Fisiopatologia vegetale - schemi riassuntivi

INTERAZIONI TRA ORGANISMI

• RELAZIONI ECOLOGICHE:

• SINERGICHE: interazione in cui uno dei due bionti crea condizioni (es. alterazioni del substrato) che sono favorevoli e possono essere sfruttate dall'altro bionte interessato nella relazione
• ANTAGONISTICHE: Competizione tra due bionti per nutrimento, acqua, luce (es. consociazioni errate, piante infestanti) che è sfavorevole ad entrambi e

non c’è contatto fisico tra i bionti

• SIMBIOSI:

c'è contatto fisico tra i bionti, da questa relazione uno o entrambi i bionti possono trarre vantaggio

• MUTUALISMO: entrambi i bionti traggono vantaggio dalla simbiosi
• COMMENSALISMO: solo uno trae vantaggio dalla simbiosi, ma non arreca danni all'altro
• PARASSITISMO: solo uno trae un vantaggio della simbiosi e arreca danno all'altro bionte (-> PATOGENO)

Per nutrirsi hanno bisogno dei processi metabolici delle cellule vegetali

• BIOTROFI

Si nutrono uccidendo le cellule dell'ospite

• NECROTROFI

PARASSITI

• OBBLIGATI: Non possono vivere al di fuori dell'ospite
• FACOLTATIVI: possono vivere al di fuori dell'ospite ed essere coltivati in vitro

• ENDOFITI: Vivono all'interno dell'ospite
• EPIFITI: Vivono sulla superficie dell'ospite

SINTOMATOLOGIA:

studio di sintomi o ricerca di segni (che testimoniano la presenza di un patogeno)

1) MODIFICAZIONI CROMATICHE

• Clorosi e ingiallimenti
• Clorosi delle nervature: internervali e perinervali
• Rottura di colore
• Striature
• Mosaici
• ticchiolature

2) SOLUZIONI DI CONTINUITA’ O DISTACCO DI PARTI

• Antoptosi
• Carpoptosi
• Filloptosi

3) NECROSI E ALTERAZIONI DEGENERATIVE

• Cancri
• Galle
• Macchie necrotiche
• Degenerazioni delle radici
• Carie

4) MODIFICAZIONI DI FORMA\DIMENSIONI

• Scopazzi
• Fillodia
• Virescenza
• Riduzione delle dimensioni di frutti
• bollosità

INTERAZIONI TRA ORGANISMI

• RELAZIONI ECOLOGICHE:
  • SINERGICHE: interazione in cui uno dei due bionti crea condizioni che sono favorevoli e possono essere sfruttate dall’altro bionte interessato nella relazione
  • ANTAGONISTICHE: Competizione tra due bionti per nutrimento, acqua, luce che è sfavorevole ad entrambi e

non c’è contatto fisico tra i bionti

• SIMBIOSI:
  • MUTUALISMO: entrambi i bionti traggono vantaggio dalla simbiosi
  • COMMENSALISMO: solo uno trae vantaggio dalla simbiosi, ma non arreca danni all’altro
  • PARASSITISMO: solo uno trae un vantaggio della simbiosi e arreca danno all’altro bionte

c’è contatto fisico tra i bionti, da questa relazione uno o entrambi i bionti possono trarre vantaggio

BIOTROFI

NECROTROFI

PARASSITI

• OBLIGATI:
• FACOLTATIVI:
• ENDOFITI
• EPIFITI

SINTOMATOLOGIA: studio di sintomi o ricerca di segni (che testimoniano la presenza di un patogeno)

1. MODIFICAZIONI CROMATICHE
   • Clorosi e ingiallimenti
   • Clorosi delle nervature: internervali
   • Rottura di colore
   • Striature
   • Mosaici
   • Ticchiolature
2. SOLUZIONI DI CONTINUITA’ O DISTACCO DI PARTI
   • Antoptosi
   • Carpoptosi
   • Filloptosi
3. NECROSI E ALTERAZIONI DEGENERATIVE
   • Cancri
   • Galle
   • Macchie necrotiche
   • Degenerazioni delle radici
   • Carie
4. MODIFICAZIONI DI FORMA\DIMENSIONI
   • Scopazzi
   • Fillodia
   • Virescenza
   • Riduzione delle dimensioni di frutti
   • bollosità

