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diffusione della malattia. Permette al patogeno di proseguire il processo infettivo durante la stagione

vegetativa delle piante (infezioni secondarie). Può essere poco visibile (es. maculature fogliari e batteriosi

vascolari) o più appariscente (cancri).

SOPRAVVIVENZA E DIFFUSIONE DELL’INOCULO BATTERICO

La diffusione nell’ambiente è operata dall’acqua, insetti, altri animali e dall’uomo. I siti di conservazione sono:

l’ospite stesso, il terreno, residui della vegetazione, insetti.

Sull’ospite alcuni batteri possono vivere epifiticamente e comportarsi da patogeni in condizioni favorevoli.

.C’è la possibilità anche di svernare in lesioni di organi legnosi di ospiti arborei, per riprendere l’attività in

primavera. Nella corteccia e nei vasi, alcune specie possono sopravvivere senza evidenziare sintomi

(infezioni latenti)

I residui della vegetazione infetta, conservano i batteri fino a che i tessuti non si degradano definitivamente.

A questo punto, i batteri, liberi nel terreno, nel giro di poco tempo soccombono. Ciò a causa

dell’antagonismo con altri microrganismi, ad eccezione di R. solanacearum, Agrobacterium spp., alcuni

agenti di marciumi e pochi altri, che sopravvivono per un tempo sufficientemente lungo.

MALATTIE FUNGINE

FUNGHI

I funghi (miceti) sono organismi eterotrofi che possono vivere come saprofiti, parassiti o associati in simbiosi

con altri organismi. Nel 1965 sono stati inseriti nel regno dei Funghi (prima vegetali). Ciò a causa di varie

peculiarità: eterotrofia, presenza di chitina e glicogeno e caratteristiche diverse dei citocromi. Quasi tutti gli

organismi del regno dei Funghi, sono: eucarioti e multinucleati, eterotrofi, si nutrono per assorbimento e si

riproducono per spore. Presentano inoltre ife riunite in micelio. In quasi tutti i casi le pareti ifali sono di chitina

(polisaccaride azotato presente nell’esoscheletro degli invertebrati). Il carboidrato di riserva per eccellenza

dei funghi è il glicogeno (come per gli animali) invece dell’amido tipico dei vegetali.

Rispetto ai batteri, prediligono pH più basso, si avvantaggiano della colonizzazione di substrati legnosi

grazie allo sviluppo miceliare, sono sfavoriti dalla carenza di O quindi non si sviluppano in anaerobiosi.

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I funghi prototrofi producono proteine e vitamine autonomamente. Gli auxotrofi necessitano di queste

sostanze.

La struttura vegetativa è detta tallo. Questo può essere:

- olocarpico (funghi più semplici), ossia formato da una singola cellula che a maturità si trasforma in struttura

riproduttiva;

- eucarpico (maggior parte dei funghi), differenziato in parti vegetative e parti riproduttive. È caratterizzato da

micelio, un’entità vegetativa filamentosa e multinucleata. Questo è costituito da un complesso ramificato di

strutture tubolari dette ife che possono essere settate o meno in funzione del gruppo tassonomico. Le ife si

estendono per crescita apicale e per ramificazioni laterali.

Esistono stadi intermedi di differenziazione, in cui l’organizzazione eucarpica viene raggiunta nel tempo.

I funghi sono cenocitici, ossia possono attuare divisione nucleare senza quella cellulare. Così si hanno

cellule con più nuclei. Ciò implica che si possa avere variabilità anche senza riproduzione gamica.

In alcuni gruppi non si riscontrano ife vere e proprie, ad esempio nei lieviti. Questi sono unicellulari e si

moltiplicano per gemmazione (da una cellula madre si sviluppa una protuberanza che viene differenziata) o

fissione (crescita della cellula e formazione di un setto trasversale che la divide in due). In colonie in crescita

attiva, le cellule possono disporsi più o meno aderenti l’una con l’altra formando lo pseudomicelio.

Diversi funghi miceliari, in certe condizioni, si sviluppano come i lieviti gemmanti (dimorfismo). Si hanno

esempi di dimorfismo in Taphrinales e Ustilaginales, che da miceliari si trasformano in levuliformi se

crescono su substrati di laboratorio.

hanno struttura cellulare, ma il micelio non va inteso come l’unione di singole cellule ma

Le ife (3-10 nm)

come un insieme indiviso e multinucleato. Le ife presentano:

parete, struttura che conferisce rigidità ed è importante per l’acquisizione di nutrienti e nella riproduzione

-

sessuale. È una struttura fibrosa formata da fibrille associate a una matrice amorfa, organizzate in strati a

diversa composizione e morfologia. Fra i principali componenti vi sono cellulosa e chitina, chitosano e

glucani, xilosio e polimeri del galattosio, proteine, pigmenti, sostanze aromatiche complesse e lipidi;

- membrana cellulare (plasmalemma), struttura tipica come quella degli eucarioti (contiene più glucidi); negli

eumiceti lo sterolo presente è l’ergosterolo (non colesterolo come negli animali); negli oomiceti si hanno

steroli simili a quelli delle piante (fitosteroli); ciò è importante nella lotta ai patogeni, in quanto alcuni pa

sull’ergosterolo e non sono efficaci contro gli oomiceti. La membrana serve a assorbire e rilasciare

agiscono

sostanze, trasdurre segnali molecolare ed è sede di enzimi come quelli per la sintesi di chitina e glucani;

- apparato di secrezione, come quello tipico delle cellule eucariotiche, composto da reticolo endoplasmatico,

sistema vescicolare e apparato del golgi;

- vacuoli, contenenti sostanze di riserva ed enzimi o con elementi per usi diversi, ad esempio i fosfati nelle

micorrize;

- citoscheletro, formato da microtubuli e microfilamenti come negli eucarioti. Alcuni fungicidi (benzimidazoli)

agiscono inibendo il citoscheletro e impedendo divisione nucleare e crescita della parete;

- mitocondri, nei funghi hanno forma, composizione e funzioni variabili. La forma delle creste mitocondriali è

un elemento di classificazione tassonomica (piatte nei funghi veri e propri, tubulari negli oomiceti);

- nucleo, simile a quello degli eucarioti, ma di dimensioni ridotte.

Le ife fungine possono essere settate. Negli Oomycota e il phylum Zygomycota le porzioni giovani sono

asettate; in seguito, con allungamento e ramificazione delle ife, il protoplasma si trasferisce verso le zone in

accrescimento, svuotando le zone più vecchie che vengono separate con setti. Questi si formano anche per

separare organi riproduttivi o isolare parti di ife in seguito a ferite.

In Ascomiceti, Basidiomiceti e funghi mitosporici, si hanno ife settate. Hanno setti perforati per assicurare

continuità protoplasmatica lungo l’ifa. Anche qui le parti vecchie e lesionate possono essere isolate

semplicemente otturando il lume del foro. In alcuni basidiomiceti si hanno setti a doliporo, con un

inspessimento anulare intorno al poro, rivestito da entrambi i lati da membrane forate dette parentosomi.

I propaguli fungini, senza impedimenti, crescono e formano una o più ife a sviluppo apicale con ramificazioni

nei diversi piani. In seguito si sviluppa una colonia concentrica in cui le parti esterne sono ife giovani in

crescita attiva. In questi casi, la sporificazione avviene in prossimità della colonia o ai margini in

progressione (es. Phytium). In altri casi, tutta la colonia resta vitale e i nutrienti vengono trasportati dalla feria

al centro dove avviene la sporificazione (es. ruggini). In altri casi alcune ife si specializzano nel trasporto a

distanza di nutrienti e acqua, per superare ambienti ostili e formare un nuovo micelio in altre zone (armillarria

mellea).

