Patologia

BATTERII

5 generi principali: Agrobacterium, Corynebacterium, pseudomonas, xanthomonas, fusarium, erwinia

Esistono classificazioni basate sulla specificità con l'ospite ma non da saggi biochimici

Caratteristiche generali dei batteri:

• Sono procarioti, unicellulari, aventi un genoma circolare e plasmidi (DNA extracromosomale)
• Si riproducono asessualmente per scissione binaria
• Sono molto piccoli (1-2 mm), non visibili ad occhio nudo, di forma sferica (coccus) o a bastoncino (bacillus). Diventano visibili quando formano aggregati, biofilms o sospensioni viscose costituite da almeno 1x 106 CFU/ml: unità minima per svolgere la loro attività benefica (controllo biologico) o nociva (fitopatogeni)
• Tutte le superfici e i tessuti vegetali ospitano batteri, come epifiti o come endofiti: possono essere permanenti o transienti
• Vengono isolati da tessuti infetti e coltivati su terreni differenziali. Tutti i batteri fitopatogeni sono saprofiti

1. Riproduzione
   • Per scissione binaria
   • Genoma circolare:
     • 4-6 Mb
   • Plasmidi:
     • autoreplicanti
     • fattori di virulenza
     • fattori di adattamento
2. La capsula batterica è posta all'esterno della parete cellulare, involucro viscoso di natura polisaccaridica. Tra le funzioni ricordiamo:
   • protezione (disidratazione, disseccamento, strato chelante: disattivazione antibiotici)
   • serbatoio sostanze nutritive
   • capacità infettiva (esopolisaccaridi ESP mucillaginosi, congestione idrica, ostruzione vasi)
3. La parete cellulare batterica: GRAM-/+
   • Maggior parte dei fitopatogeni: ruolo membrana esterna
   • Protezione cellula batterica (recettori biocine)
   • Lipopolisaccaridi (LPS) e proteine di membrana: riconoscimento batterio-pianta suscettibile
4. Da un punto di vista morfologico i batteri sono difficilmente identificabili
   • Produzione di enzimi
   • Utilizzazione di substrati
   • Con metodi miniaturizzati di esecuzione di

reazioni biochimiche convenzionali.- Con sistemi basati sul profilo di utilizzazione di substrati selezionati al fine di consentire l'acquisizione di un insieme direazioni positivo/negative- Analisi di sequenze conservate (gene 16S rDNA)- Attribuzione specie basata su identità di sequenza (97%)

Ecologia dei batteri associati alle piante- nella maggior parte dei microhabitat (rizosfera, fillosfera, carposfera)- solitamente benefici per la pianta (PGPR/PGPB)- fitopatogeni meno importanti di virus e funghi- solo in certe condizioni variano il loro stile di vita da endofitico/simbiotico a parassitario/patogenico

Limiti- disattivi a 33-40°C- esigenze di acqua e umidità- no penetrazione diretta- ambiente subalcalino- difficile diffusione "passiva" per modalità di aggregazione

I batteri fitopatogeni- Sono circa 300 tra specie e "pathovar" (pathogenic variety)- Appartenenti ai generi:o Xanthomonaso Pseudomonaso Agrobacteriumo Erwiniao

Ralstonia, Burkholderia, Fusarium, Xilophilus, XIFB (xylem inhabiting fastidious bacteria), Xylella fastidiosa, Batteri corineformi Arthrobacter, Curtobacterium, Nocardia, Rhodococcus + Clavibacter-

Rispetto ai funghi sono relativamente meno importanti per le perdite complessive che possono causare, questo viene attribuito a diverse cause: i batteri fitopatogeni non formano strutture particolari di resistenza, per cui la loro sopravvivenza è garantita soprattutto dalla stessa pianta ospite; a differenza dei funghi sono incapaci di penetrazione diretta quindi entrano nella pianta solo attraverso aperture naturali o ferite; preferiscono un ambiente sub-alcalino mentre il PH di una pianta è generalmente acido; inoltre i batteri sono termofili, quindi preferiscono animali a sangue caldo che piante fredde. Tuttavia, se si trovano in condizioni favorevoli, risultano essere particolarmente distruttivi anche a causa della loro altissima velocità di riproduzione.

Diagnosi-

Sintomatologia- Presenza di film batterici

Metodi diagnostici:

• Sierologia
• Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA)
• Biologia molecolare

Epidemiologia e controllo delle malattie batteriche:

• Esclusione competitiva
• Sali di rame
• Utilizzo di induttori di resistenza (Acibenzolarmetile)
• Utilizzo di cultivar resistenti
• Utilizzo di materiale di propagazione certificato sano

Habitat dei batteri fitopatogeni:

Normalmente sono presenti in comunità con altri organismi, soprattutto funghi. Con la pianta possono stabilire due tipi di rapporto:

1. Endofitia = i batteri fitopatogeni stabiliscono con l'ospite un rapporto di parassitismo e ne invadono i tessuti, moltiplicandosi negli spazi intercellulari e nei vasi xilematici (non sempre sono patogeni, molti sono saprofiti e spesso svolgono funzioni utili alla pianta)
2. Epifiti = capaci di vivere sulla superficie della pianta (fiori, foglie, frutti, gemme, rami e tronchi) - il vantaggio è che possono muoversi per cercare condizioni

più favorevoli in caso di condizioni non adeguate

Ceppi batterici utili:

Processo infettivo- Fase epifitica (sopravvivenza e crescita)

o caratteristica non presente in tutti i fitopatogenio il batterio risiede su organi epi/ipogei dell’ospite dove trova nutrimento/protezione (le parti ipogee sono piùricche di nutrienti a causa degli essudati radicali)

o presa di contatto col potenziale ospite

o nessuna alterazione ai tessuti della pianta (poche eccezioni)

o quando le condizioni ambientali sono favorevoli (alta umidità e T medie): moltiplicazione, penetrazione e colonizzazione

- Fase endofitica

o Penetrazione: processo passivo

▪ →I batteri non possiedono metodi di penetrazione attiva l’ingresso avviene tramite aperture naturali e lesioni

▪ Se sono in grado di muoversi i batteri si spostano nei liquidi o nelle aperture, altrimenti entrano nella pianta con l’assorbimento di acqua

▪ I batteri si colonizzano negli spazzi intercellulari dei tessuti

parenchimatici e nelle trachee/tracheidi dello xilema (malattie vascolari) – non invadono cellule vive

Ancoramento

• Capacità del batterio di riconoscere l'ospite specifico, in questo modo non avviene nessun riconoscimento ad opera della pianta o se avviene la pianta non è in grado di contrastarlo
• Adsorbimento = aspecifico/istantaneo/reversibile i batteri sono veicolati dall'acqua, il primo contatto tra gli apici della cellula batterica e della cellula vegetale avviene fondendo la capsula con la matrice gelificata della cellula vegetale (Interazione elettrostatica repulsiva reversibile (- vs -))
• Adesione = stabile/irreversibile i batteri producono adesine per congiungersi con la parete dell'ospite (LPS/EPS), l'ancoramento si verifica con una interazione attrattiva tra LPS batterico e la parete della cellula vegetale, si consolida poi con la produzione di EPS per evitare un contatto troppo stretto e un eventuale riconoscimento

(Ancoramento (LPS) e adesione (EPS: protezione))o Colonizzazione

Anche chiamato periodo di incubazione

È il periodo in cui si moltiplicano preparandosi ad esprimere patogenicità in grande quantità, cosi chela pianta non si in grado di reagire

→Quorum sensing = meccanismo di comunicazione fra batteri per esprimere patogenicità (effettori)determina la comparsa dei sintomi (l’inizio dell’infezione)

Produzione e secrezione di molecole dette autoinduttori [AHL (N-acil-L-omoserina lattoni) in Gram-;oligopeptidi in Gram+]

Diffusione nell’ospite

Batteri a diffusione intercellulare (parenchimatiche) = necrosi isolate ai siti d’infezione/marciumiesterni/ escrescenze iperplastiche

Batteri a diffusione vascolare = infezioni diffuse

Manifestazione dei sintomi / Sintomatologia:

Batteriosi parenchimatiche = processo infettivo simile fino alla produzione di fattori virulenti speecifici(marciumi/maculature/distribuzione

lamella mediana)

• Necrosi tessuti parenchimatici = maculature
• Attacchi litici lamella mediana = marciumi molli
• →Iperplasie e ipertrofie = tumori/fasciazioni/nanismi/scopazzi i batteri alterano i meccanismi di sviluppo
• →Rilascio tossine = aloni clorotici/necrosi sostanze che alterano il metabolismo delle cellule dell’organismo ospite
• →Batteriosi vascolare = solo batteri ad habitat selettivo (xilema), dipende dalle difese delle piante iniziano a moltiplicarsi e a produrre EPS e tossine che danneggiano la membrana
• →Perdita di turgore cellulare = avvizzimento i batteri, muovendosi per via intra e intercellulare, formano cavità lisigene (stadio iniziale dei cancri e marciumi molli profondi)

Evasione e dispersione

• Fase conclusiva del processo infettivo
• In condizioni favorevoli fuoriescono tramite gli essudati dall’ospite inglobate da sostanze mucillaginose
• (xantomonas = essudati gialli / pseudomonas = essudati bianchi)

1. crema)
2. Diffusione nell'ambiente tramite l'acqua (piogge/acque di scorrimento), insetti, trasferimento di materiale vegetale.
3. Si conserva nel terreno, nei vettori e nel materiale vegetativo, hanno possibilità di svernamento.
4. Il decadimento nel terreno è causato da microrganismi antagonisti.
5. I semi sono uno dei più importanti mezzi di conservazione (localizzati in superficie o internamente rimangono ipobiotici per il tempo in cui il seme resta vivo) (ipobiosi = stato di quiescenza in attesa di condizioni favorevoli).
6. Ricapitolando: sopvvivono in Residui vegetali lasciati sul terreno/Nei o sui semi/Nel terreno/In porzioni di pianta o su piante perenni/Nel corpo di insetti/Su oggetti di taglio e potatura/Nell'acqua/Nel materiale di magazzinaggio, imballaggio.
7. Diffusione nell'ospite- Diffusione (i) Intercellulare (ii) Intravascolare (iii) Mista.
8. Batteriosi parenchimatiche (infezioni limitate/confluenti): Necrosi tessuti parenchimatici: maculature.

• marciumi

• Necrosi tessuti parenchimatici: maculature

• Alterazione permeabilità cellula ospite
• Alterazione pH intercellulare (K+ out / H+ in)
• Rilascio nutrienti (saccarosio, amminoacidi, ioni)

• LPS e EPS
• Protezione cellule batteriche da agglutinine e fitoalessine
• Moltiplicazione batteri