1 INOCULAZIONE:

INOCULO: Insieme di propaguli del patogeno

• BATTERI: Cellule batteriche
• VIRUS: Particelle virali
• FUNGHI: Miceli, sclerozi, spore corpi fruttiferi

LE FONTI: Piante infette, insetti, animali, piante parassite, materiale vegetale morto, materiale di propagazione infetto

DIFFUSIONE DEGLI INOCULI:

• Tramite l’azione dell’uomo (semi contaminati, forbici da potatore, scarpe)
• agenti abiotici (vento, pioggia, grandine)
• vettori (insetti, nematodi, acari, uccelli) etc.

2) ANCORAMENTO:

TRAMITE:

• Fibrille di cellulosa (batteri)
• Appressorio (funghi)
• Sostanze mucillaginose che a contatto con l’acqua diventano adesive, forze elettrostatiche

3) RICONOSCIMENTO:

• INTERAZIONE INCOMPATIBILE:
• Parassita\pianta non ospite
• Parassita\pianta ospite resistente
• FENOTIPO: RESISTENZA
• INTERAZIONE COMPATIBILE:
• Parassita\pianta ospite
• FENOTIPO: SUSCETTIBILITA’ (dopo il periodo di incubazione si ha la comparsa dei sintomi)

4) PENETRAZIONE:

• ATTIVA: Funghi: riesco attivamente a raggiungere le aperture naturali, inoltre possono anche penetrare attraverso parti intatte della pianta tramite particolari strutture (ife di penetrazione)
• PASSIVA: Batteri: non riesco attivamente a raggiungere le aperture naturali delle piante per penetrarvi... Riesco a penetrare tramite ruscelli ad esempio virus

TRAMITE:

Aperture naturali:

• IDATODI
• STOMI
• LENTICELLE
• STIGMI

Ferite (lesioni causate da animali, condizioni climatiche avverse)

5) COLONIZZAZIONE:

Il patogeno si nutre senza uccidere le cellule: non viene danneggiato il plasmalemma.

• BIOTROFICA
• NECROTROFICA: Si nutre uccidendo le cellule

In base alla localizzazione:

Funghi: intra e intercellulare e vasi xilematici

Batteri: intercellulare

Virus: intracellulari

Batteri esigenti: a livello di xilema\floema

• PENETRAZIONE: il patogeno supera le barriere esterne della pianta
• COLONIZZAZIONE: il patogeno supera le barriere interne della pianta, soddisfa le proprie esigenze nutrizionali
• COMPARSA DEI SINTOMI: dopo un tempo di incubazione si avranno delle manifestazioni patologiche dovute all’infezione
• EVASIONE: il patogeno si diffonde nell’ambiente per infettare altre piante

COLONIZZAZIONE BIOTROFICA:

• Il patogeno si nutre non determinando la morte cellulare, successivamente si avrà necrosi, generalmente a seguito della moltiplicazione del patogeno
• Nel caso dei funghi si hanno determinate strutture che appunto sono tipiche nei funghi biotrofi: queste sono gli austori.
• I sintomi associati alla colonizzazione biotrofica sono le green-island
• Produzione da parte dei patogeni di fitormoni per stimolare il metabolismo cellulare e assicurarsi il nutrimento

COLONIZZAZIONE NECROTROFICA:

A carico di:

APOPLASTO

insieme di pareti cellulari e spazi intercellulari, non comprende i plasmodemmi

• TRAMITE: EDPC

-Pectinolitici

-deg. cellulosa

-deg. lignina

Marciumi, tracheofusari, sclerotinica

carie bianca del legno

• GLI EDPC hanno funzioni:
• Tossiche: danneggiano il simplasto
• Macernati: disgregano i tessuti
• Nutrizionale: favoriscono la colonizzazione
• Meccanica: permettono l’avanzata del patogeno

