Difesa vite, patologia - Appunti

Difesa della vite – Modulo di patologia

Lezione 1 – Introduzione

Malattia: malfunzionamento della cellula o di un tessuto della pianta (stato della pianta) a opera di un agente patogeno che conduce allo sviluppo di sintomi e a un danno economico (es. minore produttività e/o qualità).

Patogeno: microrganismo in grado di produrre una malattia nelle piante.

Patogenicità: abilità del patogeno a interferire con una o più funzioni della pianta e quindi di produrre la malattia.

Virulenza: misura della patogenicità.

Da punto di vista nutrizionale i patogeni si dividono in:

• Biotrofi (o parassiti obbligati): si sviluppano e riproducono in cellule viventi. Non si possono riprodurre in vitro. Sono costituiti da spore durevoli. Esempi: Peronospora e Oidio (Uncinula necator); molti di questi biotrofi sono monofagi cioè in grado di poter attaccare un ospite soltanto, una sola pianta.
• Necrotrofi (o parassiti non obbligati): si sviluppano e riproducono in cellule viventi e su materiale morto. Possono essere allevati in vitro. Esempio: Botrite (Botrytis cinerea). La maggior parte sono polifagi, di fatto la botrite può attaccare più specie nello stesso campo.

Classificazione delle malattie

• Biotiche: causate da oomiceti (peronospora), funghi, batteri e microplasmi, virus-viroidi
• Abiotiche: causate da eccesso o difetto di (temperatura, umidità, luce, elementi minerali), inquinamento, tossicità fitofarmaci

Lezione 2 – Epidemiologia

Epidemia: evoluzione quantitativa nel tempo e nello spazio delle malattie infettive in popolazione di specie suscettibili.

Condizioni necessarie

• Ospite suscettibile
• Patogeno virulento
• Condizioni ambientali opportune
• Tempo opportuno di occorrenza dei suddetti fattori

La vite è una pianta suscettibile a tutte le malattie poiché i genotipi utilizzati per la produzione del vino puntano alla qualità. Lo studio delle epidemie si basa inizialmente sul “Triangolo delle Malattie”.

Ospite suscettibile - fattori

• Resistenza e suscettibilità
• Predisposizione (età, ferite)
• Condizioni generali (vigoria)

Patogeno virulento - fattori

• Patogeno che è in grado di poter attaccare quei particolari genotipi di vite
• Livello di virulenza
• Presenza di vettori (insetti?)

Ambiente favorevole – fattori

• Climatici (presenza di pioggia/umidità per la peronospora)
• Biologici (presenza di antagonisti)

Se tutti i tre elementi del triangolo sono presenti e in maniera sfavorevole alla pianta si ha la piena epidemia. Diversamente il livello di epidemia varia in base a quanto sono presenti i tre elementi.

Esempi storici di epidemie

Peste di Azoth (1630), vettore pulci dei topi che trasporta il patogeno virulento alla specie umana (suscettibile) in condizioni ambientali favorevoli (piccola glaciazione, abbassamento temperatura media in Europa, presenza di roditori nelle abitazioni poiché le popolazioni passavano gran parte del tempo nelle case). Alla fine dei vari cicli di epidemie vi è stata la selezione della specie con innalzamento della resistenza dell’uomo tuttora valida. A Milano si ricorda la peste bubbonica anche per le scarse condizioni igieniche ambientali.

La vite ha subito importanti epidemie in seguito all’importazione di materiale vegetale infetto:

• Oidio (1845): patogeno biotrofo, monofago diffusosi in Inghilterra. In Francia fu trovata nel 1847 e due anni dopo in Italia. La malattia poteva essere tenuta sotto controllo per mezzo di polverizzazione di zolfo. Garibaldi, tra le altre cose, fu divulgatore della tecnica di trattamento dell’oidio con lo zolfo.
• Peronospora (1878): importata dall’America sui portainnesti utilizzati per combattere la fillossera anche a seguito della scarsa percezione del problema già evidenziatosi anni prima appunto negli Stati Uniti. In Francia ci si accorse che i filari vicino alle strade erano rimaste sane: di fatto i paletti in legno di sostegno posti vicino alla strada erano stati trattati con soluzioni di solfato di rame per non farli marcire. Inoltre, nella regione di Bordeaux, e sempre vicino alle strade, per scoraggiare i piccoli furti i vignaioli erano usi aspergere lungo le strade miscugli ritenuti velenosi di calce e solfato di rame, l’uso di questa miscela chiamata appunto “bordolese” è tuttora efficace contro la peronospora diventando quindi l’anticrittogamico per eccellenza.

