Domande Patologia vegetale

SOSTANZE CHIMICHE PRODOTTE DAL PATOGENO PER FAVORIREL’AGGRESSIONE:

in alcuni casi coadiuvano la penetrazione, in altri casi hanno funzione di attacco,

in altri sono veri e propri determinanti della patogenicità.

Dopo un primo contatto, il patogeno produce degli enzimi che servono a sciogliere queste

componenti per proseguire la sua penetrazione. Oltre a questi enzimi, ha possibilità di creare

delle tossine che uccidono le cellule e ne riducono risposta e reattività, che servono

soprattutto ai necrotrofici per uccidere le cellule per la loro nutrizione. In alcuni marciumi molli

avremo batteri che producono enzimi peptoglicidi, che sciolgono la lamella peptica che tiene

insieme le cellule.

Enzimi litici

Entrano in gioco nella degradazione dell’apoplasto: cuticola, parete cellulare e lamella

mediana sono le principali barriere all’avanzata dei patogeni verso il simplasto.I nomi degli

enzimi hanno il suffisso -asi preceduti dal substrato che degradano.

CERE EPICUTICOLARI : in forma granulare o a bastoncello, in genere penetrate grazie a

sforzo meccanico;

CUTINA : (acidi grassi a lunga catena, intersecati tra loro legati da legami esterici, 16/18 atomi

di C) maggior componente della cuticola, infiltrata di cere verso l’esterno, di pectina e

cellulosa verso l’interno; poliestere di acidi grassi a lunga catena (C16-C18) legati tra loro da

legami esterici;

CUTINASI : enzimi che degradano la cutina

67)Che funzione svolgono gli enzimi litici nel processo infettivo?

Gli enzimi litici svolgono un ruolo chiave nel processo infettivo di alcuni organismi, in

particolare batteri e virus. Questi enzimi sono in grado di distruggere o indebolire le pareti

cellulari degli organismi ospiti, consentendo così loro di penetrare all'interno delle cellule ospiti

o di sfuggire dalla cellula infettata. Gli enzimi litici sono strumenti critici utilizzati dagli

organismi infettivi per superare le barriere protettive delle cellule ospiti durante il processo

infettivo, facilitando così la loro diffusione e replicazione. Funghi e oomiceti, per penetrare la

parete, degradano le pectine con enzimi pectinolitici; i funghi sono in grado di modificare il ph

del tessuto per favorire l’azione degli enzimi litici per esempio attraverso la secrezione di acidi

organici per abbassare il ph o il rilascio di ammoniaca per alzare il ph.

Uno degli esempi più noti di funghi che utilizzano enzimi litici per penetrare l'apoplasto delle

piante è il genere di funghi fitopatogeni chiamato Colletotrichum. Questi funghi sono

responsabili di malattie comunemente note come antracosi, che colpiscono una vasta gamma

di piante, tra cui alberi, arbusti e colture agricole. Il processo di infezione di Colletotrichum

coinvolge la produzione di enzimi litici, come pectinasi, cellulasi e proteasi, che agiscono sulla

parete cellulare vegetale e permettono al fungo di penetrare l'apoplasto. L'apoplasto è lo

spazio extracellulare tra le pareti cellulari delle piante e svolge un ruolo importante nella

comunicazione intercellulare, trasporto di nutrienti e risposta alle infezioni. Gli enzimi litici

prodotte da Colletotrichum agiscono sulla degradazione dei componenti della parete

cellulare della pianta, come la pectina e la cellulosa, facilitando così l'ingresso del fungo nelle

cellule vegetali. Una volta all'interno delle cellule vegetali, il fungo può causare danni,

moltiplicarsi e diffondersi attraverso il tessuto vegetale.

Enzimi litici

Entrano in gioco nella degradazione dell’apoplasto: cuticola, parete cellulare e lamella

mediana sono le principali barriere all’avanzata dei patogeni verso il simplasto. I nomi degli

enzimi hanno il suffisso -asi preceduti dal substrato che degradano.

68)Quali tipi di enzimi litici importanti nel processo infettivo conosce?

Nei processi fitoinfettivi, diversi enzimi litici giocano un ruolo chiave nel permettere ai

patogeni di penetrare le barriere difensive delle piante. Alcuni degli enzimi litici importanti

includono:

1. Pectinasi: Questi enzimi sono responsabili della degradazione della pectina, una

componente principale della parete cellulare delle piante. La pectinasi rende la parete

cellulare meno coesa, facilitando così la penetrazione del patogeno.

2. Cellulasi: Gli enzimi cellulasi agiscono sulla cellulosa, che è un componente importante

delle pareti cellulari vegetali. La loro azione indebolisce la parete cellulare, consentendo

al patogeno di penetrare più facilmente.

3. Emolisine: Alcuni patogeni producono emolisine, enzimi che distruggono le membrane

cellulari, facilitando la lisi delle cellule ospiti e la liberazione del patogeno.

4. Proteasi: Gli enzimi proteolitici degradano le proteine presenti nelle pareti cellulari e nei

tessuti delle piante. Questa azione favorisce la penetrazione del patogeno attraverso la

parete cellulare.

5. Glicosilidasi: Questi enzimi agiscono sulla degradazione di zuccheri legati alle proteine e

alle membrane cellulari, facilitando il passaggio del patogeno attraverso le barriere

zuccherine delle cellule vegetali.

6. Lipasi: Alcuni patogeni producono lipasi, che degradano i lipidi presenti nelle membrane

cellulari. Questo può contribuire a indebolire le membrane e favorire l'ingresso del

patogeno.