SIMPLASTO

insieme di protoplasti collegati tra loro mediante plasmodemsi

• TRAMITE:
• TOSSINE
• Senza meccanismi litici

Ospite-specifiche

• Determinanti patogenicitá
• Non Ospite-Spec.
• Non determinanti patogenicitá

• ENZIMI DIGESTIVI
• per digerire le macromolecole (liberate a causa della lisi cellulare) in molecole piú semplici che possano essere assorbite da patogeno (amilasi, proteasi, lipasi, fosfolipasi etc..)

DIAGNOSI:

studio delle cause determinanti la malattia ai fini di intervenire con i mezzi e le metodologie adeguate

TRADIZIONALE:

ANAMNESI

1. Conoscenza fenotipica della pianta sana
2. Capire la distribuzione delle manifestazione patologiche nella pianta e delle colture in un terreno
3. Quadro degli interventi tecnici quali concimazione, pesticidi, rotazioni, diserbanti
4. Prelevare un campione e conservarlo a 4-8°

INDAGINI MICROSCOPICHE DI LABORATORIO

1. Osservazione del campione tramite microscopio per accertare la presenza di strutture caratteritische associate al patogeno
2. Creazione di una camera umida tale da consentire la crescita di funghi e\o colture batteriche
3. Isolamento su terreni di coltura adatti seguiti da analisi al microscopio

QUESTI INTERVENTI POSSONO ESSERE SUFFICIENTI AD IDENTIFICARE IL PATOGENO PER LE MALATTIE PIU’ COMUNI E TIPICHE

SIEROLOGICA

IMMUNOFLUORESCENZA Diretta indiretta

ANALISI IMMUNOENZIMATICHE

ELISA

TRAMITE INDAGINE MOLECOLARE

PCR RT PCR NESTED PCR MULTIPLEX PCR LAMP

PCR E AFFINI

IBRIDAZIONE

RESISTENZA DELLA PIANTA

• SFUGGENZA
• TOLLERANZA
• RESISTENZA SPECIFICA

LINEE DI DIFESA DELLA PIANTA

1. PASSIVE (pre infenzionali e pre-costituite)

• Morfologiche
  • Contrasto dell’adesione
  • Contrasto della penetrazione
  • Contrasto della colonizzazione
• Chimiche
  • -Assenza di sostanze attrattive\presenza di sostanze repellenti
  • -Sostanze inibenti lo sviluppo del patogeno

2. ATTIVE (post infenzionali e indotte)

• Morfologiche
  • Differenziamento di strutture istologiche
  • Diff. di strutture cellulari\morte programmata
• Chimiche
  • Fitoalessine
  • Composti fenolici (polifenolo perossidasi)
  • Proteine PR

RICONOSCIMENTO PIANTA\PATOgeno

PAMP (strutture associate al patogeno o suoi metaboliti)

DAMP (prodotte dalle piante così da innescare meccanismi di resistenza)

• ENDOGENI GENERALI determinano la risposta del non ospite
• ESOGENI SPECIFICI Sono il prodotto dei geni AVR. Determinano la risposta dell’ospite, sono effettori prodotti da alcune razze fisiologiche nei confronti di specifiche cultivar.
• RETTORI:

• RLP: Due domini
  • Extracellulare (lega PAMP\DAMP)
  • Trans-membrana
• RK: tre domini
  • Intracellulare (responsabile della trasmissione dell’impulso a livello del nucleo della cellula, così che siano trascritti i geni R..PROTEINE R)

il riconoscimento degli effettori del patogeno può essere di tipo:

• DIRETTO
• INDIRETTO: tramite particolari proteine di guardia che si comportano da adattatori

