Patologia vegetale

Patologia vegetale:

Storia e importanza delle malattie delle piante:

Le malattie delle piante sono nate, ovviamente, da quando esistono le piante ma sono aumentate con lo

sviluppo dell’agricoltura e delle coltivazioni. Le prime coltivazioni si svilupparono nei pressi della mezzaluna

fertile, vicino a Tigri ed Eufrate, con i cereali che sono comunque diversi da quelli odierni in quanto avevano

rese inferiori oltre ad un aspetto diverso. Con lo sviluppo dell’agricoltura si impiegarono tecniche di

selezione e si iniziò ad utilizzare solo le specie che avevano una resa maggiore. Già in queste colture di

epoca antica si ha menzione di carestie dovute a malattie. In ogni caso, già in passato si comprese che

queste malattie si manifestavano in zone basse e umide, proprio perché, come si sa oggi, è l’habitat ideale

per i funghi come la ruggine che era già presente in epoca antica.

Nel 1200 Alberto Magnus descrive il vischio, che possiamo considerare come malattia in quanto è una

pianta parassita, notando che troncando i rami di questa la pianta ospite ringiovaniva.

Nel Medioevo si sviluppò una nuova malattia della segale che causa malattie anche all’uomo, l’ergotismo: la

causa fungina (sono presenti sostanze tossiche negli sclerozi del fungo) solo nella seconda metà

dell’Ottocento. Gli speroni di questa segale malata, detta cornuta, non sono altro che gli sclerozi del fungo

che causa la malattia.

Le malattie vegetali venivano visti come castighi divini fino al 1600 con la scoperta del microscopio in cui

per la prima volta si riescono a vedere degli agenti possibili che però si pensò facessero parte della pianta

stessa. Nel 1660 si ebbero in Francia i primi decreti di lotta obbligatoria: l’eradicazione di cespugli di

Barberis in modo da evitare l’infezione a campi coltivati vicino. Nel 1767 Fontana scrive “Osservazioni sopra

la ruggine del grano” e Tozzetti scrive “Alimurgia, ossia del modo di rendere meno gravi le malattie”. Nel

1775 Tillet fece una trasmissione del carbone del frumento e curò la malattia con il solfato di rame

concludendo, però, che la malattia si trattava di veleno contenuto all’interno della polvere del carbone.

1805 Prévost riprese le osservazioni di Tillet affermando che la Nel 1807 Filippo Re pubblica un

malattia era fungina ma le sue conclusioni non vennero accettate trattato sulle malattie delle

fino a quando nel 1863 De Bary dimostrò la natura infettiva del piante dividendole in steniche,

potato fire blight, la Peronospora della patata. La patata era un asteniche e indeterminate

alimento fondamentale per l’Europa settentrionale e a causa della (ruggini, carie, carboni). Nel 1858

Peronospora ci furono gravissime carestie in Irlanda che portarono a Kuhn definisce per la prima volta

grandissime emigrazioni di massa e numerose morti. Infatti, nel l’origine della ruggine del

1845 a causa di specifiche condizioni di temperatura e umidità ci frumento, il fungo.

furono gravissime epidemie di questa malattia.

Nel 1921 ci furono i primi sintomi di una malattia dell’olmo, il “Dutch Elm”, che si estese negli Stati Uniti. La

causa di questa malattia è un fungo che veniva portato nella corteccia dagli scolitidi ed essendo xilematico

bloccava l’assorbimento. Nel 1955 in Florida si notò che alcune palme da cocco perdessero tutte le foglie a

causa di una malattia, la Telephone light trans (per l’aspetto che gli alberi assumevano), causata da

fitoplasmi. In Jamaica nel ’61 questa infettò 6 milioni di piante. La Chryphonectria parasitica è il fungo

agente del Cancro del castagno i cui primi sintomi apparvero nel 1900-1920 nella maggior parte dei

castagni americani. Il Cassava mosaic virus afflisse numerose piante di manioca in Africa causando carestie

nel 1993.

Le malattie delle piante, quindi, interessano l’uomo proprio per i danni economici, il condizionamento

delle specie coltivate in un areale, le perdite in campo e in conservazione che queste provocano. Le

malattie causano perdite economiche per il minore ricavo che deriva da una più scarsa produzione, per i

trattamenti che sono necessari per combattere la malattia, per le difficoltà di conservazione e magazzini,

per le spese necessarie per le certificazioni, le selezioni e le diagnosi.