Le clamidospore, sono strutture di conservazione che si sviluppano in ife vecchie di molti funghi, partendo da

ingrossamenti ifali, che subiscono inspessimento della parete e accumulano riserve alimentari nel

protoplasma. Successivamente si separano dal micelio come cellule vegetative resistenti (clamidospore).

I funghi con micelio settato, possono avere aggregazioni di ife in strutture più o meno regolarmente globose

(1-10mm) dette sclerozi. Possono avere forma irregolare in B. cinerea, subsferica in Sclerotium rolfsii,

fusiforme. Alcuni sono composti da ife e tessuto dell’ospite e possono assumere la forma della struttura

vegetale che rimpiazzano (C. purupurea). Sono estremamente resistenti a condizioni sfavorevoli e

assicurano la sopravvivenza del fungo per lunghi periodi anche in assenza dell’ospite. Si sviluppa uno strato

esterno inspessito e melanizzato detto Cortex che limita la disidratazione e la sensibilità agli agenti esterni.

In alcuni casi (Sclerotium cepivorum) la germinazione degli sclerozi nel terreno dipende solo dalla

stimolazione ad opera degli essudati radicali dell’ospite.

Molti funghi che attaccano legni e radici formano cordoni ifali (le ife decorrono parallelamente e si intrecciano

ripetutamente formando anastomosi) e rizomorfe (migliaia di ife si uniscono in strutture complesse con uno

pseudomeristema apicale), in cui le ife si aggregano longitudinalmente. Aggregandosi, le ife mettono in

comune le risorse in modo da aumentare la capacità di degradazione di substrati come lignina e cellulosa e

colonizzare l’ospite più facilmente.

Nella fase di colonizzazione le ife possono formare appressori e austori, che servono nel processo infettivo.

NUTRIZIONE DEI FUNGHI

I funghi sono chemioeterotrofi: non sono in grado di organicare il C. Le fonti di C organico derivano dalla

degradazione di diverse sostanze.

L’assunzione di nutrienti avviene per assorbimento di composti solubili a basso peso molecolare, attraverso

la membrana citoplasmatica. Questi sono derivati dalla degradazione di macromolecole insolubili, che

vengono digerite in situ mediante secrezioni enzimatiche extracellulari e ridotte a unità monomeriche solubili.

I funghi sono i biodegradatori per eccellenza e producono una vasta gamma di enzimi. I prodotti della

digestione enzimatica, per entrare nel metabolismo del fungo, devono superare la barriera costituita da

parete e membrana. Nei funghi miceliari, le proteine di simportazione (per il trasporto mediato di nutrienti

attraverso la membrana), si trovano negli apici ifali, che esplorando il substrato vengono in contatto con le

sostanze da degradare e assorbire. Pertanto la crescita apicale è essenziale per il reperimento di nutrienti.

FATTORI AMBIENTALI E FUNGHI disponibilità d’acqua

I fattori ambientali che influenzano sviluppo fungino sono: (pressione osmotica),

pH, disponibilità di O e CO , temperatura, illuminazione.

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L’ifa all’ambiente, l’assunzione e

fungina deve avere un potenziale osmotico adeguato così da regolare

le perdite di acqua. I funghi in genere prediligono alta umidità e al diminuire della disponibilità

d’acqua e l’attività

la crescita ifale rallenta, le fasi riproduttive sono difficoltose vitale si arresta.

I funghi in grado di crescere anche in ambienti ad alta pressione osmotica si dicono osmofili o xerofili.

un’ ampia gamma di

In base al valore di pH, possono considerarsi acidofili ma riescono a vivere in valori

(3-11). Verso i valori estremi la crescita è completamente inibita. Le variazioni di pH possono influire

sulla riproduzione in modo diverso: alcuni generi si riproducono agli stessi valori di pH in cui crescono, altri

prediligono intervalli più ristretti per la riproduzione.

In base alla disponibilità di O2 sono aerobi. I patogeni nei tessuti e i miceli in particolari condizioni di

laboratorio o industriali, si trovano in stati di areazione diversi rispetto a quello atmosferico.

È richiesta anche la disponibilità di CO2 come substrato essenziale di molte reazioni metaboliche e

all’incremento

come fattore utile della crescita.

Le esigenze termiche per la crescita variano nelle diverse specie fungine. Si hanno: psicrofili (min. 0°c,

opt. 10°C), mesofili (min. 8°C opt. 18-28°C) e termofili (min. 32 opt. 55°C) e forme di transizione. Le

esigenze termiche per la riproduzione sono più limitate (in genere intorno a 20°C). Inoltre sotto gli 0°C i

funghi sopravvivono ma non si sviluppano; sopra i 60°C molti miceti muoiono. Le alte temperature

abbinate a alta umidità sono molto dannose.

L’illuminazione e sull’alternanza

influisce su forma e dimensione delle strutture riproduttive fra

Un fenomeno particolare causato dall’alternanza di giorno e notte, è

riproduzione sessuata e asessuata.

la zonazione. È il caso di Monilia fructigena, che provoca sul terreno e sugli organi vegetali colonizzati,

la formazione di spore disposte in anelli concentrici.

GERMINAZIONE DELLE SPORE

Le malattie fungine si diffondono con la dispersione delle spore ad opera di vento, insetti, pioggia e

attività umana. Nella diffusione anemofila, i propaguli devono essere piccoli, senza mucillagini

superficiali e idrofobi, altrimenti sarebbero troppo pesanti e voluminosi; questo tipo di dispersione può

superare qualche decina di Km, anche se esistono casi in cui avviene per grandi distanze (es. Puccinia

graminis, dal Messico al Canada e viceversa); è influenzata anche dall’altitudine che spiega le grandi

distanze percorse grazie alla grande velocità delle correnti in quota, anche se le spore si trovano poi ad

affrontare condizioni ambientali sfavorevoli. I vettori animali sono generalmente insetti, che inoculano il

contatto con l’ospite

patogeno tramite il durante la loro nutrizione. La pioggia agisce da vettore cadendo

violentemente su fruttificazioni o spore isolate o creando ruscellamenti che trasportano i propaguli.

L’attività dell’uomo influisce principalmente con le operazioni colturali.

La germinazione delle spore, a seconda dei miceti interessati, può avvenire per: emissione di un

tubetto germinativo, liberazione di sporangiospore, formazione di promicelio, gemmazione,

formazione di altre spore in condizioni sfavorevoli.

è l’emissione

La modalità più diffusa del tubetto germinativo: una corta ifa che originerà un micelio

vegetativo. È il caso dei conidi di quasi tutti gli ascomiceti e dei funghi mitosporici, di sporangisopore

e conidiosporangi degli zigomiceti e della maggior parte di zigospore, ascospore e basidiospore.

Spesso le spore emettono un solo tubetto, ma in alcuni casi, grosse spore emettono più tubetti. Talvolta

prima dell’emissione del vero tubetto germinativo. In

emettono tubetti primari per esplorare il substrato

molti casi il tubetto ha tropismi positivi verso acqua e nutrienti o negativi verso altri tubetti: ciò ne

facilita la sopravvivenza; inoltre reagisce negativamente alle forti illuminazioni, specie al blu nel visibile.

Esauriti i nutrienti della spora, il tubetto si nutre autonomamente a spese del substrato, assumendo

l’aspetto tipico del micelio della specie.

La parete del tubetto si forma spesso per estensione della parete della spora. In alcuni casi si ha per

all’interno della spora

formazione di una nuova parete (Rhizopus) o per sviluppo dello strato interno

della doppia membrana della spora (Botrytis).

Alla base del tubetto si forma un setto con poro centrale che permette al materiale di passare dalla spora

l’intero contenuto passa nell’ifa

al tubetto. In genere formata con la successiva chiusura del poro.

La liberazione di sporangiospore è tipica di zigomiceti e oomiceti.

