Fisiopatologia vegetale - schemi riassuntivi

INTERAZIONI TRA ORGANISMI

• RELAZIONI ECOLOGICHE:
  • SINERGICHE: interazione in cui uno dei due bionti crea condizioni (es. alterazioni del substrato) che sono favorevoli e possono essere sfruttate dall’altro bionte interessato nella relazione
  • ANTAGONISTICHE: Competizione tra due bionti per nutrimento, acqua, luce (es. consociazioni errate, piante infestanti) che è sfavorevole ad entrambi e
• SIMBIOSI:
  • MUTUALISMO: entrambi i bionti traggono vantaggio dalla simbiosi
  • COMMENSALISMO: solo uno trae vantaggio dalla simbiosi, ma non arreca danni all’altro
  • PARASSITISMO: solo uno trae un vantaggio della simbiosi e arreca danno all’altro bionte (-> PATOGENO)

BIOTROFI Per nutrirsi hanno bisogno dei processi metabolici delle cellule vegetali

NECROTROFI Si nutrono uccidendo le cellule dell’ospite

ENDOFITI Vivono all’interno dell’ospite

EPIFITI Vivono sulla superficie dell’ospite

SINTOMATOLOGIA:

studio di sintomi o ricerca di segni (che testimoniano la presenza di un patogeno)

1. MODIFICAZIONI CROMATICHE
   • Clorosi e ingiallimenti
   • Clorosi delle nervature: internervali e perinervali
   • Rottura di colore
   • Striature
   • Mosaici
   • ticchiolature
2. SOLUZIONI DI CONTINUITA’ O DISTACCO DI PARTI
   • Antoptosi
   • Carpoptosi
   • Filloptosi
3. NECROSI E ALTERAZIONI DEGENERATIVE
   • Cancri
   • Galle
   • Macchie necrotiche
   • Degenerazioni delle radici
   • Carie
4. MODIFICAZIONI DI FORMA\DIMENSIONI
   • Scopazzi
   • Fillodia
   • Virescenza
   • Riduzione delle dimensioni di frutti
   • bollosità

INTERAZIONI TRA ORGANISMI

• RELAZIONI ECOLOGICHE:
  • SINERGICHE: interazione in cui uno dei due bionti crea condizioni (es. alterazioni del substrato) che sono favorevoli e possono essere sfruttate dall'altro bionte interessato nella relazione
  • ANTAGONISTICHE: Competizione tra due bionti per nutrimento, acqua, luce (es. consociazioni errate, piante infestanti) che è sfavorevole ad entrambi e

• non c'è contatto fisico tra i bionti

• SIMBIOSI:
  • MUTUALISMO: entrambi i bionti traggono vantaggio dalla simbiosi
  • COMMENSALISMO: solo uno trae vantaggio dalla simbiosi, ma non arreca danni all'altro
  • PARASSITISMO: solo uno trae un vantaggio della simbiosi e arreca danno all'altro bionte (-> PATOGENO)

• c'è contatto fisico tra i bionti, da questa relazione uno o entrambi i bionti possono trarre vantaggio

• Per nutrirsi hanno bisogno dei processi metabolici delle cellule vegetali
  • BIOTROFI
  • NECROTROFI: Si nutrono uccidendo le cellule dell'ospite

• PARASSITI

• ENDOFITI: Vivono all'interno dell'ospite
• EPIFITI: Vivono sulla superficie dell'ospite

• OBBLIGATI: Non possono vivere al di fuori dell'ospite
• FACOLTATIVI: possono vivere al di fuori dell'ospite ed essere coltivati in vitro

SINTOMATOLOGIA:

studio di sintomi o ricerca di segni (che testimoniano la presenza di un patogeno)

1. MODIFICAZIONI CROMATICHE
   • Clorosi e ingiallimenti
   • Clorosi delle nervature: internervali e perinervali
   • Rottura di colore
   • Striature
   • Mosaici
   • ticchiolature
2. SOLUZIONI DI CONTINUITA’ O DISTACCO DI PARTI
   • Antoptosi
   • Carpoptosi
   • Filloptosi
3. NECROSI E ALTERAZIONI DEGENERATIVE
   • Cancri
   • Galle
   • Macchie necrotiche
   • Degenerazioni delle radici
   • Carie
4. MODIFICAZIONI DI FORMA\DIMENSIONI
   • Scopazzi
   • Fillodia
   • Virescenza
   • Riduzione delle dimensioni di frutti
   • bollosità

1 INOCULAZIONE:

INOCULO: Insieme di propaguli del patogeno

• _BATTERI
• _VIRUS
• _FUNGHI

LE FONTI: Piante infette, insetti, animali, piante parassite, materiale vegetale morto, materiale di propagazione infetto

DIFFUSIONE DEGLI INOCULI: Tramite l’azione dell’uomo (semi contaminati, forbici da potatore, scarpe) agenti abiotici (vento, pioggia, grandine) vettori (insetti, nematodi, acari, uccelli) etc..

