Appunti per l'esame di Patologia vegetale

Patologia vegetale

Patologia vegetale: È una scienza che studia le malattie delle piante, con essa ci avviciniamo verso problemi che possono essere biotici o abiotici.

Patologia post-raccolta

È molto importante perché dopo aver individuato il problema e quindi la malattia, possiamo poi prevenire i vari agenti che causano la medesima malattia.

Qualità degli alimenti

Questi alimenti che devono essere definiti di qualità sono la sommatoria di tutta una serie di nozioni. Ad esempio:

• Qualità nutrizionali: L'alimento deve essere sano da un punto di vista igienico-sanitario, cioè non deve avere Salmonelle, Escherichia, residui di fitofarmaci o micotossine.
• Gli alimenti devono essere a disposizione di tutti: Devono essere disponibili in qualità e quantità in tutto il mondo senza andare incontro a scontri etici-sociali.
• Qualità organolettiche
• Qualità tecnologica
• Qualità sanitaria
• Qualità igienica

Manifestazione della malattia

La malattia si manifesta quando:

• Microrganismo patogeno e virulento: per causare malattia, cioè deve possedere determinati dati genetici di patogenicità.
• Dobbiamo avere un tessuto vegetale suscettibile, ovvero delicato a quel determinato microrganismo.
• Condizioni ambientali che favoriscono il suo sviluppo.

Il tessuto vegetale non è sempre suscettibile

Questo perché mette in moto dei particolari meccanismi di resistenza molto validi chiamati induttori di resistenza. Questi prodotti non hanno la capacità di colpire il patogeno direttamente, ma hanno la capacità di rendere più resistente il vegetale.

Ospite suscettibile e non suscettibile

Ospite non suscettibile: Riesce a riconoscere il patogeno e quindi ad attivare meccanismi molecolari che permettono il suo riconoscimento in modo tale che non si sviluppi.

Ospite suscettibile: (Parliamo sempre di prodotti vegetali), non è in grado di riconoscerlo, dando il via al processo patogenico.

Una pianta è sana quando è capace di svolgere le normali funzioni fisiologiche, in modo accettabile in base alle sue potenzialità genetiche.

• Divisione cellulare, differenziazione e sviluppo
• Assorbimento dell'acqua
• Fotosintesi e traslocazione

Processo patologico delle malattie

La malattia è un processo patologico che si può concludere con la morte o la guarigione di parte o di tutta la pianta. Le ferite sono la causa più comune delle malattie in post-raccolta. Tali ferite sono causate sia nella stessa fase di raccolta, sia nella fase di post-raccolta (stoccaggio, movimentazione, lavorazione).

Nella malattia entrano in gioco le seguenti caratteristiche:

• Etiologia
• Parassitismo
• Sintomatologia
• Rapporti ospite-patogeno
• Epidemiologia
• Fitoiatria

Etiologia

È la parte patologica vegetale che studia le cause delle malattie e possono essere di tipo:

• Biotico: Tutti gli esseri viventi che causano malattie.
• Abiotico: Tutti gli agenti non viventi che possono causare malattie.

Le cause più comuni di malattie sono le ferite che sono causate sia nella stessa fase di raccolta, sia nella fase di post-raccolta (stoccaggio, movimentazione, lavorazione). La maggior parte dei patogeni che interessano un prodotto affetto da fisiopatia sono, funghi e batteri, che di per sé sarebbero incapaci di penetrare autonomamente il frutto, ma al contrario possono farlo solo attraverso lesioni. I microrganismi di nostro interesse sono due, batteri e funghi.

Parassitismo

Rappresenta le relazioni tra organismi che possono essere di tipo ecologico e simbiontico.

Relazioni di tipo ecologico: Generalmente rappresentano rapporti di competizione per lo spazio, per le fonti nutritive, producendo prodotti come tossine e antibiotici.

Relazioni di tipo simbiontico: Si verifica quando due organismi traggono reciproco vantaggio. Un caso lo abbiamo con i funghi che sfruttano le radici delle piante ottenendo dei benefici da esse, ma portandone anche alle radici stesse.

Il Patogeno può vivere come saprofitita, cioè capace di vivere su materiale organico non vivente. La relazione patogeno-saprofitica è molto comune, infatti quando un patogeno non ha più chi aggredire, molto spesso si comporta da saprofitita in attesa di momenti propizi.

Parassita: È un organismo che sottrae nutrimento alla vittima, ma che non causa danno.

