Virologia e biotecnologie fitopatologiche

LA RESISTENZA SISTEMICA ACQUISITA [SAR]

- Si manifesta verso un ampio spettro di patogeni, di natura fungina, batterica e virale

- Indotta da agenti patogeni che causano HR o artificialmente mediante una pre-inoculazione con patogeni

necrogeni o induttori chimici di resistenza (composti di sintesi chimica che attivano le difese inducibili della

pianta comportandosi come elicitori)

- Si manifesta dopo intervalli di tempo variabili ma relativamente ampi (1-2 e più giorni), anche in organi distali

rispetto a dove è avvenuto il contatto con l’induttore

- In questi ultimi (organi distali) si parla più correttamente di Resistenza Locale Acquisita (LAR)

- La protezione è conferita anche ai tessuti non inoculati o non esposti all’induttore: protezione di lunga durata,

spesso settimane o mesi ed è aspecifica

- Trasmissibile per innesto, ma non trasmissibile alla progenie

- È una delle poche armi efficace contro le malattie virali

LA RESISTENZA SISTEMICA INDOTTA DAI RIZOBATTERI

- Indotta attraverso l’interazione delle radici della pianta con i rizobatteri (batteri non patogeni) che ne stimolano

la crescita

- Non è mai la conseguenza di lesioni necrotiche o reazioni di ipersensibilità ed è mediata dall’etilene e dall’acido

jasmonico (JA)

INDUTTORI DI RESISTENZA

- Acido salicilico (SA): attiva sintesi di alcune proteine e alla cellulare e all’induzione della SAR

- Acido jasmonico: contribuisce all’attivazione delle proteine di difesa.

- Etilene: si propaga attraverso la pianta e partecipa anch’esso alla formazione della resistenza sistemica

- BTH (benzotiodiazolo): analogo funzionale di SA, è in grado di attivare meccanismi di resistenza legati a SAR

- BABA (Acido β-amminobutirrico)

Chitosano: polimero naturale derivante dalla deacetilazione della chitina

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IL BIOCONTROLLO

- Pratica o processo mediante il quale un organismo indesiderato viene controllato dalle attività di altri organismi

- In patologia vegetale: la soppressione di un patogeno mediata da organismi già presenti o introdotti nell'ospite

o dalle molecole da loro prodotte.

- Primo caso studiato di biocontrollo = cocciniglia (lcerya purchasi) -> rodolia cardinalis (antagonista naturale)

Perché si fa biocontrollo?

- Minimizza gli effetti negativi sull'operatore e l'ambiente supporta le strategie di controllo già esistenti

- Può presentare una valida alternativa ai prodotti fitosanitari di sintesi (vantaggio ecologico ed economico)

- Può controllare malattie per le quali i metodi tradizionali non sono efficaci

- Metodo di lotta robusto perché basato sull'interazione complessa di più organismi (al momento non si è

trovata nessuna resistenza, se si sviluppa una resistenza nel patogeno, l'antagonista o si evolve e supera la

resistenza del patogeno o muore)

- Il target non è solo l’azienda biologica ma anche quelle integrate (non vieta utilizzo di altri agrofarmaci)

Perché NON fare biocontrollo?

- Difficile prevedere e valutare l'efficacia degli agenti di biocontrollo nelle condizioni di impiego perché in campo

ci sono condizioni molto diverse (condizioni meteo, flora già presente, altri fattori) dal campo sperimentale;

- Scarsa conoscenza dei meccanismi di difesa indotti dagli agenti di biocontrollo difficoltà di formulazione.

- Per essere approvato deve rimanere efficace in condizioni ambientali e di stoccaggio molto diverse

 AGENTI DI BIOCONTROLLO

Gli organismi in grado di controllare i patogeni vegetali; sono per lo più microrganismi associati alle piante: endofiti

ed epifiti. In particolare si studiano anche le potenzialità di funghi e batteri. Più raramente, anche di virus. Le classi

più studiate sono i PGPR i PGPB e BCF (BioControl Fungi, in particolare si usano molto i Trichoderma, predatori di

altri funghi)

ENDOFITI: molto specializzato per l'ambiente della pianta. Sono tutti gli organismi (funghi, batteri o attinomiceti) in

grado di vivere nella pianta senza causare nessun sintomo. Si distinguono in 3 classi:

- Endofiti competenti (più interessanti): riesce a colonizzare pianta in maniera attiva (penetrazione) e avere un

rapporto con l'ospite, sono endofiti obbligati, sono i più evoluti, sono i più estremi (poche basi nel corredo),

sono i più interessanti ma sono difficili da coltivare per evidenti motivi.

- Endofiti obbligati (competenti): di difficile coltivazione, però la loro caratteristica è importante a livello

ecologico per il biocontrollo, perché rimangono nella pianta una volta immessi, non vanno a colonizzare altri

ambienti.

- Endofiti facoltativi (competenti): possono vivere anche fuori dalla pianta; spesso sono batteri del suolo, come i

batteri nodulatori (rizomi) che vivono nel suolo e possono colonizzare radici.

- Endofiti opportunisti: microrganismi che entrano occasionalmente nella pianta e beneficiano di un ambiente

favorevole; non hanno una relazione specifica con l’ospite. Non molto interessanti per il biocontrollo

- Endofiti passeggeri: microrganismi che entrano nella pianta per caso (attraverso stomi, ferite,…). Non si

moltiplicano molto

 BIOCONTROLLO ≠ Plant Growth Protection

- PGPR: contribuisce al benessere della pianta SEMPRE in diversi modi

- Biocontrollo: è uno dei meccanismi del PGPR e si applica unicamente se c’è il patogeno, un agente di

biocontrollo senza patogeno potrebbe avere nessun effetto o uno negativo sulla pianta.