Si segnalano anche le epidemie di peronospora su colture di patata e pomodoro (patogeno Phytophthora infestans) soprattutto in Irlanda tali da causare migliaia di morti per fame e la loro necessità di migrare verso gli USA poiché non aiutati dall’Inghilterra. La massa critica di irlandesi contribuì ad alcuni cambiamenti sociali in America come l’introduzione della religione cattolica oltre che causare la frattura con la stessa Inghilterra fino ad arrivare alle lotte con il ricorso del terrorismo dell’Irlanda del Nord (dove risiedono la maggior parte dei pronipoti del periodo delle emigrazioni e morti per fame).

Flavescenza dorata (1973)

Previsioni epidemie

L’importanza dell’epidemiologia è legata alla possibilità di previsione attraverso modelli che si basano sull’analisi di sistemi. Inoltre, è possibile ottimizzare i trattamenti (farli quando c’è ne bisogno) attraverso:

• Controllo dei dati climatici (capannine meteo)
• Sistemi di avvertimento
• Modelli matematici

I cui dati confluiscono ai c.d. sistemi di supporto alle decisioni (in genere informatizzati) non solo relative alle malattie ma alla gestione del vigneto (fertilizzazione, ecc.).

Evoluzione delle epidemie

Le epidemie sono costantemente in evoluzione. I cambiamenti climatici (innalzamento della temperatura per esempio) impongono/imporranno anche lo spostamento nelle colture. È del tutto plausibile che in futuro la vite si possa coltivare anche in Scandinavia e pertanto anche lo spostamento di alcune malattie. La vite è presente in determinate aree del mondo con specifici climi che non si estendono oltre certi paralleli e pertanto, al momento, la vite trova in Italia la sua massima espressione, così come in Francia. Le cose potrebbero cambiare anche drasticamente con gli aumenti di temperatura “tagliando” alcune attuali zone di nicchia. Quindi i fattori climatici plasmeranno le colture future.

Lezione 3 – Funghi e oomiceti

I funghi sono microrganismi:

• Eucariotici (cellula evoluta, come animali e piante)
• Macro e microscopici
• Filamentosi (produzione di filamenti in una direzione dello spazio durante la riproduzione). I filamenti che costituiscono il corpo vengono chiamati IFE e l’insieme delle ife singole e ramificate è chiamato MICELIO.
• Producono spore (di diverso tipo per la conservazione della specie e sua diffusione)
• Pareti delle cellule composte da chitina (nelle piante le pareti cellulari sono composte da cellulosa, pectina ecc.). La chitina è un polimero complesso (ma anche esoscheletro degli insetti).
• Accumulano glicogeno. Mentre le piante accumulano l’energia sotto forma di amido, i funghi così come gli animali sotto forma di glicogeno.

Esistono 4 classi di funghi:

• Chytidomycota
• Zygomycota
• Basidiomycota
• Ascomycota (maggior parte dei patogeni di interesse sono nelle ultime due classi basidiomiceti e ascomiceti)

I funghi dal punto di visto trofico possono essere:

• Saprofiti: utilizzano materia organica morta – producono una quantità rilevante di enzimi litici (in grado di catalizzare la degradazione di alcuni polimeri della pianta come la cellulosa, pectine, amidi). Sono quindi importanti per la degradazione/destrutturazione delle sostanze organiche nel terreno.
• Parassiti: si nutrono di materiale da organismi vivi o da organismi morti dopo averli uccisi. Producono enzimi litici e/o fitotossine e/o sostanze ormono-simili.
• Mutualistici (Simbionti): hanno relazioni reciprocamente vantaggiose con altri organismi. Ad esempio, le Micorizze sono associazioni di funghi con radici di piante che producono una quantità rilevante di enzimi litici: ciò permette uno sviluppo radicale maggiore e potenzialmente più resistente ai patogeni. È quindi una simbiosi essenziale. Altra associazione importante è costituita dai Licheni (funghi+alghe).

La riproduzione dei funghi avviene per mezzo delle spore. Gli ascomiceti sono in grado di produrre due tipologie di spore, una di origine gamica (sessuata) che serve alla conservazione nel tempo del fungo (rimane nel suolo, nelle pieghe delle piante, ecc.), una di origine agamica che serve per la diffusione dei funghi.