La formazione di promicelio è tipica delle Ustilaginales (carboni). La spora duratura (ustilagospora)

forma un promicelio in cui migra un nucleo diploide che, per meiosi, forma quattro nuclei aploidi. Nel

promicelio si formano quindi tre setti trasversali che separano quattro cellule uninucleate aploidi,

ognuna delle quali produce lateralmente uno sporidio, che germina con un proprio tubetto germinativo.

La gemmazione è rara e si riscontra in alcune basidiospore che formano una gemma come i lieviti.

Rara è anche la germinazione mediante la formazione di una nuova spora. Questo si verifica quando la

forma subito un’altra spora.

spora emette tubetto germinativo ma, per le condizioni sfavorevoli,

Questo fenomeno si ha in diversi funghi terricoli e prende il nome del microciclo.

Perché il processo abbia inizio servono condizioni ambientali adatte come: presenza di acqua o alta

umidità (in alcuni casi è però inibente come nel Mal Bianco), O (esistono però funghi aerobi facoltativi),

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CO , temperature ottimali. Per quanto riguarda il reperimento dei nutrienti, in caso di carenze è

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necessario che questi siano presenti nel substrato di crescita e reperibili per il fungo. I nutrienti per cui si

manifesta più spesso necessità sono P e S, oltre a carboidrati, fonti azotate, elementi minerali. I patogeni

sostanze prodotte dall’ospite

e i simbionti spesso hanno bisogno di come segnale (micorrize).

Non tutte le spore germinano appena poste nelle condizioni adatte, perché hanno un periodo di latenza

come barriere all’ingresso di sostanze nutritive, blocchi

costituzionale (endogena) dovuto a fattori intrinseci

metabolici, produzione di autoinibitori, ecc. Ciò rappresenta una difesa della spora rispetto a falsi stimoli.

Può esserci anche latenza esogena, causata da fattori ambientali fisici e chimici.

RIPRODUZIONE DEI FUNGHI

Nel ciclo vitale dei funghi si hanno almeno uno stadio sessuato (teleomorfico) e uno stadio asessuato

(anamorfico). Il ciclo completo (olomorfico) non è sempre noto e i due stadi non sono sempre collegati. In

alcuni casi, a uno stadio teleomorfico, corrispondono più stadi anamorfici.

Le spore sessuate hanno modalità di formazione varie e, nei funghi patogeni, ne esistono quattro tipi:

oospore, zigospore, ascospore e basidiospore.

Le spore asessuate hanno modalità di formazione, aspetto e comportamento differenti.

Le sporangiospore sono prodotte all’interno di uno sporangio, di dimensioni differenti; se limitato e

contenente poche spore si dice sporangiolo. Le sporangiospore possono essere mobili e flagellate

(zoospore) o immobili (aplanospore).

Esistono inoltre tallospore, che si formano per frammentazione di ife pre-esistenti; blastospore (blastoconidi),

prodotte dalle ife per gemmazione.

Esistono ancora, conidi (o conidiospore), prodotti da ife specializzate dette conidiofori, da cui si separano

appena prodotti se singoli o poco dopo se disposti in catenelle. I conidi possono essere unicellulari,

bicellulari, plurisettati, filiformi, elicoidali e stelliformi. In base al modo di formarsi si hanno: fialospore, che si

formano all’interno del conidioforo, detto fialide, più o meno allungato e aperto all’apice; porospore, che si

formano in corrispondenza di piccoli fori sullo sporòforo.

Per quanto riguarda le strutture sporigene, ne esistono cinque tipologie:

- fruttificazioni libere, con ife sporigene indifferenziate o con rami specializzati (sporofori) più o meno

ramificati, con forme e portamenti diversi;

- sinnemi (coremi), strutture formate da insiemi di conidiofori riuniti a mazzo (ad alberello), fra cui si possono

formare anastomosi e al cui apice si formano le spore; possono essere visibili a occhio nudo;

- sporodochi (stromi fertili), formati da un fitto intreccio di ife ammassate a formare un cuscinetto, da cui

originano conidiofori che producono molte spore;

- acervuli, simili agli sporodochi, con i conidiofori più brevi e strettamente uniti con un cuscinetto di ife meno

voluminoso;

- picnidi, formati da uno strato esterno pseudo-parenchimatico, in genere tondo, tappezzato internamente da

corti conidiofori; a maturità le spore fuoriescono da un ostiolo spinte dalla pressione generata da nuove

I picnidi possono trovarsi liberi o riuniti all’interno dello stroma, spesso

spore prodotte continuamente.

dell’ospite.

immersi nei tessuti

CLASSIFICAZIONE DEI FUNGHI FITOPATOGENI

Fra gli organismi fitopatogeni comunemente noti come funghi, sono compresi anche specie appartenenti a

regni diversi, come Protozoi e Chromista, oltre agli Eumycota (funghi propriamente detti).

I Protozoi sono uni o pluricellulari, fagotrofi. Quelli di interesse fitpatologico appartengono ai phyla

Myxomycota e Plasmodiophoromycota.

I Myxomycota sono formati da un plasmodio (cellula ameboide plurinucleata), privo di parete, che a

maturità si trasforma in sporangio contenete zoospore biflagellate. Sono saprofiti e provocano malattie

epifitiche. ciclo vitale all’interno di un ospite

I Plasmodiophoromycota sono parassiti obbligati che svolgono il

(alghe, funghi, radici di angiosperme) sotto forma di plasmodio. Da questo, si originano zoospore

biflagellate deputate alla diffusione del patogeno o aplanospore in grado di restare quiescenti per

conservare la specie.

I Chromista comprendono alghe brune, diatomee, oomiceti e altri organismi. Il phylum di interesse

comprendente diversi patogeni vegetali dell’ordine

fitopatologico è quello degli Oomycota,

Peronosporales. Comprende organismi miceliari con ife asettate e pareti contenenti cellulosa e

all’interno di all’apice di sporangiofori.

glucano. Differenziano zoospore biflagellate zoosporangi portati

La riproduzione sessuata prevede fusione di gametangi eterogami (anteridio e oogonio) e formazione

dell’oospora con parete inspessita. Il tallo è diploide e la meiosi avviene con lo sviluppo dei gametangi.

I tre phyla degli Eumycota importanti in fitopatologia sono: Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota.

Gli Zygomycota sono funghi, per lo più terricoli, con micelio non settato e riproduzione per spore

immobili liberate da sporangi portati su ife aeree. La maggior parte sono saprofiti. Usano rapidamente gli

zuccheri liberi e i carboidrati più semplici del substrato come fonti di C. Fra essi si ricordano Rhizopus

stolonifer (muffa nera del pane), Mucor spp. e altre specie di Rhizopus (marciumi di frutta e ortaggi).

Nella riproduzione teleomorfa (sessuata) due gametangi uguali (isogami) si fondono in uno

zygosporangio. Dopo un periodo di dormienza, i due nuclei aploidi si fondono e producono lo zigote e

quindi la zygospora. Questa germina formando uno sporangio, che in seguito a meiosi produce spore

aploidi che origineranno nuovi miceli. Il processo può avvenire nello stesso micelio (coniugazione

omotallica) o per incontro di due diversi miceli (coniugazione eterotallica).