Conseguenze fitopatologiche delle tecniche colturali:

Con lo sviluppo delle tecniche agronomiche è avvenuto un raggruppamento delle stesse colture e a volte

anche degli stessi cultivar e questo, nonostante sia efficiente dal punto di vista economico, comporta un

maggior rischio di epidemie e la velocità di infezione all’interno della vegetazione coltivata. Anche

l’abbandono delle rotazioni provoca un grande rischio a causa dei soil born patogens quindi alternando le

coltivazioni il rischio di infezione diminuisce. Anche l’irrigazione è un rischio in quanto batteri e funghi si

sviluppano e diffondono con l’acqua.

Definizione di patologia vegetale:

La patologia vegetale è lo studio delle piante malate. La patologia è una branca delle scienze agricole,

botaniche e biologiche che si cimenta nello studio delle cause della malattia (eziologia) nella risultante di

perdite di produzione in funzione di un controllo delle malattie. Quindi il compito della patologia è:

- Studiare le entità viventi e le condizioni ambientali sfavorevoli;

- Trovare i meccanismi d’azione;

- Trovare le interazioni tra fattori e la pianta;

- Trovare metodi atti a prevenire e curare (anche se non sempre possibile come nel caso di alcune

infezioni batteriche dove non è possibile usare antibiotici in agricoltura per evitare forme di

resistenza);

Quindi da un lato bisogna cercare la causa, dall’altro cercare i rapporti che si stabiliscono con la pianta

suscettibile. Questo è alla base per attuare un’adeguata lotta.

Normalmente la patologia si occupa soprattutto di malattie fungine perché queste sono curabili con la

chimica, anticrittogamici, perché sono di facile individuazione e non implicano l’uso di antibiotici.

La patologia vegetale studia le malattie infettive ossia quelle che si diffondono, causate da organismi

viventi che hanno la capacità di riprodursi e moltiplicarsi all’interno di un ospite e passare da un individuo

all’altro nello spazio e nel tempo. Non sono le uniche malattie studiate in quanto esistono anche malattie

causate da agenti abiotici (non viventi) come la mancanza/eccesso di acqua, carenze/eccessi di elementi

nutritivi, inquinanti, ecc. Altre cause di malattia possono essere i fattori genetici: qualcosa di intrinseco

alla pianta stessa che fa apparire delle situazioni diverse dalla norma. Le cause di malattia possono essere

anche altri organismi come insetti e nematodi che però sono studiate da altre branche come l’entomologia

e la zoologia.

Un patologo vegetale necessita di conoscenze in altre materie come la biologia, in quanto deve conoscere

le piante, la nematologia, perché qualche problematica potrebbe derivare da nematodi, la biologia

molecolare, orticoltura, entomologia, gli insetti sono vettori di patogeni (combattere il vettore è possibile

prevenire la malattia), selvicoltura, perché la patologia può essere forestale, chimica del suolo, per poter

comprendere se la malattia è abiotica, coltivazioni agrarie, certi metodi di lotta implicano il ritardo delle

semine, biotecnologie, agronomia, ecc.

La patologia vegetale come materia può essere suddivisa in tantissime situazioni:

- Patologia vegetale generale;

- Patologia vegetale speciale;

- Fitoiatria;

- Virologia;

- Batteriologia;

- Micologia;

- Fisiopatologia;

La patologia vegetale generale studia l’insorgenza della malattia, la semeiotica ossia lo studio dei sintomi

occupandosi di:

- Anatomia patologica: studio delle alterazioni anatomiche provocate dal patogeno;

- Citopatologia: studio dell’alterazione delle cellule,

- Istopatologia: studio dell’alterazione dei tessuti;

- Fisiopatologia: studio dei meccanismi fisiologici (respirazione, fotosintesi, ecc.) alterati dal

patogeno.

Da quelli che sono i sintomi andiamo a cercare l’eziologia ossia le cause della malattia cercando: la

patogenesi (sviluppo del processo morboso), l’epidemiologia (diffusione della malattia) e l’ecologia (la

diffusione delle malattie si diffonde all’interno degli ecosistemi).

Per il controllo dei sintomi bisogna parlare anche di sindrome ossia tutto il quadro epidemiologico:

l’insieme dei diversi sintomi. Quindi sintomologia e ricerca delle cause si intende la diagnosi. Tutto questo

serve per stabilire delle misure di lotta intese come profilassi, metodi preventivi, o terapeutici, metodi di

cura. Una volta che è stata effettuata una diagnosi è possibile effettuare una prognosi.

