Parte speciale Batteriologia Xylella Pseudomonas e Xanthomonas

Gruppo delle Xylellegammaproteobatteri

Caratteristiche generali

Grande gruppo all'interno dei Gammaproteobatteri. Da un punto di vista evolutivo è parente molto stretto a Xanthomonas. Se la parentela con X la vediamo a livello di filogenesi, sia per quanto riguarda l’habitat che per quanto riguarda la diffusione, sono completamente differenti. Mentre X. cresce piuttosto facilmente sui più comuni substrati, Xylella invece no. È una specie tra le più importanti che presenta un habitat piuttosto limitato nello xilema.

Modalità di diffusione

Xanthomonas: mentre le modalità di diffusione e di trasporto, residui di terreno e penetrazione all’interno sopravvivenza sono legate a dei semi, ecc.

Xylella: è un batterio presente nella lista A1 dell’EPPO. La caratteristica differenziale è la presenza di insetti vettori. Per certi versi, la rende più vicina ad alcuni fitoplasmi o ad alcuni Mollicutes. Il batterio si muove attraverso un vettore che appartiene alla famiglia dei Cicadellidi, ma ci sono anche appartenenti alla famiglia dei Cercopidi. L'insetto si infetta del batterio quando va a succhiare da una pianta già infetta, dopodiché si sposta e si alimenta da un’altra pianta, finendo per inocularla automaticamente. Si tratta di insetti che, con un piccolo stiletto che hanno nell’apparato boccale, riescono ad arrivare nello xilema, quindi trapassano tutta la corteccia, arrivano allo xilema e inoculano il batterio. È evidente che l’infezione avviene nei rametti terminali che hanno la corteccia più tenera, più sottile, quindi più facile da bypassare e arrivano allo xilema che conduce la linfa grezza.

Trasmissione e vettori

In alcune associazioni con i vettori, è un tipo di trasmissione che dura nel tempo. Si stabilisce una certa relazione tra i vettori nel senso che è anche all’interno del vettore, nel tratto faringeo, che questi batteri formano un vero e proprio biofilm sulla superficie e danno luogo a quelle delle reazioni di quorum sensing che all’interno del vettore non danno origine a meccanismi di patogenesi. La trasmissione è transovarica nel senso che solo quando l’insetto è adulto ha la capacità di trasmettere questo batterio. I Cicadellidi e Cercopidi devono avere una dimensione dai 5 mm in su per essere idonei alla trasmissione. La dimensione del vettore è importante perché l’apparato boccale deve essere di dimensione tale da contenere 4/5 cellule nello stiletto senza otturarlo.

Insetti: questo batterio è trasportato da insetti che appartengono al gruppo delle cicale. La Cicala orni (quella che canta) non c’entra nulla. Si tratta di insetti piccoli piccoli. La schiuma è un prodotto che serve per proteggere gli afidi, insetti giovani di questo insetto che si chiama Phylaenus spumarius. Misura 5 mm e ha una variabilità enorme, può essere grigio o marroncino ed è quello che è responsabile della diffusione di questo batterio. Recentemente anche altre specie di cicaline sono state associate alla malattia ma non sono importanti per quanto riguarda la diffusione.

Sintomi

Il disseccamento è rapido e veloce. Il collasso della pianta avviene nel giro di 1 o 2 mesi. Dalla prima comparsa dei sintomi fino all’intero collassamento di branche principali (diametro circa di 35-40), nell’arco di tre mesi la pianta collassa. Casi di branche morte ma alla base c’è una forte emissione di polloni è un’indicazione del fatto che la sofferenza è al livello dei vasi. La malattia, che si colloca nei vasi di trasporto di linfa grezza, provoca una forte esplosione di quelle gemme avventizie che si trovano alla base delle piante. Maggiore è il numero di polloni e succhioni, maggiore è il danno dei vasi xylematici. Questi ricacci muoiono nel giro di qualche settimana proprio perché la vigoria, l’eccesso di linfa rende i germogli più succulenti e l’insetto si va ad alimentare proprio lì. Non esistono miracolose riprese di vegetazione.

I sintomi del disseccamento sono associati a una manifestazione particolare, i sintomi sulle foglie. Da qui possiamo avere una prima indicazione. La punta delle foglie presenta delle zone marroncine terminali ma soprattutto tutto il margine della foglia dissecca, assume una colorazione rosso mattone molto intensa ed è il classico sintomo di leaf scorching, a significare l’azione del “fuoco” (con disseccamenti nella parte apicale e/o marginale della lamina, disseccamenti a carico della chioma inizialmente di rami isolati (brachette di un paio d’anni) sparsi senza ordine specifico. Nel giro di poco tempo la pianta inizia a seccare, intere branche e/o dell’intera pianta e imbrunimenti interni del legno a diversi livelli dei rami più giovani, delle branche e del fusto.)

Alla zona clorotica segue una necrosi con colorazione rosso mattone caratteristica; ci sono diverse situazioni che possono provocare ciò, ad esempio un fungo che provoca necrosi ma con colorazione grigia. I batteri, in particolare, hanno una specifica colorazione rosso-mattone nera. Il nero è l’elemento differenziale con altri patogeni di disseccamento. I sintomi vanno dalla foglia più vecchia a quella più giovane.

