Fisiopatologia Vegetale

PREVENZIONE:

- Impiego di materiale propagativo sano (ottenuto da colture in vitro)

- difesa sanitaria delle colture

- controllo dei vettori

- uso di piante resistenti

- protezione incrociata: immunizzazione con ceppi ipovirulenti

TERAPIA:

- termoterapia (allevamento delle piante a 40°C per diverse settimane)

- chemioterapia (trattamento con sostanze antivirali) 11

I BATTERI

La maggior parte dei batteri fitopatogeni sono Gram -

[1] EPS (POLISACCARIDI EXTRACELLULARI)

- Molti batteri fitopatogeni producono EPS che possono rimanere associati alla parete formando una capsula,

oppure essere rilasciati sotto forma di mucillagini più o meno dense

- gli EPS possono essere: omopolisaccaridi o miscele di polisaccaridi complessi

- Hanno molteplici funzioni:

o durante la vita saprofitica o epifitica proteggono il batterio dall’essicamento

o concentrano sali minerali e altri nutrienti

o riducono il contatto con altre macromolecole idrofobiche o cariche elettricamente o tossiche

o favoriscono l’adesione alle superfici

o possono aiutare il patogeno a prolungare l’assorbimento di acqua dai tessuti

o possono creare sintomi di avvizzimento

o minimizzano l’interazione con le cellule della pianta così da ridurre la risposta dell’ospite e promuovere la

colonizzazione

- I batteri fitopatogeni del genere Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas e Ralstonia causano diverse e, spesso,

devastanti malattie (marciumi, colpo di fuoco, avvizzimenti, cancri ecc.) ma hanno 3 caratteristiche:

o colonizzano gli spazi intercellulari della pianta ospite

o sono in grado di uccidere le cellule della pianta

o possiedono i geni hrp di ipersensibilità e patogenicità.

[2] FASI DEL PROCESSO DI INFEZIONE

1. Migrazione: verso l’ospite (fase epifitica) e motilità e aerotaxis, chemotaxis

2. Penetrazione: tramite aperture naturali, ferite, vettori

3. Non riconoscimento e Ancoramento (in due fasi)

a. Adsorbimento mediante forze elettrostatiche e adesione con produzione di LPS, per le prime 3-4 ore

b. Poi EPS per l’ancoramento definitivo

4. Infezione: avviene dopo un periodo di incubazione in cui le cellule batteriche si moltiplicano attivamente fino a

raggiungere una determinata concentrazione (se i fattori ambientali sono predisponenti, es. temp. tra 25 e

30°C)

5. Evasione: tramite aperture naturali, ferite

[3] QUORUM SENSING

- I sintomi dell’infezione, che si manifestano dopo il periodo di incubazione, sono generalmente dovuti alla

produzione di tossine ed enzimi, quali le pectinasi

- Queste vengono prodotte, quando il n. di batteri e la quantità di auto-induttore hanno raggiunto una soglia

critica, detta “quorum-sensing”

- Molto probabilmente il quorum-sensing permette al batterio di non indurre la risposta dell’ospite (che

potrebbe riconoscere tossine ed enzimi e attivare meccanismi di difesa sintetizzando ad es. fitoalessine)

prima di essersi moltiplicato in maniera massiccia.

[2] TIPI DI SECREZIONE BATTERICHE

- type I: enzimi (quasi tutti i batteri fitopatogeni)

- type II: proteine, enzimi, tossine (Xylella, Xanthomonas, Ralstonia)

- type III: effettori (Pseudomonas, Xanthomonas, Ralstonia) type IV: plasmidi (Agrobacterium)

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I FITOPLASMI

[1] INTRODUZIONE

- Sono agenti causali di importanti malattie dei vegetali, infettano piante erbacee e arboree

- Le malattie causate erano ritenute di origine virale

- Sono stati trovati per la prima volta nelle piante nel 1967 (gelso con giallume) e chiamati inizialmente MLO

- Appartenenti alla classe dei “Mollicutes”. Probabilmente si sono evoluti da Gram- con perdita della parete

- Vivono solo endocellularmente nel floema e nelle piante arboree sono distribuiti irregolarmente

- Sono sensibili alle tetracicline perché contengono RNA ribosomiale.