Ascomiceti

Struttura caratteristica degli Ascomiceti è l'asco, cellula nella quale avviene la meiosi e che successivamente contiene le meiospore. Gli aschi sono spesso contenuti in corpi fruttiferi chiamati ascocarpi. Agli Ascomiceti appartengono numerose specie tra cui il tartufo, i lieviti e i funghi del genere Pennicillinum nonché una buona parte dei funghi patogeni delle piante. L’asco è a forma di sacco e contiene in genere 8 o un multiplo di 8 spore.

La riproduzione sessuale (telemorfica) avviene per produzione di ascospore nell’interno di un sacco membranoso (asco appunto). La riproduzione anamorfica avviene per le spore agamiche dette anche conidi. I due tipi di riproduzione possono trovarsi ed alternarsi nel ciclo metanogenico di una stessa specie.

Ad esempio, nel caso del “black rot” (marciume nero) la vite viene colpita dal fungo causando delle lesioni (tramite le ascospore che vengono portate dagli agenti atmosferici in primavera). Gli acini e le foglie colpite possono contenere le spore in particolari sacchi (picnidi) andando a colpire a loro volta altre foglie ed acini che successivamente sono racchiusi nei periteci che servono per lo “svernamento” delle spore.

In particolare: Il fungo sverna sugli acini mummificati caduti a terra o rimasti sui grappoli che non sono stati raccolti. In primavera, poco dopo il germogliamento e fino alla metà di luglio, una pioggia di almeno 0,3 mm provoca l’emissione delle ascospore. Queste, trasportate dal vento, contaminano foglie, fiori e giovani frutti. I grappoli sono molto sensibili al black-rot da metà fioritura fino all’invaiatura. Le foglie vecchie e i grappoli maturi non possono più essere infettati. L’acqua è necessaria per la germinazione delle ascospore. La contaminazione è assicurata dopo un periodo di bagnatura di 6 ore a 27°C, di 24 ore a 20°C. I picnidi, dopo una pioggia contaminante (>3 mm), liberano un gran numero di conidi che provocano infezioni secondarie durante tutta la stagione. Una-tre ore di pioggia assicurano una dispersione ottimale delle picniospore. Piogge più prolungate provocano un esaurimento dei picnidi e un lisciviamento delle spore, ostacolando lo sviluppo della malattia. Le condizioni richieste per la germinazione delle picniospore e per la conseguente infezione, sono simili a quelle riportate per le ascospore. Anche le picniospore possono infettare foglie, fiori e giovani acini. Pochissimi acini e foglie sono contaminati dopo la fine di luglio. Dalla fine d’agosto, le infezioni non sono più possibili.

La classificazione degli ascomiceti è la seguente:

• Classe hemiascomiceti: aschi nudi (aschi senza strutture)
• Classe pyrenomiceti: periteci (contengono le ascospore) e cleistoteci
• Classe loculoascomiceti: pseudoteci (simili ai periteci)
• Classe discomiceti: apoteci (simili a coppe)

Altro esempio di ciclo biologico dell’oidio (Uncinula necatur)

In inverno le spore sono contenute nei cleistoteci (dispersi) mentre in primavera vi è il rilascio delle ascospore che vanno ad inoculare le giovani foglie per dispersione e formazione di spore di tipo agamico. Dopo la penetrazione ed invasione avviene un ulteriore infestazione attraverso i conidi con successiva dispersione agamica oltre che formazione di cleistoteci per la conservazione invernale. L’invasione agamica inoltre si estende alle gemme e ai germogli con altra formazione di conidi e quindi aggravamento dell’infestazione.

Tra gli ascomiceti di classe Hemia, si evidenziano i lieviti ed in particolare il genere Saccaromicete è il più importante.

Oomiceti

Organismi (es. le alghe) simili ai funghi tuttavia la parete cellulare è composta da glucani e cellulosa anziché chitina inoltre sono di tipo diploide (i funghi sono aploidi). Tra gli oomiceti si segnala la peronospora.

La diffusione gamica è per mezzo di zoospore e oospore e necessitano di un substrato acquoso per penetrare nell’organismo ospite. In particolare, la peronospora genera oospore il cui involucro è molto resistente.

Sull'ospite, la peronospora differenzia spore agamiche (sporangi) che vengono disseminate nell'ambiente dal vento, dagli insetti o dalle gocce d'acqua. Raggiunta la superficie vegetale di un ospite suscettibile, basta la presenza di un film liquido su questa perché gli sporangi germinino: con le basse temperature (da un minimo di 2-3°C ad un massimo di 24°C), la germinazione avviene attraverso la liberazione di zoospore, mentre con temperature più elevate (temperatura ottimale di 24°C e massima di 30°C) la germinazione avviene direttamente per micelio.