MODELLO ZIG ZAG: rappresentazione schematica dell’interazione pianta-patogeno

PAMP\DAMP (elicitori generali) si legano a PRR (recettori) IMMUNITA’ SCATENATA DAI PAMP (PTI)

• Superamento della PTI di alcuni patogeni tramite la produzione di EFFETTORI (codificati dai GENI AVR)

Se la pianta non possiede geni R con fenotipo dominante

• SUSCETTIBILITA’ (ETS)

Se la pianta possiede geni R

• Codificano per proteine NB\LRR
• IMMUNITA’ (ETI)

IMMUNITA’

Risposta di difesa della pianta: è dipendente dalla produzione di ACIDO SALICILICO

• Resistenza acquisita a livello locale LAR nelle prossime infezioni i meccanismi di difesa nella pianta saranno più pronti ed efficaci.
• Resistenza acquisita a livello sistemico SAR

Determina dei cambiamenti di espressione genica che vengono percepiti da proteine PRN1 che determinano la trascrizione dei geni di RESISTENZA

• Morte cellulare (RI)
• Produzione fitoalessine, proteine PR
• Lignificazione, etc…

FUNGHI, OOMICETI E PLASMODIOFORIDI

OOMICETI

• > regno dei cromisti
• > Possono essere saprofiti o parassiti di piante, pesci e animali o parassiti obbligati (quelli più evoluti)
• > Presentano parete cellulare composta da cellulosa
• > Il tallo è formato da intreccio di ifee aseptate (quelle vecchie sono settate)
• > Le zoospore sono biflagellate (flagello anteriore a piuma e posteriore a frusta)

> Riproduzione

• Sessuata: mediante oospore che si formano negli oogoni
• Anteridio (organo maschile)
• Oogonio (organo femminile)
• Le oospore possono germinare in sporangi (diploidi) da cui verranno liberate le zoospore
• Asessuata: mediante la formazione di sporangiospore (zoospore) per frammentazione di protoplasmi negli sporangi

> Causano marciumi molli

FUNGHI PROPRIAMENTE DETTI

• Regno dei funghi
• Parete cellulare composta da chitina

CHITRIDIOMICETI

• Ife asettate
• Zoospore uniflagellate
• Riproduzione agamica tramite la formazione di zoospore (x frammentazione e dei protoplasmi)
• Sono vettori di VIRUS, determinano marciumi radicali e rogna nera della patata

ZIGOMICETI

• Ife asettate
• Riproduzione agamica tramite sporangiospore
• Riproduzione sessuale per fusione di gametangi e formazione di zigosporangi all’interno delle quali si formano le zigosfore
• Determinano marciumi deliquescenti nei frutti

ASCOMICETI

• Ife settate
• Riproduzione agamica tramite conidi all’interno di conidiofori. I conidiofori possono essere liberi o racchiusi in strutture:
  • Sinnema: uniti a fascio alla base
  • Sporodochio: su cuscinetto
  • Acervolo: massa appiattita
  • Picnidi: tubi cav appzzettai internamente (cirro)
• Riproduzione sessuale tramite ascosfore che si formano all’interno di aschi che possono essere liberi o racchiusi in ascomi (corpi fruttiferi)
  • Peritecio: forma sferica con aperture (ostiolo)
  • Cleisteotecio: forma sferica, non aperture
  • Apotecio: forma a coppa
  • Pseudoteci: non stimolo sessuale
• Determinano marciumi

BASIDIOMICETI

• Ife settate collegate tramite aperture
• Riproduzione agamica tramite conidi e formazione di spore (nelle ruggini uredospore e eciospore)
• Riproduzione sessuale tramite basidiospore che sono prodotte entro basidi
• Provocano carie del legno, marciumi, etc

PLASMODIOFORIDI

• regno dei protzoi
• Sono tutti parassiti obbligati
• Non presentano parete cellulare,
• Il tallo è formato da una massa protoplasmatica (plasmodio) di tipo ameboide
• Le zoospore sono biflagellate o tetraflagellate
• Causano Ernie del cavolo e delle crucifere