- Classificazione: fatta sulla base delle sequenze nucleotidiche di parti del genoma (segmento di DNA che codifica

per la frazione 16S del RNA ribosomiale, da cui la sigla 16Sr seguita da un numero romano ed eventuale lettera

di sottogruppo).

- Agenti eziologici di malattie, tipo “giallumi”, in alcune centinaia di specie vegetali (alimentari, ornamentali…)

- Procarioti di 50-1200 nm senza parete cellulare e con alto grado di pleomorfismo non coltivabili “in vitro”

[2] SINTOMATOLOGIA

▪ DOVUTA AD INTEREFERENZE CON IL SISTEMA FLOEMATICO

- Alterazioni cromatiche non a mosaico (ingiallimenti, arrossamenti)

- Arrotolamenti, accartocciamenti e bollosità delle foglie

- Necrosi localizzate delle nervature

- Ispessimenti e spugnosità della corteccia

- Necrosi delle radici

- Nanismo e deperimento

▪ DOVUTA AD AINTERFERENZE SUL SISTEMA ORMONALE

- Virescenza: i petali diventano verdi (mantengono la stessa dorma)

- Fillodia: trasformazioni di parti fiorali in foglie

- Proliferazione (sviluppo di germogli dagli organi fiorali)

- Scopazzi o affastellamento dei rami

- Rosettatura

- Malformazioni ed aborti fiorali

- Fioriture fuori stagione e frutti piccoli e/o malformati

▪ SCOPAZZI: nelle piante arboree sono dovuti a:

- Proliferazione di getti ascellari terminali

- Sviluppo apicale a mazzetti

- Raccorciamento degli internodi

- Formazione di rosette fogliari

- Cascola di frutticini loro mancata formazione

[3] FITOPLASMI IMPORTANTI

▪ ▪

PIANTE LEGNOSE PIANTE ERBACEE

- Scopazzi del melo - Giallume dell’astro

- Moria del pero - Stolbur delle solanacee

- Giallume europeo delle drupacee - Viriscenza delle piante da fiore

- Giallume della vite 13

[4] TRASMISSIONE

▪ MEDIANTE INSETTI VETTORI

- Trasmissione molto efficace di tipo persistente propagativo con latenza di giorni-settimane (10-40 giorni)

- Il vettore dopo una singola acquisizione può rimanere infetto per tutta la vita ma richiede giorni per

ritrasmettere

- Persistono nel vettore anche dopo la muta, ma nella maggior parte dei casi non viene trasmessa alla

discendenza per via transovarica

- Grande importanza sotto il profilo epidemologico: Vettori alati che si spostano rapidamente tra piante e colture

diffondono rapidamente il fitoplasma prelevato da una o poche piante infette

- alcune piante spontanee possono essere infette da fitoplasmi patogeni per le piante utili e fungere da piante-

serbatoio e da importanti sorgenti di inoculo

▪ MEDIANTE PROPAGAZIONE VEGETATIVA

- Trasmissione meno efficace con percentuali di trasmissione non elevate. Questo è probabilmente dovuto alla

irregolare presenza dei fitoplasmi nelle diverse parti infette della pianta

- SI per: Innesto (raramente), talea, tubero, rizoma

- NON per: ferita, taglio, sfregamento, polline, seme

▪ RAPPORTI CON L’OSPITE

- I fitoplasmi sono spesso poco concentrati nei tessuti dell’ospite particolarmente se questo è una specie arborea

come la vite, il pero, il melo…

- Nonostante ciò possono causare un quadro sintomatologico eclatante (giallumi, nanismi e altre aberrazioni

dello sviluppo, inclusi gli scopazzi, malformazioni fiorali, deperimenti)

- È molto improbabile che questi sintomi siano dovuti alla semplice occlusione dei tubi cribosi come avviene per

altri patogeni floematici

- Recentemente, è stato dimostrato che spiroplasmi e fitoplasmi interagiscono con specifici geni dell’ospite e che

l’espressione sintomatologica è probabilmente la conseguenza di tali interazioni.

