Appunti completi di Patologia

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Patologia Malattia Lesione

Disciplina che studia le malattie Stato di alterazione delle attività Alterazione improvvisa di struttura

di un organismo che comporta e di funzione causata da un

una sua debilitazione; è dovuta fattore discontinuo irritante, es.

alla continua irritazione da parte ferite, composti tossici in forma

di un agente primario. acuta

È il prodotto di un mutuo conflitto

e di una protratta e reciproca

interazione tra pianta e patogeno

che allontana la pianta da uno

stato armonico

Parassitaria

Fisiopatia:

A. Carenze nutrizionali

B. Tossicità di sostanze chimiche

C. Condizioni ambientali sfavorevoli

Una malattia parassitaria è visibile, a livello fogliare, con

tre zone di tre colori differenti:

•Zona verde: area del difensore, dunque della foglia, che

non è stata colpita dalla malattia

•Zona gialla: area del mutuo conflitto, in cui la malattia è

presente e provoca clorosi

•Zona bruna: zona dell’invasore, in cui ormai il patogeno

si è insediato e ha provocato la necrosi dei tessuti.

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Salute non è un termine con significato assoluto, nel caso delle piante da reddito con stato di

salute si intende uno stato di produttività da parte delle piante stesse.

Con normalità si intende una situazione di assenza di malattie ma anche di benessere vegetale;

ossia una condizione in cui si ha una totale armonia tra pianta e ambiente, tale da poter

permettere alla pianta la piena espressione del proprio potenziale genetico. Numerosi elementi

concorrono a questa condizione.

L’obbiettivo della patologia vegetale è quello di garantire condizioni di sanità della popolazione

vegetale, e non dell’individuo ad eccezione di piante monumentali con elevato valore storico,

culturale o paesaggistico e quello di massimizzare le prestazioni collettive.

Un ulteriore obbiettivo è quello di sviluppare e diffondere tecnologie e strategie per ridurre i danni

degli organismi nocivi delle piante, e che tali misure siano accettabili da un punto di vista sociale

ed ecologico.

Una malattia parassitaria si manifesta solo se sono presenti contemporaneamente tre fattori

principali:

Ospite suscettibile Patogeno virulento Ambiente favorevole (Tempo)

Con ospite si intende la Virulenza: misura della In termini di temperatura La contemporaneità dei

specie sulla quale (o al patogenicità (potere e di presenza di acqua tre fattori deve durare

cui interno) si trova un patogeno) di un agente; con i rispettivi valori per un certo lasso di

essere vivente in ossia quanto è capace ottimali. tempo (ore)

condizioni di: di provocare una

commensalismo, malattia e di indurre

simbiosi mutualistica o lesioni nei tessuti colpiti

parassitismo.

Un ospite suscettibile è Patogenicità: ammalati/ Nel tempo le esigenze

un ospite predisposto a infetti termiche del patogeno si

contrarre la malattia. Virulenza: ammalati sono “sincronizzate” con

Esistono diversi gradi di gravi/ammalati quelle dell’ospite.

suscettibilità/resistenza. (dove sta bene la vita

stanno bene i suoi

patogeni)

Un patogeno può

esplicare la sua virulenza

in modo quantitativo

(numero propaguli) o

qualitativo (forza di

aggressione, ad

esempio produzione di

enzimi)

La missione del patologo è quella di ridurre al minimo l’area del triangolo costituito dai tre fattori

concorrenti. Triangolo della malattia di Venn:

maggiore è la sovrapposizione degli insiemi e maggiore

sarà lo stato patologico

3 di 88 contesto produttivo

Per quanto riguarda il il 97% dei fabbisogni nutrizionali della popolazione

mondiale deriva, direttamente o indirettamente, dalle produzioni vegetali (il restante 3% riguarda

la pesca).

Essendo il numero della popolazione in continuo aumento, ed essendo dunque sempre maggiore

la domanda, negli ultimi anni è stato reso evidente che: non potendo aumentare le superfici

coltivabili, per rispondere a queste continue richieste è necessario incrementare le produzioni,

aumentando le rese unitarie, effettuando operazioni di miglioramento genetico ma sopratutto

tramite una riduzione delle perdite.

Questo è lo scopo della FAO (Food Agricoltural Organization, con sede a Roma) ossia quello di

garantire la sicurezza alimentare per assicurare alla popolazione un accesso regolare ad alimenti

sufficienti e di buona qualità per uno stile di vita sano e attivo, combattendo la malnutrizione e la

fame nel mondo tramite un’agricoltura produttiva e sostenibile.

