormonali ascolari e organi molli di organi legnosi (“carie”)
• Fasciazione: Malattia auxonica per la quale il meristema apicale che di norma si sviluppa attorno ad un singolo pu