Concetto di malattia:

Una pianta è sana quando esplica tutte le sue funzioni in maniera coerente con il suo corredo genetico. È

quindi sempre necessario pensare alla genetica di una certa specie vegetale. Le funzioni fondamentali di

una pianta comprendono la divisione cellulare, la differenziazione delle cellule, l’assorbimento dell’acqua e

dei Sali minerali, la traslocazione di questi elementi, la fotosintesi, traslocazione dei fotosintetati,

metabolismi e la riproduzione.

Una pianta è malata quando qualcuna di queste funzioni viene in qualche modo alterata e compromessa.

C’è quindi una deviazione nella norma che può essere causata da un agente eziologico o più agenti causali

ma sicuramente la malattia è un rapporto a più fattori ossia l’ambiente (favorevole), la pianta ospite

(suscettibile) e l’agente causale (virulento). Questo viene definito come triangolo di malattia:

Le condizioni per la presenza di una malattia sono la presenza di:

- Un ambiente favorevole allo sviluppo del patogeno;

- Una pianta suscettibile;

- Un agente causale virulento;

Questo triangolo può diventare una piramide quando si include il fattore tempo: talvolta queste condizioni

favorevoli devono perdurare per un certo tempo (un minuto non basta per lo sviluppo della malattia). Il

patogeno deve anche essere in una certa fase, per esempio, le spore devono essere mature. L’ospite deve

avere una certa età per dare inizio all’infezione. In realtà l’uomo vuole, e talvolta può, condizionare tutti e

tre questi fattori iniziali:

- Può condizionare l’ospite attraverso una ricerca di un ospite incompatibile con piante resistenti ad

una certa malattia o, in casi peggiori, tolleranti;

- Può condizionare il patogeno combattendolo attraverso i trattamenti;

- Può condizionare le condizioni ambientali cercando di creare ambienti meno favorevoli (non

naturali come serre in cui si possono controllare gli elementi, usando le reti antigrandine che

permettono di evitare la grandine che può creare delle aperture attraverso cui i patogeni possono

insediarsi, irrigazione a goccia e non a pioggia che comporta una minore dispersione dei patogeni

della parte area, ecc.) allo sviluppo delle malattie utilizzando pratiche agronomiche.

Al concetto di sviluppo della malattia si possono aggiungere ulteriori fattori come i vettori: per uno

sviluppo di una certa malattia virale, per esempio, questa è molto condizionata dalla presenza di vettori

(fungini, nematodi, alati, ecc.). Questi vettori possono essere molto specifici ma possono anche essere più

generali come, per esempio, alcuni impollinatori. I vettori possono anche percorrere anche elevate distanze

e possono avere il virus al proprio interno quando per esempio, il virus è persistente.

Per lo sviluppo della malattia si può considerare anche l’effetto di antagonisti naturali che possono

“aggredire” o essere antagonisti (chimici con produzione di sostanze che interagiscono con il patogeno,

spaziale, antibiosi) ai patogeni stessi. Questa situazione può essere sfruttata come forma di lotta grazie alla

riduzione dell’inoculo che comporta.

A conti fatti la malattia è un evento raro: sicuramente molto raro in un ecosistema naturale, meno raro in

un sistema coltivato.

Base della malattia:

Le piante non hanno un sistema immunitario ma possiedono risposte di tipo chimico ai patogeni in modo

da opporsi all’attacco. Inizialmente la reazione della pianta è limitata al punto di penetrazione/infezione

quindi spesso l’effetto del patogeno è quasi invisibile. Poi, l’infezione si estende a cellula a cellula fino ad

evidenziare sintomi visibili (morfologia e anatomia diversa). A seconda del tipo di organo e a seconda del

tipo della malattia, la pianta mostrerà una diversa sintomologia con l’espressione di uno o più sintomi

fino ad arrivare ad una sindrome. Le funzioni compromesse dipenderanno dagli organi ma anche dal tipo

di cellule che possono essere distrutte o deviate dal loro normale metabolismo. Per esempio, in caso

infezione alle radici si ha un marciume radicale che impedisce l’assorbimento di acqua e Sali minerali. A

livello di xilema una problematica derivata da tracheomicosi o tracheobatteriosi compromette la

traslocazione portando a problemi di avvizzimento (situazione irreversibile). Possono esserci problematiche

a livello di traslocazione dei fotosintetati ossia la linfa elaborata. Danni alle foglie possono provocare

problematiche alla fotosintesi.

Per un certo gruppo di malattie le cellule vengono stimolate a dividersi (iperplasie) o a sviluppare cellule più

grandi (ipertrofie).