La peronospora sverna nelle foglie precedentemente colpite e cadute a terra, sotto forma di oospore, resistenti anche alle basse temperature. A primavera, al verificarsi di condizioni idonee, in particolare, una pioggia di almeno 10 mm, temperatura non inferiore a 10°C, con germogli della lunghezza media di 10 cm (regola del tre dieci), le oospore germinano e producono dei piccoli elementi detti macroconidi che, trasportati dal vento, si depositano sulla giovane vegetazione originando l’infezione primaria, dopo un periodo variabile (da 4 a 14 giorni) detto periodo di incubazione, la malattia si manifesta con una muffetta biancastra sulle parti infette. Da questa muffetta si staccano i microconidi che rappresentano i germi per ulteriori infezioni (infezioni secondarie) che si verificano ogni volta che pioggia o rugiada bagnino le parti verdi. Alla temperatura di 25°C è sufficiente un tempo di bagnatura fogliare di circa 2 ore. Alla temperatura di circa 13°C serve un tempo di bagnatura fogliare di circa 3 ore. A fine stagione sulle foglie infette si ricreano le oospore che permettono alla malattia di superare l’inverno in arrivo.

Lezione 4 – Batteri – Fitoplasmi – Virus - Agenti Abiotici

1. Batteri

Organismi procarioti, unicellulari e si riproducono per scissione binaria. Presentano una parete cellulare e spesso hanno uno o più flagelli. La dimensione della parete cellulare determina anche la tipologia di batterio (GRAM positivo o negativo). I batteri che colpiscono le piante sono GRAM negativi.

Nei batteri (procarioti) mancano i mitocondri e la respirazione si ferma alla glicolisi con la formazione di acido lattico, acetico (acidi organici) e pertanto hanno una minore efficienza. Tuttavia, hanno una grande capacità di riproduzione quando c’è un adeguato substrato di crescita. I batteri che colpiscono la vite, a differenza di altre piante, non sono molti.

Il meccanismo di attacco dei batteri è di per sé semplice, i batteri infatti si trovano nell’ambiente e sono trasportati anche da attività umane. La penetrazione dei batteri è di tipo passivo ovvero penetrano attraverso aperture già esistenti (al contrario dei funghi che sono attivi). Le aperture possono essere naturali come gli stomi, oppure artificiali come tagli e ferite (anche da gelo). Una volta dentro l’ospite, il batterio si riproduce negli spazi intercellulari della pianta producendo fitotossine oppure degli enzimi litici (che producono lisi, distruzione, dissoluzione di cellule i microrganismi) che promuovono la formazione di marciumi molli. Una malattia batterica molto nota è quella della patata che dimenticata in casa per esempio può essere attaccata causando la formazione di marciumi molli/liquescenze e odori sgradevoli molto penetranti (sono di fatto gli enzimi litici).

Le malattie prodotte dai batteri sono quindi riassumibili come segue:

• Malattie litiche
• Malattie necrotiche: produzione di fitotossine
• Malattie dello sviluppo: interferenza con i processi ormonali

Esempi nella vite

• Agrobacterium tumefaciens: le piante colpite vanno incontro ad un deperimento
• Xylella fastidiosa: attacca non solo l’ulivo ma anche la vite anche se in Europa non è ancora arrivata. Comporta la necrosi delle foglie per fitotossine.

2. Fitoplasmi

I fitoplasmi sono forme batteriche con la peculiarità di essere dei batteri molto piccoli con un diametro tra 0,2 e 0,5 micron e non hanno la parete cellulare ma la sola membrana plasmatica. Poiché senza parete andrebbero incontro a una sorta di collasso per mancanza di equilibrio osmotico nell’ambiente, i fitoplasmi si trovano esclusivamente nelle cellule (intracellulari) e pertanto sono dei biotrofi. Sono molto legati quindi a dei vettori. Un sintomo sulla vite è quello del “Legno nero”: le piante infette presentano foglie arrotolate o forma triangolare e lamina con nervature di colore giallo-vivo nelle varietà a uva bianca, rosso-intenso nelle varietà a bacca nera. I tralci presentano lignificazione irregolare o mancante, consistenza gommosa, sviluppo ridotto. In alcune varietà sono ricoperti da piccole e numerose pustole, dall’aspetto brunastro. Le infiorescenze e i fiori possono atrofizzarsi, appassire o abortire, i grappoli presentare disseccamento del rachide o avvizzimento degli acini.

3. Virus

Sono delle entità biologiche che non hanno capacità autonoma di replicazione ed usano le strutture chimiche della cellula