2) ANCORAMENTO:

TRAMITE:

• Fibrille di cellulosa (batteri)
• Appressorio (funghi)
• Sostanze mucillaginose che a contatto con l’acqua diventano adesive, forze elettrostatiche

3) RICONOSCIMENTO:

• INTERAZIONE INCOMPATIBILE:
  • Parassita\pianta non ospite
  • Parassita\pianta ospite resistente
  FENOTIPO: RESISTENZA
• INTERAZIONE COMPATIBILE
  • Parassita\pianta ospite
  FENOTIPO: SUSCETTIBILITA’ (dopo il periodo di incubazione si ha la comparsa dei sintomi)

4) PENETRAZIONE:

• ATTIVA Funghi: riesco attivamente a raggiungere le aperture naturali, inoltre possono anche penetrare attraverso parti intatte della pianta tramite particolari strutture (ife di penetrazione)
• PASSIVA Batteri: non riesco attivamente a raggiungere le aperture naturali delle piante per penetravi… Riesco a penetrare tramite rusucchio ad esempio virus

TRAMITE:

• Aperture naturali:
  • IDATODI
  • STOMI
  • LENTICELLE
  • STIGMI

Ferite (lesioni causate da animali, condizioni climatiche avverse)

5) COLONIZZAZIONE:

Il patogeno si nutre senza uccidere le cellule: non viene danneggiato il plasmmolemma.

In base alle modalità nutritive del patogeno:

• BIOTROFICA
• NECROTROFICA Si nutre uccidendo le cellule

In base alla localizzazione: Funghi: intra e intercellulare e vasi xilematici Batteri: intercellulare Virus: intracellulari Batteri esigenti: a livello di xilema\floema

• PENETRAZIONE: il patogeno supera le barriere esterne della pianta
• COLONIZZAZIONE: il patogeno supera le barriere interne della pianta, soddisfa le proprie esigenze nutrizionali
• COMPARSA DEI SINTOMI: dopo un tempo di incubazione si avranno delle manifestazioni patologiche dovute all’infezione
• EVASIONE: il patogeno si diffonde nell’ambiente per infettare altre piante

COLONIZZAZIONE BIOTROFICA:

• Il patogeno si nutre non determinando la morte cellulare, successivamente si avrà necrosi, generalmente a seguito della moltiplicazione del patogeno
• Nel caso dei funghi si hanno determinate strutture che appunto sono tipiche nei funghi biotrofi: queste sono gli austori.
• I sintomi associati alla colonizzazione biotrofica sono le green-island
• Produzione da parte dei patogeni di fitormoni per stimolare il metabolismo cellulare e assicurarsi il nutrimento

COLONIZZAZIONE NECROTROFICA:

A carico di:

• -APOPLASTO

TRAMITE: EDPC

• Pectinolotici
• deg. cellulosa
• deg. lignina
• Macrulmi, tracheofurasj, sclerotinia carie bianca del legno

GLI EPDC hanno funzioni:

• Tossiche: danneggiano il simplasto
• Macerranti: disgregano i tessuti
• Nutrizionale: favoriscono la colonizzazione
• Meccanica: permettono l'avanzata del patogeno

• -SIMPLASTO

TRAMITE:

• TOSSINE
• Senza meccanismi litici
• ENZIMI DIGESTIVI
• per digerire le macromolecole (liberate a causa della lisi cellulare) in molecole più semplici che possano essere assorbite da patogeno (amilasi, proteasi, lipasi, fosfolipasi etc..)
• Determinanti patogenicità
• Ospite-specifiche
• Non Ospite-Spec.
• Non determinanti patogenicità

DIAGNOSI:

studio delle cause determinanti la malattia ai fini di intervenire con i mezzi e le metodologie adeguate

• TRADIZIONALE:

ANAMNESI

1. Conoscenza fenotipica della pianta sana
2. Capire la distribuzione delle manifestazione patologiche nella pianta e delle colture in un terreno
3. Quadro degli interventi tecnici quali concimazione, pesticidi, rotazioni, diserbanti
4. Prelevare un campione e conservare a 4-8°

INDAGINI MICROSCOPICHE DI LABORATORIO

1. Osservazione del campione tramite microscopio per accertare la presenza di strutture caratteristiche associate al patogeno
2. Creazione di una camera umida tale da consentire la crescita di funghi e\o colture batteriche
3. Isolamento su terreni di coltura adatti seguiti da analisi al microscopio

QUESTI INTERVENTI POSSONO ESSERE SUFFICIENTI AD IDENTIFICARE IL PATOGENO PER LE MALATTIE PIU' COMUNI E TIPICHE

SIEROLOGICA

IMMUNOFLUORESCENZA Diretta indiretta

ANALISI IMMUNOENZIMATICHE

ELISA

TRAMITE INDAGINE MOLECOLARE PCR E AFFINI

IBRIDAZIONE

PCR RT PCR NESTED PCR MULTIPLEX PCR LAMP

RESISTENZA DELLA PIANTA

• SFUGGENZA
• TOLLERANZA
• RESISTENZA SPECIFICA

LINEE DI DIFESA DELLA PIANTA

1. PASSIVE (pre infenzionali e pre-costituite)

Morfologiche

• Contrasto dell'adesione
• Contrasto della penetrazione
• Contrasto della colonizzazione