Gli Ascomycota sono funghi ubiquitari, le cui ife hanno setti con uno o più pori. Spesso vi sono

anastomosi fra ife adiacenti che favoriscono i movimenti citoplasmatici. Le spore sessuate sono

prodotte all’interno di un L’asco è una

ascospore, asco in numero di 4-8. sottile membrana derivata dalla

dell’ascogonio con l’anteridio. Quest’ultimo ha spesso un’appendice

fusione (tricogino) per trasferire il

nucleo nell’ascogonio. Entrambi i gametangi sono unicellulari e plurinucleati. I nuclei provenienti

dall’anteridio si avvicinano senza fondersi a quelli dell’ascogonio. Le coppie di nuclei formate

migrano nelle ife ascogene in cui si formano i setti che separano ogni coppia dando origine alla fase di

dicarion. Solo dopo la fase a uncino si hanno fusione e divisione cellulare. La cellula in cui avvengono

madre dell’asco),

tali processi (cellula si trasforma in asco e ogni nucleo si circonda di citoplasma e

originando un’ascospora.

parete A maturità gli aschi si rompono irregolarmente e liberano le spore

(prototunicati) oppure prevedere aperture regolari (eutunicati). Questi ultimi si distinguono in:

in cui la parete si mantiene anche dopo l’apertura che avviene alla sommità attraverso un

unitunicati,

opercolo; bitunicati, con due pareti, una esterna più rigida, una interna più plastica, che si allunga fino a

portare esternamente le spore. In alcuni casi gli aschi sono liberi (Taphrinales); spesso sono contenuti

in corpi fruttiferi detti ascocarpi di diverse forme:

- apoteci, a coppa, completamente aperti, con parete interna tappezzata di aschi e ife sterili;

- periteci, a fiaschetto, con ostiolo e a volte un collo, attraverso cui vengono estruse le ascospore; gli aschi

si trovano su un imenio che riveste la cavità interna e possono aversi ife sterili;

- cleistoteci, strutture sferiche chiuse, con aschi disposti a caso emessi per rottura della parete.

Spesso negli ascomiceti, lo stato teleomorfo è accompagnato da uno o più stadi anamorfici.

I Basidiomycota sono saprofiti ma comprendono anche parassiti e simbionti micorrizici. Presentano ife

settate provviste spesso di dolipori, micelio dicariotico. La propagazione sessuale avviene con basidi

su cui si formano 2, 4 o più basidiospore portate da uno sterigma. Non vi sono strutture sessuali

differenziate. Il ciclo dei basidiomiceti comprende:

- germinazione di basidiospore aploidi, da cui si ha il micelio primario aploide monocariotico;

- coniugazione per somatogamia (fusione di ife somatiche) di due miceli primari e scambio di nuclei;

- formazione del micelio secondario dicariotico;

- formazione dei basidiocarpi (corpi fruttiferi). Dai basidiocarpi si forma il basidio, che originerà le

(unicellulari, non settati, con sterigmi all’apice),

basidiospore. In base alla forma si hanno olobasidi

fragmobasidi (settati longitudinalmente e trasversalmente).

Un altro raggruppamento è quello dei funghi mitosporici (ex. Deuteromycota) o funghi imperfetti, di cui

non è noto lo stadio teleomorfico (sessuale).

PROCESSO DI INFEZIONE

Generalmente i funghi sono biotrofi o necrotrofi, tranne alcuni come Colletotrichum, Lindemuthianum e

Venturia inaequalis che si dicono emibiotrofi con fasi di sviluppo alternate necrotrofice e biotrofiche.

Le fasi del processi di infezione sono: contatto iniziale, penetrazione, colonizzazione ed evasione.

Per la germinazione, oltre alle caratteristiche ambientali favorevoli, va tenuto conto che, se il contatto

avviene a livello della foglia, anche lo spessore e la topografia dello strato epicuticolare e cuticolare

possono essere determinanti (stimoli tigmotattici).

Nel caso dell’oidio dell’orzo (Blumeria graminis f. sp. hordei) il riconoscimento di morfologia,

composizione, bagnatura, inclinazione del conidio rispetto alla stessa è molto importante, infatti il

patogeno invia un tubetto germinativo primario ricognitivo e solo successivamente emette il tubetto

definitivo detto appressoriale. Se il tubetto primario non trova le giuste condizioni si atrofizza e ne viene

Dopo l’emissione del tubetto si ha lo epifitico dell’ifa

emesso un altro in diversa posizione. sviluppo di

adesione all’ospite,

infezione e la sua favorita da mucillagini e composti adesivanti. Nel caso di

percorrono trasversalmente le cellule allungate dell’epidermide

Puccina spp. le ife di infezione

dell’ospite per avere maggior probabilità di incontrare uno stoma. Spesso, in condizioni di durezza e

o l’ifa

idrofobicità della superficie su cui si trova il tubetto germinativo di infezione, questi differenziano

cui si origina l’ifa di

una struttura detta appressorio, di forma variabile, aderente al substrato, da

per la formazione dell’appressorio

penetrazione. Inoltre, è indispensabile la cutina, anche proveniente

da frammenti di piante non ospiti; in altri casi serve uno specifico tipo di cera, è il caso di Colletotricum

e per la formazione dell’appressorio è

gloeosporioides. Questi, inoltre, attaccano solo frutti climaterici

anche l’emissione

importante di etilene da parte del frutto in maturazione.

La penetrazione avviene tramite aperture naturali o da ferite e per via diretta con perforazione

meccanica. l’elevazione

Le aperture naturali possono essere stomi, idatodi e lenticelle. Nelle aperture stomatiche,

un’ostruzione

delle cellule di guardia rispetto a quelle limitrofe, può determinare alla penetrazione.

Le ferite possono essere accidentali (agenti atmosferici, fitofagi, uomo) e naturali (processi morfofisiologici

della pianta come caduta di foglie e emissione di radici laterali). I funghi necrotrofi usano spesso questa

via e si dicono funghi da ferita.

La penetrazione meccanica avviene con una duplice strategia: lisi enzimatica e forza meccanica. Sotto

l’appressorio si differenzia una sottile ifa di penetrazione detta stiletto che esercita una spinta meccanica

e un’azione litica (tramite cutinasi e pectinasi) dei costituenti della cuticola e della parete cellulare delle

cellule epidermiche.

La colonizzazione è rappresentata da diverse modalità che il fungo utilizza per contrarre rapporti di

con l’ospite.

parassitismo Può essere:

- subcuticolare se il patogeno si sviluppa fra cuticola ed epidermide;

generalmente nei funghi che crescono nell’apoplasto e usano i nutrienti

- intercellulare (extracellulare)

rimossi dalle cellule per via enzimatica. Il alcuni casi, alcune strutture (austori) si sviluppano all’interno della

cellula e si parla di crescita austoriale.

si ha quando il patogeno differenzia le ife all’interno delle cellule, più precisamente

- intracellulare

nell’apoplasto, fra parete e membrana, senza entrare nel protoplasma.

- vascolare quando il patogeno si insedia nei vasi xilematici (tracheomicosi).

germinazione dell’uredospora

Nei patogeni che penetrano per via stomatica (es. Puccinia spp.) dopo la

ossia un’ifa

si differenzia una vescicola sottostomatica, globosa da cui si origineranno le ife

intercellulari. Alcune di queste, entrando in contatto col tessuto colonizzato differenzieranno la cellula

madre dell’austorio che darà l’austorio, che si forma fra membrana e parete cellulare creando

un’invaginazione nel protoplasma, senza interrompere la membrana.

l’epidermide l’austorio

Nei patogeni epifitici che colonizzano della foglia (es. oidi), si differenzia subito

L’austorio dall’esterno all’interno

dopo la penetrazione nelle cellule epidermiche. presenta membrana

extraaustoriale (modificazione del plasmalemma ospite), matrice extraaustoriale ricca di sostanze

nutritive, parete austoriale e membrana austoriale (le ultime proprie del patogeno). Ogni austorio ha due

Quest’ultimo può essere

parti: collo e corpo austoriale. globoso (alcune ruggini) o digitato (oidi).