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I meccanismi di azione del biocontrollo

- Antagonismo diretto: produzione di inibitori (tossine, enzimi litici, molecole di QS), competizione per un nicchia

ecologica (potrebbe essere indiretto)

- Antagonismo indiretto: vado a migliorare la protezione della pianta, o peggioro l’habitat in cui vive il patogeno.

Strategie di biocontrollo (come si applica)

- Aumentativa: strategia nella quale l’antagonista è introdotto in concentrazione e frequenze tali da permetterne

la riproduzione e stabilità, così da essere pronto nel caso arrivasse il patogeno. Questa strategia sfrutta la

componente biologica. L’efficacia non è alta come un agrofarmaco, però costa meno, abbassa i livelli di attacco

patogeno.

- Inondativa: strategia nella quale l’antagonista è introdotto in maniera massale, ottenendo il controllo del

patogeno senza curarsi della sua riproduzione dopo il trattamento (come se fosse un fitofarmaco)

- Bisogna considerare ovviamente LA SOGLIA DI DANNO. I principali batteri utilizzati sono:

o Bacillus (pumilus, sottilis, thuringesis, licheniformis - contro Rhizoctonia, Fusarium; Erwinia, oidio e piralide)

o Pseudomonas (fluorescens, syringae contro Botrytis cinerea, Mucor pyriformis, Penicillium)

o In via di scoperta (scoprire se agente è tossico solo per determinato organismo patogeno o anche per altro)

Methylobacterium paenibacillus (P. polimixa) pantoea - P. agglomerans (patogeno per l’uomo)

Sinnecrosi o competizione:

- Competizione per interferenza: una specie interferisce direttamente con l’altra, per il nutrimento, o la

colonizzazione dell’ospite

- Competizione per sfruttamento: una specie interferisce indirettamente con l’altra, dato che entrambe usano

stessa risorsa (finita) per sopravvivere.

- Competizione ipovirulenza: si usa un patogeno disarmato (ipovirulento) che farà un danno minore o nullo sulla

pianta andando ad occupare stessa nicchia di patogeno super virulento. Alcuni ceppi ipovirulenti sono

ipovirulenti perché sono infetti da un virus così che questo virus viene trasmesso a tutti i funghi, e si osserverà

una diminuzione della virulenza generale

- Allelochimico: qualunque molecola del metabolismo secondario che ha effetto su organismi terzi; possono

essere antibiotici, enzimi litici, siderofori (chelano Fe), degradazione dei fattori di virulenza (spore, propaguli,...)

del patogeno, interferenza Quorum Sensing (QS) —> tanti batteri come Xylella ecc. quando entrano e sono in

pochi non manifestano sintomatologia, poi quando sono in molti cambiano morfologia la manifestano.

- Antibiotici: Molecole non proteiche organiche, a basso PM, che hanno un effetto negativo (morte) su organismo

con cui entrano in contatto. Molto efficaci, funzionano a bassissima dose, provocano insorgenza di resistenza.

Es: Pantea agglomerans —> colpisce E. amylovora che ha stesse caratteristiche e vive nello stesso ambiente.

- Antagonismo diretto: Produzione di VOC (sostanze volatili)

o Possono permeare nella pianta senza fare danni

o Ruolo da semiochimici (qualunque molecola che da rapporta con chi lo produce e chi lo riceve es. ormoni):

hanno induzione di comportamenti diversi nel patogeno (terpeni), o induzione di comportamenti diversi

nell’ospite (induzione di resistenza). L’induzione di resistenza è un meccanismo di regolazione molto fine, è

la speranza futura del biocontrollo.

o Azione di antibiotico (DMDS dimetildisolfuro)

o Interferenza con QS (es. Terpeni) 15

MISURE DI CONTROLLO DELLE MALATTIE VIRALI

 INTRODUZIONE

- Le misure territoriali sono prese dal servizio fitosanitario delle regioni.

- L’UE, tramite l’EPPO, determina i protocolli per la diagnosi, le procedure fitosanitarie (quando estirpare e

trattare) e si occupa anche di stilare le liste dei patogeni “da quarantena” per le quali la lotta è obbligatoria

o Lista A1: patogeni da quarantena non presenti in Italia

o Lista A2: patogeni da quarantena presenti sul territorio ma non ancora diffuse su tutto il territorio (es:

Sharka e Xylella)

- L’EPPO controlla il servizio fitosanitario centrale in Italia che a sua volta controlla quelli regionali. Tutti i

problemi delle varie regioni vengono comunicate al servizio fitosanitario centrale che comunica con le varie

autorità a livello europeo o internazionali che a sua volta legiferano in materia.

- Il servizio fitosanitario si occupa:

o Di raccogliere tutte informazioni di malattie da patogeni di quarantena, eseguire controlli per

comprenderne la diffusione sul territorio

o Rilascio del passaporto verde (le piante possono circolare liberamente all’interno della UE)

o Di accertare che siano effettuati i adatti nelle giuste tempistiche

- Agricoltori cosa possono fare?

o Utilizzo di materiale sano e certificato! (Esente da qualsiasi virus o patogeno)

o Utilizzo di piante resistenti:

 I geni che conferiscono resistenza alle piante possono essere sia dominanti che recessivi.

 Esistono molte più informazioni su piante erbacee che arboree. A volte la resistenza è monogenica

oppure poligenica (meglio scegliere quest’ultima)

- La lotta contro le malattie da virus presenta difficoltà maggiori nelle piante che negli animali in quanto le piante

non hanno risposta immunitaria: una pianta infetta da virus lo rimane, ed è destinata a morire o a rimanere

in