Chimiche

• Assenza di sostanze attrattive\presenza di sostanze repellenti
• Sostanze inibenti lo sviluppo del patogeno

2. ATTIVE (post infenzionali e indotte)

Morfologiche

• Differenziamento di strutture istologiche
• Diff. di strutture cellulari\morte programmata

Chimiche

• Fitoalessine
• Composti fenolici (polifenolo perossidasi)
• Proteine PR

RICONOSCIMENTO PIANTA\PATOGENO

PAMP (strutture associate al patogeno o suoi metaboliti)

DAMP (prodotte dalle piante così da innescare meccanismi di resistenza)

ENDOGENI

ESOGENI

ELICITORI:

GENERALI determinano la risposta del non ospite

SPECIFICI Sono il prodotto dei geni AVR. Determinano la risposta dell'ospite, sono effettori prodotti da alcune razze fisiologiche nei confronti di specifiche cultivar.

RECETTORI:

RLP: Due domini

• Extracellulare (lega PAMP\DAMP)

RK: tre domini

• Trans-membrana
• Intracellulare (responsabile della trasmissione dell'impulso a livello del nucleo della cellula, così che siano trascritti i geni R.-PROTEINE R)

il riconoscimento degli effettori del patogeno può essere di tipo:

DIRETTO

INDIRETTO: tramite particolari proteine di guardia che si comportano da adattatori

MODELLO ZIG ZAG: rappresentazione schematica dell’interazione pianta-patogeno

PAMP\DAMP (elicitori generali) si legano a PRR (recettori)

Superamento della PTI di alcuni patogeni tramite la produzione di EFFECTORI (codificati dai GENI AVR)

IMMUNITA’²: Risposta di difesa della pianta: è dipendente dalla produzione di ACIDO SALICILICO

• Resistenza acquisita a livello locale LAR nelle prossime infezioni i meccanismi di difesa nella pianta saranno più pronti ed efficaci.
• Resistenza acquisita a livello sistemico SAR

FUNGH, OOMICETI E PLASMODIOFORIDI

OOMICETI

• ➤ regno dei cromisti
• ➤ Possono essere saprofiti o parassiti di piante, pesci e animali o parassiti obbligati (quelli più evoluti)
• ➤ Presentano parete cellulare composta da cellulosa
• ➤ Il tallo è formato da intreccio di ifee aseptate (quelle vecchie sono settate)
• ➤ Le zoospore sono biflagellate (flagello anteriore a piuma e posteriore a frusta)
• ➤ Riproduzione
  • Sessuata: mediante oospore che si formano negli oogoni
  • Asessuata: mediante la formazione di sporangiospore (zoospore) per frammentazione di protoplasmi negli sporangì
• ➤ Causano marciumi molli

FUNGHI PROPRIAMENTE DETTI

• Regno dei funghi
• Parete cellulare composta da chitina

• CHITRIDIOMICETI
  • Ife asettate
  • Zoospore uniflagellate
  • Riproduzione agamica tramite la formazione di zoospore (x frammentazione e dei protoplasmi)
  • Sono vettori di VIRUS, determinano marciumi radicali e rogna nera della patata
• ZIGOMICETI
  • Ife asettate
  • Riproduzione agamica tramite sporangiospore
  • Riproduzione sessuale per fusione di gametangi e formazione di zigospongangi all'interno delle quali si formano le zigospore
  • Determinano marciumi deliquescenti nei frutti
• ASCOMICETI
  • Ife settate
  • Riproduzione agamica tramite conidi all'interno di conidiofori. I conidiofori possono essere liberi o racchiusi in strutture:
    • Sinnema: uniti in fasci alla base
    • Sporodochio: su cuscinetto
    • Acevrulo: massa appiattita
    • Picnidi: tubi cavità tappezzati internamente (cirro)
  • Riproduzione sessuale tramite ascospore che si formano all'interno di aschi che possono essere liberi o racchiusi in ascomi (corpi fruttiferi)
    • Peritecio: forma sferica con aperture (ostiolo)
    • Cleistotecio: forma sferica, non aperture
    • Apotecio: forma a coppa
    • Pseudoteci: non stimolo sessuale
  • Determinano marciumi
• BASIDIOMICETI
  • Ife settate collegate tramite aperture
  • Riproduzione agamica tramite conidi e formazione di spore (nelle ruggini uredospore e eciospore)
  • Riproduzione sessuale tramite basidiospore che sono prodotte entro basidi
  • Provocano carie del legno, marciumi, etc

PLASMODIOFORIDI

• regno dei protozoi
• Sono tutti parassiti obbligati
• Non presentano parete cellulare,
• Il tallo è formato da una massa protoplasmatica (plasmodio) di tipo ameboide
• Le zoospore sono biflagellate o tetraflagellate
• Causano Ernie del cavolo e delle crucifere