Le modalità di colonizzazione dipendono anche del tipo di organismo, necrotrofico, biotrofico o

emibiotrofico. Sia i primi che i secondi utilizzano la degradazione enzimatica, ma i biotrofici ne fanno

dell’austorio, hanno un’attività

uso solo in fase di penetrazione e differenziazione mentre i necrotrofici

enzimatica extracellulare più violenta e indiscriminata con cui portano alla morte le cellule dei tessuti

dell’ospite. Gli emibiotrofici colonizzano prima con una strategia biotrofica, differenziando ife e

vescicole di infezione; in seguito dalle vescicole intracellulari si formano ife secondarie capaci di

sintetizzare enzimi litici e quindi attuare una strategia necrotrofica.

L’evasione è costituita dalle strutture del patogeno visibili esternamente sugli organi colpiti,

generalmente al termine del ciclo di infezione. La differenziazione di tali strutture serve alla successiva

disseminazione dei propaguli. Ad esempio nelle ruggini la formazione sulle foglie di pustole (sori)

formate da uredospore o teleutospore.

SINTOMATOLOGIA DELLE MALATTIE FUNGINE

Nelle malattie trofiche da funghi, i sintomi sono su foglie, steli e rametti erbacei, e possono interessare

fiori e frutti. Tipico è lo strato muffoso biancastro che si nota sugli organi infetti da funghi appartenenti

alle Erisyphaceae, tanto che gli oidi vengono indicati come mal bianco. Gli stessi patogeni portano ad

arresto di sviluppo della zona infetta, con deformazione degli organi colpiti. Sui frutti si possono avere

che facilitano l’insediamento

fessurazioni di altri patogeni (es. nella vite le spaccature sugli acini da

oidio favoriscono la B. cinerea). Nel caso di peronospora, il sintomo tipico è la comparsa sulle foglie di

d’olio).

macchie giallastre (macchia Sugli organi erbacei di piante colpite da ruggini si vedono pustole

(uredosori). La maggior parte delle malattie trofiche producono spore che ricoprono o erompono dai

tessuti infetti, o sostituiscono i tessuti colpiti come avviene nelle carie e nei carboni dei cereali.

Nelle malattie auxoniche da funghi, si hanno alterazioni dello sviluppo. Le foglie (a volte i germogli)

possono essere deformate, bollose, inspessite (bolla del pesco, T. deformans), i fiori possono subire

alterazioni o essere completamente assenti, i frutti mostrano escrescenze o deformazioni e a volte

L’infezione dei

fessurazioni. rametti erbacei può originare scopazzi o galle. Negli ospiti erbacei si può

dell’intera pianta; ad esempio l’allungamento

avere taglia alterata anomalo dei culmi di riso in Giappone

per bakanae (Gibberella fujikuroi); su diverse specie si ha aumento dei culmi di accestimento che però

disseccano precocemente. Raramente si hanno tumori localizzati su foglie, steli e organi riproduttivi.

Nelle malattie necrotiche da funghi, si ha disseccamento delle aree colonizzate; macchie necrotiche

con aloni clorotici o bruno-rossastri sulle foglie; su fusti erbacei, germinelli e fiori si hanno aree

disidratate scure; sui frutti si hanno aree necrotiche con il parziale arresto di sviluppo delle aree infette

e la conseguente deformazione, ad esempio nel riso colpito da brusone (Pirycularia oryzae); a volte su

steli erbacei e rami legnosi si formano cancri con zone depresse e imbrunite vicino alle ferite.

di una parte o dell’intera

Nelle malattie vascolari (tracheomicosi) da funghi si riscontra avvizzimento

pianta. Prima di questo si può avere clorosi fogliare, dapprima solo nella zona perinervale, poi su tutta

Se l’infezione

la lamina ed epinastia. è precoce si ha nanismo. I sintomi esterni sono accompagnati da

imbrunimenti dei vasi xilematici in cui si osservano le strutture vegetative e riproduttive del patogeno e

numerose tille (estroflessioni del tessuto legnoso). Es. sono le varie specie di Fusarium e Verticillium.

Nelle malattie litiche da funghi si ha marciume. Nei semenzai e nelle erbacee il marciume, specie dopo

emergenza o trapianto, è localizzato al colletto e alla radice. Il tessuto infetto prima imbrunisce e poi

rammolisce, la piantina si adagia al suolo e necrotizza completamente. Sui cereali si ha sviluppo

stentato, soprattutto se è interessata la radice. Si possono avere, in varie specie orticole, ingiallimento e

avvizzimento fogliare. I tuberi, le radici carnose e i frutti a contatto col terreno mostrano zone molli

tondeggianti e brune. Più raramente si hanno marciumi secchi che nei tuberi di patata provocano ampie

cavità imbrunite. Le foglie appaiono allessate in varie zone della lamina. I fiori e le gemme

imbruniscono e disseccano. Sui rami erbacei si hanno rammollimenti, in particolare ai nodi. I più

colpiti sono i frutti, con progressiva perdita di consistenza della polpa e, di rado, mummificazione in

seguito a disidratazione. In alcune specie arboree le infezioni attraverso gli stili fiorali portano al

parte interna dell’organo colpito,

marciume del cuore, che interessa la senza manifestare sintomi

esterni. I funghi agenti di malattie litiche sporificano e spesso producono organi di sopravvivenza come gli

sclerozi. Esempi sono Botrytis, Monilia, Penicllium.

I funghi sono gli unici patogeni dei vegetali a causare malattie ipnochereutiche, interessanti le strutture

lignificate della pianta. In questi casi si ha disfacimento dei tessuti di sostegno che divengono spugnosi e si

sfaldano facilmente, originando le cosiddette carie. In altri casi il legno dissecca e assume colori anomali. La

rami o apparato radicale e compromette la stabilità dell’intera pianta o delle parti

carie può essere su tronco,

colpite. Interessando le parti interne, non è facilmente diagnosticabile: sintomi indicativi sono lo sviluppo

stentato, colorazioni anomale di foglie e disseccamento di frutti. In casi di siccità, le difficoltà di

approvigionamento idrico causato dalla carie determinano il colpo apoplettico, ossia l’avvizzimento dell’intera

Ciò avviene spesso nella vite colpita dal mal dell’esca.

pianta. Gli alberi affetti da malattie del legno

presentano spesso gommosi su tronco e rami e la fuoriuscita avviene in corrispondenza di lesioni che hanno

favorito l’ingresso del patogeno, con possibile formazione di cancri. Sintomo precoce di gommosi è la

colorazione anomala della corteccia che si raggrinzisce e fessura. Le foglie ingialliscono e cadono o

presentano macchie rossastre che necrotizzano e cadono lasciando la foglia come impallinata. Sui frutti si

hanno macchie rossastre che si ricoprono di goccioline di gomma, o aree marcescenti dal tipico odore che

nel loro insieme vengono indicate come allupatura.

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE FUNGINE

I danni dovuti a epidemie da funghi fitopatogeni spesso comportano la distruzione completa dei raccolti e

variazioni rilevanti nella presenza di essenze forestali in areali più o meno estesi. Le epidemie sono dovute

all’incremento nel tempo e nello spazio del patogeno, che interessa un numero crescente di individui, o parti

di essi, appartenenti a una popolazione di piante ospiti. Perché si abbia epidemia, la popolazione deve

essere suscettibile al patogeno e crescere in un ambiente favorevole all’instaurarsi dell’infezione.

rare, in quanto con l’evoluzione si è instaurato un certo equilibrio nella

Naturalmente le epidemie sono

coesistenza delle diverse specie. Nell’agrosistema, la selezione operata dai coltivatori a favore di piante

ricercate con rese elevate, impedisce di giungere a un equilibrio. Dunque, quando la selezione favorisce

piante altamente suscettibili verso un fitopatogeno, vengono messi a disposizione di esso una moltitudine di

ospiti geneticamente uniformi e facilmente infettabili. Inoltre, la monocoltura su ampie superfici, dove i

ospiti sono a distanza ravvicinata favorisce la diffusione dell’infezione.

potenziali

Possibilità di epidemie gravi si hanno quando accidentalmente avviene il contatto fra patogeno virulento e

ospite suscettibile mai incontratisi prima. Esempio è quello di Erysiphe necator, patogeno originario del Sud

America che, introdotto in Europa nella prima metà dell’800, evidenziò notevole suscettibilità della vite; ciò al

contrario dell’ambiente di origine in cui le viti avevano sviluppato resistenza.