Considerando anche il fatto che circa 1/3 delle colture vanno perse per problemi fitosanitari.

Dunque la difesa fitosanitaria diventa una condizione indispensabile per la produttività e un fattore

determinante per la quantità e la qualità della produzione.

Sicurezza alimentare

Food security Food safety

Tutte le persone, in ogni momento, hanno accesso Alimentazione con prodotti adatti, che una volta

fisico, economico e sociale a cibo sufficiente, sicuro ingeriti non causano rischi alla salute. I fattori di

e nutriente, che risponde alle esigenze nutrizionali e rischio riguardano la sicurezza microbiologia,

alle preferenze alimentari, per una vita sana e attiva chimica e nutrizionale

Effetti delle malattie sulle piante:

• Annichilente: cancro castagno e grafiosi olmo

• Devastante: peronospora patata

• Limitante: marciumi radicali

• Debilitante: malattie endemiche

danno

Con si intende qualsiasi effetto avverso misurabile. A questo però non è sempre facile

associare la relativa perdita economica, che dipende da: organo colpito, epoca di attacco e

destinazione economica della pianta.

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L’obbiettivo della patologia è quello di sviluppare e diffondere tecnologie e strategie per ridurre i

danni degli organismi nocivi sulle piante; misure che devono però essere accettabili anche dal

punto di vista sociale ed ecologico.

Diverse patologie possono inoltre avere effetti significativi anche sulla qualità organolettica della

frutta, influendo dunque sulla qualità della produzione.

Inoltre un prodotto privo di imperfezioni sarà un prodotto di prima categoria per cui il

commerciante pagherà per averlo. Mentre prodotti che presentano imperfezioni e che non

vengono comprati saranno destinati alla filiera industriale che però li pagherà molto meno rispetto

a quella del mercato diretto.

Bisogna infine considerare il rischio di micotossine e il problema dei residui degli agrofarmaci sulle

derrate.

Effetti dei fattori di stress sulla fisiologia della pianta

La fotosintesi è un processo mediante il quale si ha la conversione dell’energia luminosa in

energia chimica, con produzione di carboidrati a partire da CO2 e acqua. Il tutto in presenza di

luce.

Dunque affinché avvenga la fotosintesi è necessaria la presenza di acqua, questa viene assorbita

dal terreno tramite l’apparato radicale della pianta e trasferita dal sistema idraulico sino alle foglie

in cui avviene il processo. Vi sono dei patogeni in grado di interferire in ognuna di queste fasi

provocando, dunque, disturbi al processo fotosintetico.

La produttività di una pianta è funzione del prodotto: RI x RUE; dove:

• RI = radiazione intercettata

• RUE = efficienza nell’utilizzo della radiazione intercettata per unità di area (dipende dalla

clorofilla)

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In una pianta malata possono avvenire delle interferenze che influiscono su questi due parametri:

Per quanto riguarda il RI:

Riduzione dell’area fotosintetizzante

• Sottrazione di tessuto fogliare, per necrosi o asportazione

• Accelerazione dei fenomeni di senescenza: fillotopsi, accorciamento del ciclo biologico

• Riduzione della taglia, ossia delle porzioni fotosintetizzanti. Una pianta malata può produrre

foglie più piccole

Riduzione dell’intercettazione fisica della luce

• Presenza di competitori (piante che fanno ombra)

• Agenti di necrosi

• Agenti schermanti, come nel caso delle fumaggini

Per quanto riguarda il RUE:

Riduzione dell’input fotosintetico

• Riduttori del tasso fotosintetico: riduzione del contenuto/efficienza clorofilla, anomalia nella

struttura e/o funzionamento dei cloroplasto, riduzione dell’assimilazione di CO2 (es. stomi

aperti)

• Induttori di deficit idrico: competitori, mancato funzionamento delle radici, disturbi al sistema

idraulico, aumento di permeabilità, inibizione della chiusura stomatica, rottura epidermide che

porta alla fuoriuscita di acqua

Aumento output fotosintetico

• Aumento dei processi respiratori

• Sottrazione di linfa ed elaborati (es. vischio)

Per quanto riguarda il bilancio idrico, questo può essere ostacolato per:

• Compromissione delle capacità di assorbimento e trasporto delle radici (es. marciumi radicali)

• Alterazione dello xilema per la presenza di occlusioni (presenza fisica del parassita/

produzione di gomme e/o tille)

• Danneggiamento della cuticola e/o del meccanismo di apertura e chiusura degli stomi