[5] DIAGNOSI

- Sintomatologia visibile: spesso può essere sufficiente data la peculiarità di alcuni sintomi

- Sintomatologia microscopica:

o colorazioni specifiche (Dienes, DAPI) per il microscopio ottico

o osservazioni al TEM per la localizzazione dei fitoplasmi nel floema

- Test sierologici di tipo ELISA: anche se gli antisieri disponibili sono pochi e non molto affidabili

- Isolamento in piante test: (trasmissione per innesto, ponte cuscuta, insetti): la pervinca (Catharanthus roseus)

può ospitare numerosi fitoplasmi.

- Test molecolari (PCR): in tutte le sue varianti (particolarmente la “nested” PCR) è la tecnica diagnostica di

elezione che permette anche di classificare il fitoplasma

[6] DIFESA

Come per i virus la migliore difesa è la prevenzione che deve essere attuata mediante:

- selezione di genotipi resistenti al fitoplasma o al suo vettore e lotta ai vettori con trattamenti insetticidi

- distruzione immediata delle piante infette e monitoraggio della vegetazione spontanea o non limitrofa.

Il risanamento è possibile mediante termoterapia e, talvolta, micropropagazione, oppure trattando con tetracicline,

che non possono essere però impiegate in campo.

Talvolta sulle piante legnose si osserva il fenomeno del “recovery”, ovvero del risanamento spontaneo: uno dei

possibili motivi è l’instaurarsi di SAR, oppure l’azione di particolari endofiti.

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I FUNGHI

[1] I FUNGHI PATOGENI DELLE PIANTE

▪ CARATTERISTICHE GENERALI

- I funghi (o miceti) costituiscono un eterogeneo gruppo di organismi eterotrofi, viventi come saprofiti, parassiti o

associati in simbiosi con altri organismi

- Caratteristiche comuni: tutti i funghi sono eucarioti e multinucleati, sono eterotrofi, si nutrono per

assorbimento, si riproducono per spore.

- Sono formati da un’entità vegetativa multinucleata, il micelio, costituito da ife che crescono apicalmente

▪ FUNGHI PATOGENI

- La maggior parte dei funghi patogeni formano ife, costituite da cellule filamentose che possono essere settate,

o meno, a seconda del gruppo tassonomico, e che si estendono per crescita apicale e ramificazioni laterali a

formare un intreccio chiamato micelio

- L’insieme dei miceli derivanti da un unico propagulo si chiama colonia

- I funghi sono organismi cenocitici, ovvero possono, nel corso della crescita, avere divisioni nucleari senza

divisione cellulare (micelio sifonale). Questo aumenta la variabilità genetica in assenza di riproduzione sessuata.

- Forme di crescita dei funghi:

miceliare lievito lievito

gemmante con fissione

- Ramificazioni delle ife: monopodiale, dicotomica, simpodiale, Anastomosi ifale e contatto ifale.

- Lieviti: Corpo vegetativo unicellulare, Cellule allungate, ovali, sferiche, apiculate. Si riproducono per

gemmazione e sono dei saprofiti, parassiti facoltativi o obbligati.

[2] CARATTERISTICHE CELLULARI DEI FUNGHI

- Parete cellulare: chitina

- Membrana cellulare: come eucarioti, ma con ergosterolo e acido arachidonico (tranne gli Oomycota)

- Mitocondri: a creste piatte negli Eumycota e a creste tubulari negli Oomycota

- Nucleo: più piccolo delle cellule vegetali (1-5 μm)

- Setti: parete trasversali all’ifa (tranne gli Oomycota e Zygomycota)

o servono a separare il protoplasma dalle porzioni più vecchie o da ife danneggiate

o servono per delimitare gli organi riproduttivi

o non vengono mai formati vicino all’apice e possono essere perforati (es. doliporo dei basidiomiceti)

- Gli