Il tipo di alterazione non influenza la capacità epidemica del patogeno, ma è importante nella durata del

processo epidemico. Epidemie causate da patogeni su foglie e frutti evolvono rapidamente, al contrario di

quelle su strutture legnose, sistema xilematico e apparato radicale delle piante arboree. Ciò dipende dal

tempo richiesto per la colonizzazione dell’ospite.

La capacità di diffusione dell’infezione è più semplice in ambiente epigeo, con vento e pioggia; nel terreno, la

propagazione è dovuta alla contiguità fisica fra parti già infette e parti ancora sane.

Anche le caratteristiche del ciclo vitale e le modalità riproduttive influiscono sulla durata del processo

epidemico di un fungo fitopatogeno. Infatti, patogeni che concludono rapidamente il ciclo di infezione e ne

compiono più di uno in un’annata (policiclici) producono elevate quantità di inoculo e sono

potenzialmente in grado di originare più infezioni successive nel corso di una stessa stagione

vegetativa; viceversa i patogeni a decorso più lento (monociclici) causano uno o pochi cicli di infezione a

e l’inoculo prodotto al termine di un processo

stagione è in grado di provocare infezioni alla stagione

successiva; in certi casi il ciclo infettivo è completato in più anni (polietici), con rallentamento della

progressione epidemica della malattia.

Epidemie determinate da patogeni policiclici: a questi appartengono gli agenti di peronospore, oidi,

ruggini, oppure malattie come Alternaria, Septoria, Fusarium, Cercospora, Cladosporium, Venturia,

Botrytis cinerea, ecc. La sopravvivenza dei patogeni policiclici è dovuta a strutture ottenute da

riproduzione sessuata e ad organi specializzati come sclerozi e clamidospore, nonché al micelio

presente nei residui della vegetazione precedente, nei semi o nelle gemme delle piante arboree. La

dell’ospite è tipica di

differenziazione di strutture sessuate alla fine del ciclo vegetativo patogeni policiclici

biotrofici o emibiotrofici e in particolare dei miceti che si comportano come parassiti obbligati, che non

potrebbero sopravvivere senza tessuti colonizzabili dell’ospite. Queste strutture devono superare un periodo

di maturazione prima di riprendere lo sviluppo attivo. In alternativa i parassiti obbligati svernano nei semi

contaminati, o in strutture parenchimatiche delle piante arboree. In genere il micelio svernante viene

utilizzato da patogeni saprofitari. Gli organi svernanti, appena si hanno condizioni favorevoli,

differenziano l’inoculo primario che origina il primo ciclo infettivo. Le infezioni primarie non

ma il loro scopo fondamentale è di stabilire all’interno della

determinano in genere danni rilevanti,

popolazione dell’ospite, dei siti di infezione da cui possono svilupparsi focolai sempre più estesi. In

condizioni favorevoli, i possono anche avere più ondate successive di infezioni primarie che

incrementano il numero di potenziali focolai di diffusione della malattia.

La manifestazione dei sintomi alla fine del periodo di incubazione è seguita dalla formazione di spore,

che determineranno nuove infezioni. Il numero di cicli attuati dipende da: permanere della suscettibilità

dell’ospite, durata del periodo di incubazione e precocità di comparsa dell’infezione primaria. La permanenza

della suscettibilità dipende dal tipo di ospite, mentre le altre due dipendono dalle condizioni ambientali,

L’entità dell’epidemia dipende da precocità di comparsa di infezioni primarie, numero

soprattutto climatiche.

di cicli infettivi, quantità di inoculo prodotto e efficienza con cui questo può determinare nuove infezioni.

Le condizioni ambientali influiscono sul numero di spore differenziate, sulla loro vitalità e sugli eventi che

determinano l’instaurarsi di nuove infezioni.

Epidemie determinate da patogeni monociclici: a questi appartengono patogeni abitualmente presenti

nel suolo che penetrano attraverso le lesioni sulla radice o al colletto (Pythium, Phytophthora,

Sclerotium, Sclerotinia, Rhizoctonia) e causano marciumi o avvizzimenti; questi ultimi dovuti a

tracheomicosi (Fusarium oxysporum, Verticillium albo-atrum e Verticillium dahliae). Anche gli agenti

di carie e carboni dei generi Tilletia e Ustilago sono monociclici e instaurano con la pianta ospite un

rapporto pseudo-simbiotico per tutto il ciclo vegetativo. Ancora, fra questi si hanno patogeni agenti di

alterazioni delle cariossidi come varie specie di Claviceps. La sopravvivenza dei monociclici è affidata a

sclerozi e clamidospore nel terreno, spore sessuate e micelio nei tessuti colonizzati durante la fase

parassitaria, da saprofiti nei residui. Gli agenti di carie e carbone producono teliospore che sopravvivono

aderenti alla cariosside o nel terreno per lungo tempo; in alcuni casi le teliospore tra le glume germinano

e producono basidiospore che, coniugandosi, originano micelio dicariotico, che può restare quiescente

L’inoculo prodotto dalle strutture svernanti, in

nelle glume o raggiungere i tegumenti della cariosside.

condizioni ambientali favorevoli origina il processo infettivo secondo diverse modalità: ad es. gli sclerozi

possono germinare originando non solo micelio, ma anche apoteci o periteci, che liberano ascospore (tipico

di Claviceps e talvolta Sclerotinia); è influente anche la fittezza di semina in quanto la propagazione della

malattia può avvenire per contatto fra radici di piante adiacenti (es. Fusarium radicis-lycopersici nel

pomodoro). Talvolta, patogeni monociclici possono originare più cicli in una stagione, ciò accade quando

in grado di infettare l’ospite tramite

producono zoospore mobili, acqua. In questi casi aumenta la

dispersione dell’inoculo, la cui formazione è favorita dalla disponibilità d’acqua all’apparato radicale. Ciò si

è riscontrato in Phytophthora parasitica var. nicotianae su tabacco e Phytophthora capsici su

peperone.

LA DIAGNOSI

PROCEDIMENTO DIAGNOSTICO

Le fasi del procedimento diagnostico sono quattro: L’esame serve a

- fase 1, esame visivo delle piante malate in loco o dei campioni in laboratorio.

esaminare le piante nell’ambiente di crescita; ciò

rilevare i sintomi. Se possibile, è meglio recarsi sul posto e

perché sul posto si possono ottenere informazioni maggiori come localizzazione dei sintomi sulla pianta

(nelle arboree il campione sarebbe solo una parte di pianta), distribuzione delle piante malate rispetto alle

sane, presenza di avvallamenti o ristagni, vicinanza di altre colture o piante spontanee sorgenti di inoculo,

ecc. Se l’esame si svolge sui campioni è importante che siano rappresentativi e in ottime condizioni di

freschezza (tempi brevi di conservazione meglio se in ambiente freddo e rapida consegna al laboratorio);

- fase 2, acquisizione di tutte le informazioni utili per la diagnosi. Si cercano informazioni su epoca di

comparsa dei primi sintomi, loro evoluzione, età delle piante, cultivar più colpite, provenienza del materiale di

propagazione, eventuali interventi fitoiatrici effettuati, concimazioni eseguite, ecc;

- fase 3, confronto delle osservazioni effettuate e delle informazioni acquisite con quanto riportato in

letteratura e formulazione di ipotesi diagnostiche;

verifica dell’ipotesi diagnostica

- fase 4, con analisi di laboratorio.