Patogeno: È un organismo (parassita) che sottrae nutrimento alla vittima provocando danno (malattia). Il patogeno interferisce con l'ospite alterandone le normali funzioni.

Non tutti i parassiti sono patogeni, ma tutti i patogeni sono parassiti.

Patogenicità

È la capacità di interferire con una o più funzioni. La patogenicità si misura attraverso la virulenza.

Virulenza: È un carattere qualitativo e serve a determinare con che grado il patogeno interferisce con lo sviluppo dell'ospite. Un patogeno molto virulento porta ad esiti drammatici, mentre un patogeno poco virulento è maggiormente fronteggiabile.

Misura della virulenza

È data dall'espressione sintomatica e si misura tramite:

• L'incidenza della malattia
• Severità della malattia

Incidenza: È il numero di ferite infette (cioè faccio un esperimento su 100 frutti, inoculando il patogeno sulle ferite di ogni frutto e verificherò quindi l'incidenza della malattia, cioè quante ferite si saranno infettate).

Severità: È un indice qualitativo, cioè quando si è estesa la ferita. In questo caso si deve appurare se la ferita è rimasta piccola o se si è estesa.

Tessuto vegetale: suscettibilità e resistenza

Il tessuto vegetale è interessato da due parametri:

• Suscettibilità
• Resistenza

Suscettibilità: La suscettibilità dell'ospite (tessuto vegetale) è un carattere qualitativo che viene appunto misurato attraverso il grado di resistenza.

Resistenza: È quella caratteristica che possiede un qualsiasi tessuto vegetale affinché quest'ultimo non si ammali.

Fitness del microrganismo

Fitness: Capacità del microrganismo di sopravvivere e competere.

I parassiti dal punto di vista fisiologico si distinguono in:

• Biotrofi: Parassiti obbligati
• Necrotrofi: Parassiti facoltativi

Parassita biotrofo

Ha lo scopo di formare con la cellula vegetale un rapporto indissolubile che si concretizza con la mancata uccisione della cellula vegetale. Questo tipo di parassita, per stabilire il rapporto patogenetico, ha bisogno della cellula vegetale metabolicamente attiva, quindi non la uccide, ma entra nel tessuto vegetale e ne utilizza le sostanze alimentari. Alla fine, quando avrà sfruttato tutto lo sfruttabile, la cellula muore. Durante questo periodo temporale, il patogeno si sarà diffuso in altre cellule.

Parassiti necrotrofi

Sono dei parassiti facoltativi che prima uccidono la cellula vegetale e solo dopo utilizzano le sostanze nutritive. La nostra trattativa riguarderà patogeni necrotrofi che saranno in grado di attaccare la parte cellulare e le membrane cellulari, rompendo le cellule e facendo fuoriuscire il contenuto citoplasmatico per utilizzarlo.

Tipi di malattie

Le malattie possono essere distinte in:

• Infettive
• Non infettive

Le malattie possono essere distinte in base alla distribuzione:

• Localizzazione: Malattie che interessano alcuni apparati o organi
• Sistematiche: Malattie che possono essere diffuse nell'intero sistema (per esempio su tutta la pianta)

Necrosi

È un'estrema reazione del tessuto vegetale all'avanzata del patogeno e possono essere distinte a seconda del grado di:

• Suscettibilità: Predisposizione a contrare malattia
• Resistenza: Capacità di bloccare o ostacolare l'infezione

Oppure possono essere divise per la tolleranza: Particolare forma di resistenza in cui il patogeno riesce ad entrare, ma non riesce a portare avanti il suo processo infettivo.

Suddivise per malattie endemiche e epidemiche:

• Endemiche: Sono malattie sempre presenti in una data area, senza variazioni nella percentuale di piante malate.
• Epidermiche: Si protraggono rapidamente e diffusamente a partire da pochi focolai iniziali.

Cancro e tumore nei tessuti vegetali

Cancro: Lesione dei tessuti della corteccia dei rami e dei tronchi con la messa a nudo dei tessuti sottostanti. A volte i bordi del cancro tendono a cicatrizzare con reazioni iperplastiche.

Tumore: Abnormi accrescimenti di tessuti legnosi o erbacei per fenomeni di ipertrofia o iperplasia.

Ipertrofia: È l'aumento della dimensione cellulare.

Iperplasia: È l'aumento del numero di cellule.

Malattie epifitiche

È possibile distinguere le malattie a carico delle piante in:

• Malattie epifitiche: Causate ad esempio dal patogeno Spilocaea oleagina, molto frequente sulle piante di olivo, dove in primavera o estate si formano delle zone rossastre concentriche definite volgarmente occhio di pavone.