69)Qual è il substrato degli enzimi pectolitici e quali patogeni li producono?

Gli enzimi pectolitici agiscono sulla pectina, un componente della parete cellulare vegetale. La

pectina è una sostanza complessa costituita da catene polimeriche di acidi galatturonici.

Questo polisaccaride è presente nella parete cellulare delle piante e svolge un ruolo chiave

nella struttura e nella coesione della parete cellulare.

I patogeni che producono enzimi pectolitici sono spesso associati a malattie delle piante, in

particolare a malattie che coinvolgono la degradazione della parete cellulare. Uno dei generi di

patogeni noti per la produzione di enzimi pectolitici è Erwinia, un genere di batteri

fitopatogeni. Ad esempio, Erwinia carotovora e Erwinia chrysanthemi sono due specie di

batteri associati a malattie che causano la degradazione della pectina nelle piante ospiti.

Questi batteri possono causare malattie come la "macerazione molle" in cui il tessuto vegetale

viene decomposto a causa dell'azione di enzimi, tra cui quelli pectolitici. Questo processo di

decomposizione della parete cellulare facilita la penetrazione del patogeno e il successivo

sviluppo dell'infezione.

È importante notare che anche alcuni funghi fitopatogeni, come quelli del genere

Colletotrichum menzionato in precedenza, possono produrre enzimi pectolitici come parte

del loro arsenale enzimatico per indebolire la parete cellulare delle piante e facilitare

l'infezione.

SOSTANZE PECTICHE : maggiori componenti della lamella mediana, costituiscono il

“cemento intercellulare” che tiene insieme le cellule a formare i tessuti; formano anche parte

della parete primaria; sono catene di galatturonano + catene laterali di

Ramnosio;

Enzimi pectolitici (pectinasi) : di diverso tipo a seconda del tipo direzione che catalizzano;

Il substrato di questi enzimi sono le sostanze pectiche

molto importanti nei marciumi molli;

presenti nella lamella mediana, e che vengono prodotte ad esempio da Pectobacterium ssp.,

ma anche da alcuni tipi di funghi. Sono molto importanti nei marciumi molli e vengono

adoperati dal genere Erwinia spp che provoca la macerazione dei tessuti e liquefazione.

70) Come si può valutare la produzione di enzimi pectolitici da parte di una batterio

fitopatogeno?

La valutazione della produzione di enzimi pectolitici da parte di un batterio fitopatogeno può

essere effettuata mediante diverse tecniche di laboratorio. Ecco alcune delle metodologie

comuni:

1. Attività enzimatica: La misurazione diretta dell'attività enzimatica può essere

eseguita utilizzando substrati specifici della pectina e monitorando la velocità di

degradazione. Questa analisi può coinvolgere la quantificazione dei prodotti di

degradazione della pectina o l'uso di indicatori colorimetrici.

2. Zona di degradazione su terreni di coltura: I batteri fitopatogeni che producono

enzimi pectolitici possono creare zone di degradazione della pectina su terreni di coltura

contenenti pectina come substrato. Queste zone possono essere evidenziate tramite

l'aggiunta di reagenti specifici o attraverso tecniche di colorazione.

3. Analisi su gel: L'elettroforesi su gel può essere utilizzata per separare e visualizzare gli

enzimi pectolitici prodotti dal batterio. In questo caso, la presenza e l'attività degli

enzimi possono essere rilevate mediante zimogrammi, che sono gel contenenti pectina

in cui viene eseguita l'elettroforesi.

4. PCR e analisi genetica: L'analisi a livello genetico può essere utilizzata per

identificare i geni coinvolti nella produzione di enzimi pectolitici. La presenza di specifici

geni o cluster genetici associati a tali enzimi può essere confermata utilizzando la

tecnica della reazione a catena della polimerasi (PCR) o altre tecniche di analisi del

DNA.

5. Esperimenti di infezione su piante: La valutazione dell'aggressività del batterio

fitopatogeno su piante ospiti può fornire indizi sulla produzione di enzimi pectolitici.

L'osservazione di sintomi specifici, come la necrosi e la degradazione del tessuto, può

essere correlata all'attività di questi enzimi.

L'utilizzo di una combinazione di queste tecniche può fornire una valutazione completa della

produzione di enzimi pectolitici da parte di un batterio fitopatogeno.

71) La lignina rappresenta un substrato di facile o di difficile degradabilità?

La lignina rappresenta un substrato di difficile degradabilità. La lignina è un componente

fondamentale delle pareti cellulari vegetali e svolge un ruolo chiave nella conferimento di

rigidità e resistenza meccanica alle piante. È costituita da una matrice tridimensionale

complessa di polimeri fenolici. La sua degradazione richiede l'azione coordinata di enzimi

ligninolitici, noti come lignasi o perossidasi del ligninasi, che possono rompere i legami chimici

complessi presenti nella lignina.

Gli enzimi degradativi della lignina sono prodotti principalmente da batteri del suolo, funghi

decompositori e altri organismi specializzati nella degradazione della materia organica

complessa. Tuttavia, la degradazione della lignina è un processo relativamente lento e

complesso a causa della sua struttura chimica robusta e resistente. È importante sottolineare

che la degradazione della lignina non è tipica di molti fitopatogeni che causano malattie nelle

piante. In effetti, molti patogeni evitano la degradazione completa della lignina e preferiscono

concentrarsi sulla rottura di altri componenti della parete cellulare, come la cellulosa e

l'ematocellulosa, per accedere