POSTULATI DI KOCH

Nel caso in cui si abbia un quadro sintomatologico diverso da quelli descritti in letteratura o del tutto

risultato dell’esame di laboratorio diverso dalle attese,

nuovo per la zona in cui si opera, o un si procede

con delle verifiche dette regole o postulati di Koch. Si tratta di quattro postulati:

- 1° postulato, costante associazione fra agente patogeno e malattia. Si deve verificare che in tutte le

piante esaminate, vi sia il patogeno sospettato di essere causa della malattia. Se si trova solo in alcune, ma

in altre si riscontra un altro patogeno, è bene mettere in dubbio l’ipotesi iniziale; se si accerta la costante

associazione, si procede ai successivi postulati;

isolamento e coltivazione in purezza dell’agente patogeno sospetto.

- 2° postulato, Questa fase serve

a predisporre l’inoculo contenente soltanto propaguli del presunto patogeno, per la fase successiva;

- 3° postulato, riproduzione della malattia. Utilizzando le colture pure ottenute dalla fase precedente, si

inoculano piante sane della stessa specie e varietà di quelle in esame. Si dovrà verificare che vi compaiano

gli stessi sintomi osservati sulle piante oggetto di indagine;

- 4° postulato, isolamento, dalle piante in cui si è riprodotta la malattia, del medesimo patogeno

precedentemente isolato e coltivato in purezza. Ciò serve a fugare il dubbio che nelle varie fasi del

procedimento si siano inseriti patogeni diversi da quello da noi inizialmente sospettato come agente della

malattia in esame.

Solo se tutti i postulati sono soddisfatti, si può concludere che il patogeno sospettato è la causa reale della

malattia. Questo procedimento diagnostico si applica anche nello studio di nuove malattie di recente

scoperta o note come quadro sintomatico ma non del tutto come eziologia. Inoltre, l’applicazione di questi

postulati è più o meno agevole per parassiti facoltativi, coltivabili su substrati artificiali: è più difficoltosa in

coltivabili in vitro e per cui è difficile l’isolamento allo stato

parassiti obbligati come virus e fitoplasmi, non

puro e in quantità sufficienti per avere un’infezione artificiale, per la quale servirebbe, inoltre, un vettore.

MICROSCOPIA E ALTRI STRUMENTI DI DIAGNOSI

Il microscopio ottico è un semplice e prezioso ausilio per la diagnosi, soprattutto nel settore delle malattie

fungine. Si possono con esso osservare: forma e dimensioni dei propaguli, struttura dei corpi fruttiferi,

aspetto e localizzazione del micelio che ha invaso i tessuti dell’ospite, alterazioni dei tessuti della pianta.

Queste informazioni, insieme a quelle ricavabili dall’osservazione dei sintomi, spesso bastano a orientarsi

verso una diagnosi corretta.

Se si tratta di presunte infezioni virali, si dovrebbe ricorrere alla microscopia elettronica e in particolare a

quella a trasmissione (TEM, Trasmission Electron Microscopy). Questa permette di ottenere ingrandimenti

non ottenibili con la microscopia elettronica a scansione (SEM, Scanning Electron Microscopy), utile invece

Tuttavia, mentre l’esame al microscopio ottico è semplice e veloce, quello al

in micologia e batteriologia.

microscopio elettronico richiede preparazione preliminare, a volte complessa, del campione in esame. Inoltre

c’è bisogno di alta competenza per l’uso dello strumento che risulta anche costoso.

In alcuni casi le strutture del patogeno non sono osservabili anche con l’ausilio del microscopio ottico. Può

essere utile isolare e coltivare il fungo su terreni artificiali. Ciò in modo da indurlo a formare colonie ben

visibili e sporificare per permettere un’agevole identificazione. A tal scopo, oltre i terreni generici adatti alla

coltura di svariate specie fungine, esistono terreni selettivi adatti a uno o pochi generi o anche solo a una

specie, terreni differenziali su cui un particolare microrganismo sviluppa reazioni caratteristiche che lo

distinguono da altri simili. Tecniche analoghe valgono per casi di infezioni batteriche.

Si possono impiegare piante indicatrici o piante test, ossia specie o cultivar che rispondono con sintomi

tipici all’azione patogena causata da virus, microrganismo o sostanza fitotossica. Ancora oggi, nonostante la

presenza di sierologia e biologia molecolare, si ricorre a questi mezzi per le seguenti necessità:

- diagnosi in strutture non dotate di laboratori e mezzi diagnostici recenti (paesi in via di sviluppo);

- evidenziare infezioni virali o simili in piante legnose, difficilmente diagnosticabili con altre metodologie;

- segnalazione della presenza di inquinanti atmosferici in territori senza centraline di rilevamento.

In alcuni casi ci si trova di fronte a quadri sintomatologici attribuibili a infezioni virali ma non a virus specifici o

gruppi di virus. In tal caso si può ricorrere all’impiego di diverse specie di piante test, in modo da ampliare il

quadro sintomatologico e poter identificare più facilmente l’agente causante la malattia. Per trasmettere il

virus nelle piante test si può attuare l’inoculazione per succo (o trasmissione meccanica o per

strofinamento), in cui l’inoculo si prepara triturando i tessuti della pianta in esame e distribuendoli mediante

strofinamento sulle foglie delle piante test dove si è cosparsa una polvere abrasiva. Successivamente si

lavano le foglie per eliminare i residui dell’inoculo e permettere la visione dei sintomi dopo pochi giorni.

Diagnosi sierologica: diverse macromolecole, soprattutto proteine, hanno potere antigeno o antigenico;

iniettate in un organismo animale, stimolano la produzione di anticorpi (immunoglobuline). Questi, prodotti da

diffondono nel sangue, raggiungono ogni parte dell’organismo e

cellule specializzate (linfociti), tendono a

le sostanze che li hanno determinati. Ne bloccano così l’eventuale azione patogena.

legarsi con gli antigeni,

In particolare, i virus, sono dotati di capside costituito da molecole proteiche e a conformazione

microcorpuscolare, pertanto hanno un potere antigeno elevato. Perciò, i test sierologici si attuano soprattutto

per diagnosticare malattie da virus.

Le parti di capside virale o parete cellulare di microrganismi che determinano la formazione di anticorpi si

dicono epitopi o determinanti antigenici.

Il siero è la parte non corpuscolare del sangue, ossia il liquido ottenibile lasciando coagulare in una provetta

una certa quantità di sangue. Un siero contenente anticorpi formatisi come reazione ad un antigene, si dice

antisiero contro quell’antigene. Le reazioni di combinazione fra antigeni e anticorpi possono avvenire anche

esternamente all’organismo animale, ad esempio in un mezzo liquido agarizzato, conservando la propria

specificità. Ciò significa che, anche se estratti dall’animale che li ha prodotti, gli anticorpi anti-x, reagiranno

solo con antigeni x, omologhi. Queste reazioni fatte avvenire in vitro sono l’oggetto di studio della sierologia.

Le piante non hanno tessuto linfatico e sistema sanguigno e non producono anticorpi, quindi si utilizzano

anticorpi e antisiero prodotti in animali da esperimento (topi o conigli) in cui è stato iniettato il virus. Grazie

alla specificità fra anticorpo e antigene, è possibile con gli antisieri prodotti identificare il virus nell’ospite

oggetto d’esame. In genere si usano antisieri policlonali, contenenti anticorpi contro tutti gli epitopi

dell’antigene. Con tecniche più complesse si possono ottenere sieri monoclonali, ancora più specifici, che

permettono di identificare ceppi specifici del virus.