Spilocaea oleagina (occhio di pavone): Questo patogeno fungineo sta sulla superficie delle foglie e non andando in profondità non compromette i tessuti di profondità, ma causa delle alterazioni tipiche delle malattie epifitiche che compromettono la fotosintesi clorofilliana.

Malattie trofiche

Dette anche del ritaglio alimentare, sono delle malattie dove viene compressa la funzione alimentare. Le malattie trofiche sono causate da un gran numero di patogeni che vanno dai virus ai fitoplasmi e per quanto riguarda i patogeni fungini, oidi, ruggini e peronospore. La cosa veramente importante delle malattie trofiche è che sono causate da patogeni fungini, da ricordare come patogeni biotrofi, che per sopravvivere sfruttano cellule vive.

Malattie necrotiche o necrotossiche

Sono causate da un gran numero di specie fungine e un gran numero di specie batteriche. Sono causate da funghi e batteri non biotrofi, ma necrotrofi che prima uccidono le cellule vegetali e poi avviano il loro processo di nutrimento. Sia i batteri che i funghi che hanno funzioni necrotossiche devono disporre di specifiche armi per danneggiare la cellula vegetale, chiamati enzimi litici.

Enzimi litici: Hanno funzione degradante nei confronti di membrane e parti cellulari. Oltre agli enzimi, dispongono anche di sostanze tossiche che hanno la funzione di degradazione delle membrane e pareti cellulari.

Malattie auxoniche o dello sviluppo

Un tipico esempio riguarda quei batteri patogeni che inducono tumori, cioè sono responsabili di escrescenze iperplastiche e ipertrofiche sui tessuti vegetali. Un batterio responsabile di questo è Agrobacterium tumefaciens.

Agrobacterium tumefaciens: È un Gram negativo, di forma bastoncellare, capace di infettare le piante attraverso la trasmissione di un segmento di DNA (T-DNA) che penetra all'interno delle cellule vegetali integrandosi nel loro genoma. A questo punto la cellula vegetale porterà al suo interno il frammento di DNA che porta l'informazione genetica di espressione di ormoni che faranno aumentare in numero e dimensione le cellule del vegetale.

Malattie vascolari

Sono delle malattie in cui viene compromesso il sistema vascolare, cioè il sistema xilematico o di traslocazione. Queste malattie sono causate da funghi o batteri fitopatogeni che una volta colonizzato il vaso xilematico, renderà sempre più difficoltoso il passaggio di nutrienti. La pianta reagisce producendo delle estroflessioni delle parti cellulari bloccando il patogeno che cerca di avanzare.

Cosa si può fare contro le malattie vascolari: Di solito non si può fare nulla, perché una volta che il patogeno è entrato all'interno sarà davvero difficile da debellare. Per cui bisogna adottare criteri preventivi.

Malattie litiche

Sono rappresentate dai marciumi che è possibile riscontrare frequentemente. Il patogeno si servirà di enzimi litici che formeranno tessuti molli e marciumi. Le malattie litiche sono quasi interamente causate da funghi e molto raramente da batteri. Due classici esempi sono rappresentati da:

• Penicillium expansum: È un patogeno specializzato sulle pomacee.
• Penicillium digitatum e Penicillium italicum: Il primo è chiamato anche muffa verde e il secondo muffa azzurra, sono specializzati sugli agrumi. La muffa verde è quella più comune nei nostri frigoriferi, ma solo perché preferisce temperature basse.

Malattie ipnochereutiche

Sono malattie causate da funghi che utilizzano dei sistemi enzimatici molto aggressivi. In pratica sono provvisti di enzimi litici capaci di attaccare strutture complesse come la lignina e la cellulosa.

Malattie epifitiche

Si sviluppano in superficie e ne esistono due tipologie:

• Occhio di pavone: Sono macchie circolari di colore bruno, giallastro o verdastro. Le foglie a poco a poco diventano nerastre a causa delle spore e si verifica sulle piante di olivo.
• Fumagine: È una macchia nera che si verifica sulle foglie degli agrumi, è appiccicosa ed è un fungo che non provoca malattia.