• Produzione di fitotossine che compromettono la permeabilità delle membrane, determinando

la fuoriuscita di acqua

CLASSIFICAZIONE DELLE MALATTIE

In base a fattore/ Parassitarie Non parassitarie

organismo causale

In base all’ospite es. malattie dei cereali

coinvolto

In base agli organi Malattie radicali Malattie fogliari Ecc

colpiti

In base alla diffusione Endemiche: costantemente presenti in forma moderata o severa, ma confinate

e alla severità in un’area. Si tratta di malattie indigene o di antica introduzione. Questo è

dell’infezione dovuto al fatto che c’è stata una co-evoluzione tra il patogeno e la vittima e si

è creato un bilancio dinamico, modulato da fattori ambientali che nel tempo

contribuisce a selezione i genotipi più resistenti all’interno di una specie.

Dunque la malattia è sempre presente ma poco pericolosa.

Epidemiche: colpiscono improvvisamente un numero di individui (casi)

significativamente superiore a quanto ci si sarebbe aspettato in quella zona e

in quel periodo. Ciò può essere dovuto a:

- introduzione ospite particolarmente suscettibile

- Insorgenza di una nuova variante del patogeno particolarmente virulenta

- m.endemica in cui i fattori ambientali si presentino particolarmente

favorevoli

Sporadiche: malattie epidemiche che ricorrono a intervalli lunghi e irregolari

(imprevedibili)

6 di 88 Pandemiche: larga diffusione e mortalità di massa

In base alle alterazioni

prodotte

In base ai rapporti endofitiche: il patogeno penetra e rimane all’interno sino all’evasione

patogeno/pianta Ecto-endofitiche: breve fase esterna e maggior parte del ciclo all’interno

dell’ospite

Ecto-epifitiche: breve fase interna e maggior parte del ciclo fuori

ectofitiche: si sviluppano all’esterno salvo che per gli austori

epifitiche: totalmente esterne e indipendente (i patogeni non sono parassiti ma

saprofiti, come per le fumaggini)

localizzate: il patogeno invase i tessuti limitrofi al sito di penetrazione

Sistemiche: il patogeno invade tessuti a distanza dal sito di penetrazione

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In base alla velocità del acuta: processo cronica: processo

processo morboso morboso a rapida morboso a lenta e

evoluzione, cioè si ha la progressiva evoluzione

comparsa di sintomi in

breve e in genere si ha

un riscontro causale

diretto

Dunque le malattie possono essere non infettive, anche dette fisiopatie, e infettive. I principali

agenti delle malattie infettive sono: funghi, oomiceti, virus, batteri, fanerogame parassite,

fitoplasmi.

Si tratta di fattori di stress biotici in quanto connessi con le interazioni tra due specie; di cui una

può essere:

- Parassita: organismo che vive a spese di un altro organismo senza fornire in cambio alcun

beneficio. Si tratta, cioè, di una simbiosi antagonistica in cui una delle due specie riceve

dall’associazione tutti i vantaggi, di norma il parassita non uccide l’ospite (vittima) e non è in

grado di condurre vita libera.

- Predatore: uccide la vittima per cibarsene

- Parassitoidi: situazione intermedia. Si tratta di organismi (insetti) privi di vita autonoma che

inizialmente si comportano da parassiti, rispettando gli organi vitali della vittime, e alla fine del

loro sviluppo agiscono come predatori, portando la vittima a morte.

- Competitori: membri di due o più specie che ricercano attivamente una stessa risorsa

ambientale limitata, per cui appunto competono

Qualsiasi fattore, animato o non animato, che è capace di produrre una malattia è detto patogeno.

I FUNGHI

Eterotrofi (saprofiti o Eucariotici Struttura somatica data Mancanza di tessuti

parassiti); in quanto privi da elementi tubolari, le differenziati e di elementi

di clorofilla necessitano ife, nel cui insieme conduttori

di composti organici costituiscono il micelio

preformati per nutrirsi

Si moltiplicano Grande capacità del Grande adattabilità, Parete cellulare

agamicamente per micelio di organizzarsi e tollerano: composta da chitina

-

produzione di conidi e creare organi di Alte pressioni

(non tutti) sessualmente persistenza come lo osmotiche

-

tramite strutture sclerozio Ampie variazioni di ph

teleomorfe (ph ottimale 5,6)

- Ampie variazioni di

temperatura

- Radiazioni UV

Per quanto riguarda la nutrizione sono eterotrofi per cui richiedono composti organici preformati

come fonti di carbonio. Grazie al loro ricco corredo enzimatico riescono a scomporre i substrati

più vari e complessi (lignina, chitina, cellulosa, cheratina) per poi assorbire attraverso la parete e la

membrana cellulare le molecole organiche più semplici e quelle inorganiche. Questo meccanismo

di nutrizione è detto absotrofia.