Osservazioni

All’inizio, abbiamo notato un maggiore associazione tra l’età della pianta e l’incidenza della malattia; infatti, si è mostrato con maggiore virulenza su piante secolari. Recentemente si è visto che anche piante giovani possono essere attaccate anche se ben tenute e coltivate. In campo, le piante dello stesso appezzamento sono infette con un’incidenza della malattia del 100%. La cellula caratteristica ha pareti cellulari corrugate che ne consentono l’identificazione al microscopio elettronico. Sebbene se ne conosca una specie, Xylella fastidiosa è caratterizzata da un’elevata variabilità genetica con almeno quattro sottospecie accettate dalla commissione tassonomica internazionale: Pauca, Sandy, Fastidiosa, e Multiplex, con preferenza di ospite e di areale.

L’identificazione della specie risulta molto semplice utilizzando le informazioni della regione 16 S. L’identificazione della sottospecie è molto complessa e necessita un approccio di molti loci, sequenza type, quindi sono soprattutto alcuni geni coinvolti nella biosintesi di alcuni amminoacidi, 5 di questi loci.

Collocazione geografica

Pauca: America del Sud, agrumi e caffè.

Sandy: ignota, oleandro.

Fastidiosa: America Centrale, vite e mandorlo.

Multiplex: USA meridionale, oleandro, querce e olivo californiano. Questi sono originari delle zone americane, nord e sud America, con certezza sono presenti su questo continente già da un po’ di tempo. Nonostante questa difficoltà di portarli in coltura, i danni causati sono solo fino alla fine del 1800. Inoltre, accanto alla distribuzione geografica, è importante dire che per questi batteri esiste una specialità d’ospite o comunque una virulenza incrociata che non è solo funzione della sottospecie ma è anche di localizzazione geografica. Questo vuol dire che la sub specie multiplex nel quadrante settentrionale dell’America la ritroviamo su mandorlo, fruttiferi, olivo e su tante altre ornamentali, viceversa nel quadrante meridionale la ritroveremo soltanto sul susino. La fastidiosa la ritroviamo su vite e su mandorlo mentre la multiplex non la ritroviamo sulla vite. Multiplex quindi, più che differente specificità di ospite in un areale, si sviluppa in un ospite preferenza di ospite rispetto all’areale.

Meccanismi di patogenicità

Studiando il meccanismo di patogenicità, ci sono due elementi fondamentali: la necessità di formare un biofilm sulle superfici in modo tale che possa essere raggiunta una densità di cellule tale da scatenare quei meccanismi di quorum sensing che danno luogo alla produzione di un fattore diffusibile di una molecola che scatena alcuni meccanismi di patogenicità. È un meccanismo che molte cellule batteriche della stessa specie utilizzano per comunicare tra di loro. Fino a quando le cellule non raggiungono il quorum si proteggono tramite una matrice polisaccaridica che le tiene unite. Quando raggiunge un certo numero di cellule viene prodotto un fattore diffusibile che scatena meccanismi di patogenicità. Non si sa di quanto tempo c’è bisogno per tutto ciò.

Sicuramente all’interno delle strutture xilematiche si formano questi agglomerati di cellule che interferiscono con il trasporto di succhi nella linfa grezza. Qui si apre il mondo e qui si pone l’aspetto critico di colui che fa la ricerca. Tutta la letteratura mondiale, con eccezione della situazione specifica della multiplex sulla vite negli USA, non c’è molto accordo sulla capacità di far morire piante o di far generare il sintomo di questo batterio. Ci sono molti meccanismi che ancora non sono noti e quello che è certo è che la Xylella fastidiosa multiplex presente sugli olivi californiani non ha fatto altro che il solletico, nel senso che si ha avuto solo qualche sintomo di bruscatura fogliare senza la morte della pianta.

Di fatto, c’è anche da considerare che la letteratura mondiale dice che spesso in associazione con altre specie batteriche, per esempio la pauca sugli agrumi, perché la pianta possa morire di Xylella pauca, è necessaria la presenza di altre specie batteriche che vivono come endofite nello xilema. Per il momento dobbiamo cercare solo di limitarne la diffusione.

Complesso del disseccamento rapido dell'olivo

Per questo in Puglia si chiama complesso del disseccamento rapido dell’olivo. Gli alberi quindi seccano per una concausa di elementi tra i quali vi è un fungo, il Phaeoacremonium, un lepidottero, la Zeuzera pyrina, e un batterio parassita, la Xylella fastidiosa (non sempre si trovano questi).

Funghi: per quanto riguarda i funghi, sono funghi che provocano imbrunimenti e sono presenti nei vasi; si possono trovare anche vicino alle radici. I funghi presenti sono delle colonie note, pericolosi ma in letteratura non è certo che abbiano provocato la morte così veloce degli ulivi. Accanto a specie note (Phaeoacremonium) ci sono specie mai trovate prima. Sono funghi nuovi con crescita lenta, non si sa se provocano la morte della pianta (Pseudophaeomoniella). Questi funghi non stanno solo nel Salento ma anche nel foggiano e lì gli ulivi non muoiono. Questi funghi fanno parte del complesso ma non sono i patogeni primari.

Zeuzera pyrina: è sempre stata presente ma mai provocando un disseccamento così diffuso. Le larve possono avere diversa età, da l...