Meccanismi di resistenza

La pianta nei confronti del patogeno attua dei meccanismi di resistenza che a grandi linee sono classificabili in due categorie:

• Meccanismi di resistenza costitutivi
• Meccanismi di resistenza indotti

Meccanismi di resistenza costitutivi

Sono posseduti da tutte le piante e consentono alle stesse di sopravvivere ai patogeni. I meccanismi costitutivi possono essere a loro volta:

• Morfologici
• Biochimici

Entrambi rappresentano una prima barriera di resistenza.

Meccanismi di resistenza costitutivi morfologici: Può essere la stessa cuticola o la porosità delle foglie che facendo scivolare l'acqua ove è contenuto il patogeno, questo non riesce a penetrare.

Meccanismi di resistenza costitutivi biochimici: Sono tutta una serie di componenti contenuti nei tessuti vegetali come quelli presenti nei frutti acerbi. I vegetali acerbi, appunto, posseggono tutta una serie di sostanze che fungono da barriera. Purtroppo però i patogeni riescono a superare questa prima barriera e nel momento in cui lo fanno riescono ad instaurare un rapporto con la cellula vegetale.

Meccanismi di resistenza indotti

A questo punto la cellula vegetale si mette in allerta e mette in moto tutta una serie di meccanismi che si dicono inducibili. Questi meccanismi si mettono in moto solamente quando si manifesta il pericolo, anche perché i meccanismi di resistenza hanno un costo metabolico e se la pianta dovesse per ipotesi produrre continuamente meccanismi di resistenza, andrebbe incontro a un enorme sperpero di energia.

Perché il meccanismo prende il nome di indotto: Perché è eventualmente indotto da una potenziale aggressione. Per esempio, il meccanismo di difesa attraverso cui la pianta attua delle estroflessioni nei condotti xilematici è un meccanismo di resistenza indotto (perché il patogeno è entrato).

Epidemiologia

Quando si parla di epidemiologia ci si attiene a diverse caratteristiche della malattia, come:

• Modalità con cui il patogeno si inocula
• Della sua vitalità e longevità
• Della modalità di trasmissione

Quindi di tutta quella serie di fattori intrinseci ed estrinseci che costituiscono il ciclo della malattia. Le malattie infettive sono subordinate nel loro sviluppo a 3 fattori:

• Costituzione genetica dell'ospite
• Costituzione genetica del patogeno
• Complesso dei fattori ambientali che influenzano l'ospite e il patogeno

Il triangolo della malattia schematizza tali rapporti.

Fitoiatria

Si occupa di metodi e mezzi di lotta contro le malattie delle piante. I metodi di intervento sulle malattie possono riguardare:

• Il patogeno
• L'ospite
• L'ambiente

Tali interventi possono essere fatti a scopo preventivo o curativo. In post-raccolta, il fattore veramente essenziale è la prevenzione.

Sintomatologia

È lo studio dei sintomi. Qualora fossero presenti delle tracce di patogeno distingueremo 3 gruppi:

• Sintomi: È una manifestazione macroscopica interna o esterna.
• Sindromi: È l'insieme dei sintomi di una malattia.
• Segni: Sono qualunque parte osservabile dell'agente responsabile della malattia (parte osservabile macroscopicamente del responsabile di malattia).

La sintomatologia ci serve per capire con che cosa abbiamo a che fare per fare una diagnosi.

Sintomatologia comparata delle malattie infettive

La prima cosa da fare è riuscire a distinguere a spanne tra malattie infettive e malattie non infettive.

Classificazione dei sintomi

Un tessuto vegetale ammalato può essere distinto con quattro tipologie di sintomi:

• Modificazioni cromatiche
• Necrosi ed altre alterazioni degenerative
• Soluzioni di continuità
• Modificazioni di forma e dimensioni

Queste quattro malattie non sono causate solo da funghi e batteri di nostro interesse, ma anche da altri agenti come virus, viroidi e citoplasmi.

Modificazioni cromatiche

Le modificazioni cromatiche ovviamente interessano il sistema clorofilliano e possiamo avere:

• Clorosi e giallumi: Consiste in una totale o parziale scomparsa di clorofilla. La clorosi e i giallumi dipendono da una grande varietà di agenti non solo biotici, ma anche abiotici. Possono dipendere anche da uno squilibrio nella nutrizione delle piante.
• Rotture del colore: Si presentano sotto forma di macchie e striature dei petali. Queste sono modificazioni indotte principalmente da virus e viroidi che non da funghi e batteri.
• Arrossamenti: È la formazione di pigmenti antocianici che hanno modifica cromatica che viene indotta come conseguenza del processo patogenetico.
• Argentature: Consistono nello scollamento dei tessuti epidermici fogliari.