Non possono nutrirsi per fagocitosi a causa della parete cellulare di cui sono dotati.

Principali aspetti morfo-fisiologici:

- Micelio a crescita rapida

- Complessi cicli biologici:

- Alternanza di fase gamica e agamica

- Alternanza di ospiti

- Gamma di ospiti ristretta/ampia in base alla specie

- Fasi di quiescenza anche lunghissime, con produzione di strutture specializzate

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Caratteristiche epidemiologiche:

- Elevata variabilità genetica

- Abbondante produzione di propaguli (spore e conidi) liberati nell’ambiente

- Resistenza prolungata a condizioni climatiche avverse (forme quiescienti)

Queste caratteristiche rendono i funghi degli efficaci colonizzatori e molto adattabili all’ambiente

Per quanto riguarda la classificazione tassonomica, inizialmente era basata sui caratteri

morfologici e sopratutto riproduttivi, adesso si basa sulle diversità a livello molecolare; per cui

organismi, tra cui gli oomiceti, che un tempo erano classificati come funghi adesso sono stati

inseriti in un altro regno.

Infatti oggi gli oomiceti sono inseriti nel regno Chromista; questo è dovuto alle seguenti differenze:

Oomiceti Funghi

Parete cellulare Cellulosa chitina

Sostanza di riserva Amido Glicogeno

Mitocondri Creste tubolari Creste appiattite

Micelio Cenocitico Settato

Nuclei nello stadio vegetativo Diploidi Apolidi (ascomiceti), dicariotici

(basidiomiceti)

Acqua Strettamente dipendenti

Patogenicità per le piante Si Si

I funghi hanno un tallo pluricellulare filamentoso detto micelio; questo è costituito dalll’intreccio di

sottili filamenti, ramificati, detti IFE con diametro variabile da 1 a 10μm e oltre.

Un’ifa è una cellula allungata filiforme o un insieme di cellule.

L’ifa si accresce allungandosi indefinitamente all’apice (zona di estensione); con l’allungamento

dell’apice, il protoplasma si muove continuamente dalle porzioni più vecchie delle ife per

apportare verso l’apice stesso materiale necessario per la crescita.

Nei funghi tra una cellula e l’altra si formano, infine, i setti.

Come detto prima le ife sono solitamente ramificate; infatti ad una certa distanza dall’apice si

origina un altro apice che, allungandosi, da origine ad una nuova ifa, che a sua volta può subire

una ramificazione. Si va cosi a formare il micelio che da luogo a colonie circolari.

Il micelio espandendosi può colonizzare un substrato a 360°; in 1 g di terreno possiamo trovare

100 m di ife.

Le ife fungine possono intrecciarsi tra di loro e aggregarsi in complessi così compatti da simulare

dei tessuti, chiamati plactenchimi:

- strutture di riproduzione: corpi fruttiferi

- strutture di conservazione:

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Sclerozi Clamidospore

Spore asessuate di conservazione, provviste di una

Aggregati di ife ripetutamente avvolte e ramificate a membrana spessa e resistente. Si formano

formare ammassi dalle dimensioni variabili (da all’interno di un’ifa vegetativa, rivestendosi anche

qualche mm sino a qualche cm), di colore scuro. della parete di questa.

Sono organi di riserva a basso contenuto idrico Inizialmente sono di colore ialino, ma con il tempo

(5-10%) capaci di sopravvivere per anni senza tendono a scurire.

perdere la capacità d germinare. La forma varia da ovale a globosa, generalmente

Vengono prodotti nell’ospite infetto, nel terreno o su intercalari ma a volte anche terminali, singole o

substrato artificiale riunite in catene.

In determinate condizioni ambientali germinano

dando luogo a nuove forme biologiche.

Le misure vanno dai 30 ai 90 μm

- strutture di diffusione-translocazione:

- Rizomorfe: si tratta di formazioni cordoniformi costituite da ife di funghi. Simili, per l’aspetto,

colore e ramificazione, alle radici delle piante superiori. Servono per estendere la

colonizzazione e hanno anche funzione di organi di resistenza. Si trovano sull’ospite e sul

terreno.

I funghi possono comportasi come: saprofiti, parassiti e simbionti. Ma la maggioranza dei funghi

sono saprofiti, cioè si nutrono di materiale organico non vi