Base di induzione della malattia:

La base di induzione della malattia può essere diversa: gli agenti patogeni hanno diverse modalità per dare

malattia. Uno di questi è il parassitismo cellulare ossia la capacità di un organismo di essere in intimo

contatto con l’ospite e sottrarre materiale nutritivo in continuazione e quindi va a debilitare le cellule e

quindi l’ospite.

Il patogeno può indurre la malattia perché produce delle sostanze che risultano tossiche per l’ospite quindi

la base di induzione sarà l’azione di tossine (malattie necrotossiche). Il sintomo tipico è la necrosi o morte

cellulare disturbando il metabolismo normale dell’ospite.

Il patogeno può intervenire sulle cellule dell’ospite per mezzo di tools detti enzimi che vanno a lisare sulle

parti che terrebbero strutturato il tessuto della pianta. Questi enzimi litici, chiamiamo quindi le malattie

con il nome di litiche, hanno azione preponderante sulle lamelle mediane provocando marciumi.

Altri patogeni vanno ad agire dall’interno su quelli che possono essere i regolatori di crescita, gli ormoni,

provocando escrescenze, tumori, ossia produzione eccessiva e anormale di tessuto. Viene alterato il

normale sviluppo della pianta provocando fenomeni di nanismo o gigantismo.

I patogeni possono anche bloccare il trasporto della linfa grezza ed elaborata.

Altre basi di induzione possono essere derivate da agenti abiotici quali:

- Fattori climatici (mancanza di luce o luce eccessiva che provocano problematiche con la fotosintesi,

problematiche strutturali della pianta che può filare e cercherà di andare verso la luce allentandosi,

temperature troppo alte o troppo basse, ecc.);

- Acqua;

- Elementi nutritivi;

- pH;

- Sostanze tossiche;

- Temperatura;

- Eventi meteorici;

- Azioni meccaniche (animali, attrezzi di lavoro);

La manifestazione esterna è a risultante di reazioni biochimiche che hanno luogo nel punto di contatto

del patogeno (o nei punti di azione di enzimi, tossine, sostanze secrete dal patogeno) con cellule

dell’ospite o nelle cellule e tessuti che per primi risentono delle condizioni avverse. L’ospite può sacrificare

parte di sé stesso per evitare l’epidemia per cui c’è sempre una competizione fra il patogeno e la pianta.

Nel nostro ambiente ci sono di fatto una serie di organismi, quindi, c’è una relazione di tipo ecologico che

possono esserci tra individui inter e intra specifici in assenza di contatto fisico tra bionti. In altre parole, ci

sono molti organismi che senza contatto entrano i relazione tra loro attraverso relazioni di tipo ecologico.

Esistono poi relazioni di tipo simbiotico c’è contatto fra i vari organismi. Questi rapporti sono influenzati

dall’ambiente. Ci sono organismi indifferenti fra di loro che però possono entrare in relazione fra di loro

manifestando relazioni di tipo simbiotico negative contro quelle positive. Possono esserci relazioni di tipo

ecologico sinergiche che portano a vantaggi per entrambi per emissioni chimiche o per modificazioni

dell’ambiente. Relazioni ecologiche antagoniste sono quelle che creano competizione senza contatto

(allopatie e antibiosi) come la produzione di sostanze che porta antagonismo fra gli organismi.

Relazioni simbiotiche:

Esistono relazioni simbiotiche mutualistiche come piante e batteri (leguminose), piante e funghi

(micorrizici) dove c’è un aiuto fra le specie. Le simbiosi possono anche essere parassitarie e

commensaliche. I parassiti sono organismi che stanno in intimo contatto con la preda, l’ospite, per

alimentarsi. Il parassita è un organismo (ma anche in un certo senso i virus che sono definiti parassiti

molecolare) che può essere a contatto con la superficie dell’ospite, e sono detti ectofiti, o all’interno, e

sono detti endofiti. Il commensale è un organismo che sta a contatto con l’ospite ma non da nulla in

cambio all’ospite ma comunque non lo danneggia.

La patogenicità è una caratteristica qualitativa riferita al patogeno mentre la suscettibilità è un termine

quantitativo riferito all’ospite. Questi due caratteri si quantificano rispettivamente nella suscettibilità e la

resistenza.

Ci può essere compatibilità o incompatibilità: per esserci malattia deve esserci compatibilità. Un

organismo che non è infettabile è detto immune in quanto non c’è compatibilità. L’ospite è compatibile ed

è suscettibile alla malattia. Con la resistenza massima non s