Fra i metodi sierologici utilizzati in diagnostica virologica vi sono:

- precipitazione in tubo; oggi poco usato, ha bisogno di alte quantità di antisiero. Si prepara una serie di

provette contenenti diluizioni crescenti di ogni antisiero scelto per la prova. In ogni provetta si aggiunge una

diluizione fissa della sospensione di virus da identificare, si agita leggermente e si immergono le provette in

un bagno termostatico a 37-38°C. Dopo qualche ora si vede in quale delle provette, e quindi con quale

antisiero, il virus precipita. Questa tecnica è idonea con virus di grandi dimensione e allungati perché

forniscono precipitati flocculosi evidenti;

- microprecipitazione in goccia; le diluizioni si preparano in singole gocce sul fondo di una piastra di Petri

cosparsa di silicone. A ogni goccia di antisiero si aggiunge una goccia di sospensione virale e si ricopre tutto

con uno strato di olio di paraffina per evitare evaporazione dei reagenti. Dopo alcune ore, con una lente o un

microscopio si possono osservare le singole gocce e vedere quale avrà generato il precipitato;

doppia diffusione in gel di agar; in una piastra Petri si fa solidificare una soluzione con l’1% di agar per

-

sierologia. Nello strato di 3-5 mm formatosi, si praticano due o più pozzetti a distanza regolare (5-7 mm). In

uno si pone il virus da identificare, negli altri i sieri in prova o viceversa un antisiero con diversi antigeni. Se

omologhi o affini, gli antigeni e gli anticorpi diffondono radialmente attraverso l’agar e incontrandosi originano

bande biancastre di precipitato visibili in trasparenza. Le reazioni avute, possono studiarsi anche per

determinare il grado di parentela fra ceppi o virus diversi. È un metodo per virus medio-piccoli, in quanto

quelli grandi e allungati avrebbero difficoltà a diffondere attraverso i piccoli pori del mezzo;

- E.L.I.S.A. (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay, ossia saggio immunologico con anticorpi legati ad un

enzima); è un metodo sensibile che rivela anche quantità minime di virus, quindi si può usare anche

direttamente sul campione senza procedimenti preliminari. È idoneo ad accertare la frequenza di un virus in

una o più coltivazioni e a verificare la sanità del materiale di moltiplicazione.

La reazione di combinazione virus-anticorpo è evidenziata da un procedimento di colorazione (gialla)

catalizzato da un enzima (fosfatasi alcalina) previamente legato agli anticorpi. La reazione si ottiene in

singoli pozzetti di un’apposita piastra in materiale sintetico (polistirene) in cui in successione sono stati

agiunti una sospensione di anticorpi purificati, l’estratto dei tessuti del campione in esame, una sospensione

di anticorpi coniugati con l’enzima e, infine, il substrato (p-nitrofenil-fosfato) destinato a colorarsi di giallo in

presenza dell’enzima. Se l’estratto non contiene il virus omologo agli anticorpi utilizzati, ai lavaggi eseguiti

dopo ogni fase del processo, gli anticorpi legati all’enzima vengono eliminati perché non sono trattenuti dal

materiale costituente la piastra. Quindi, mancando l’enzima, non si avrà colorazione gialla. L’intensità di

colorazione nel campione infetto è proporzionale alla concentrazione di virus nel campione;

- Immuno-microscopia elettronica o metodo I.S.E.M. (Immuno Sorbent Electron Microscopy); si basa

sull’osservazione al microscopio elettronico dell’avvenuta reazione fra antigeni e anticorpi. È sensibile come

il metodo E.L.I.S.A. e presenta il vantaggio di non dover purificare gli anticorpi, permettendo di usare

l’antisiero tal quale dopo opportuna diluizione.

si basano sull’analisi degli acidi nucleici del patogeno. Con l’ibridazione

I metodi diagnostici molecolari

molecolare possono essere intercettati tutti i patogeni. Questa è un fenomeno che avviene ogni volta che

una doppia elica di DNA o RNA si forma da due eliche singole complementari. Con la diagnosi molecolare

si attuano due procedimenti:

- produzione ex novo di frammenti di DNA o RNA a singola elica con sequenza specifica di un

determinato patogeno, detta sonda molecolare;

- confronto della sonda con un frammento complementare del patogeno, proveniente dalle piante da

saggiare.

Si prepara quindi un filamento singolo di DNA o RNA (generalmente da qualche decina a qualche centinaio

di basi) che funge da sonda, che andrà a rilevare la presenza di un acido nucleico complementare detto

target, in un estratto di acidi nucleici di una pianta infetta. Per preparare la sonda si deve conoscere la

sequenza di una parte dell’acido nucleico del patogeno. Una volta individuato, questo frammento stampo, si

inserisce in un plasmide batterico che, introdotto in cellule di E. coli, poste in coltura, origina un numero

altissimo di frammenti sonda, detti sonde clonate. La sonda clonata servirà da stampo per sintetizzare nuove

molecole di DNA, con incorporato un nucleotide marcato (generalmente citosina marcata con il radioisotopo

32 P).

MECCANISMI DI RESISTENZA AI PATOGENI

DIFESE PASSIVE STRUTTURALI

La foglia ha uno strato superficiale di cere epicuticolari e cuticola vera e propria, su cui si trovano i

l’epicuticola poco ospitale

tricomi, differenziati dal tessuto sottostante (epidermide). I tricomi rendono e

possono essere: ghiandolari, che secernono sostanze repellenti, attrattive o ad attività antibiotica.

Solo i patogeni in grado di secernere enzimi (cutinasi), riescono ad attaccare la cutina. Nelle radici, la

funzione della cutina è svolta dalla suberina.

cellule dell’epidermide

Le sono tenute insieme da pectina, che può essere attaccata dagli enzimi

pectolitici di molti patogeni necrotrofici (Botrytis, Sclerotinia, Erwinia). La pectina è il principale

elemento della matrice della parete cellulare, costituita inoltre da cellulosa che la rende molto resistente.

quindi è l’ostacolo

La parete principale per i patogeni. Questi dovranno essere in grado di secernere enzimi

(pectinasi, cellulasi, emicellulasi e proteasi) in grado di degradare la struttura.

Le caratteristiche fogliari, la forma e lo spessore delle cellule di guardia rispetto a quelle epidermiche,

sono barriere fisiche per patogeni che penetrano attraverso gli stomi (es. ruggini).

Per i patogeni che penetrano per via epidermica (oidi), fattori determinanti sono tipologia,

dell’ospite. Gli oidi, infatti, emettono un

composizione chimica e stato di idratazione della superficie

tubetto germinativo adesivo esplorativo e, solo in condizioni idonee, il tubetto di penetrazione.

DIFESE PASSIVE CHIMICHE

Sono difese che comprendono metaboliti secondari e composti proteici con attività biocida. Alcuni di

essi sono presenti nella cellula integra in forma attiva, altri si trovano come precursori inattivi. Questi

ultimi sono attivati da enzimi che sono segregati in comparti cellulari, ma, in seguito a danneggiamenti

della cellula, entrano in contatto coi precursori inattivi e li attivano (es. i cavoli sono ricchi di oli

solforati che con danno cellulare si degradano a isotiocianato volatile inibitore di molti funghi).

Questi composti sono concentrati negli strati cellulari più esterni e nelle cellule soprattutto nei vacuoli o

all’ospite è

in altri organuli, per non intossicare la cellula produttrice. Nei biotrofici, il danno minimo,

quindi tali composti non vengono rilasciati.

I composti chimici preformati antifungini (escluso le proteine di difesa) sono: saponine, glucosidi

cianogenici, glucosinolati, lattoni insaturi, fenoli o fenilpropanoidi.

Fra le sostanze proteiche importanti nella difesa passiva vi sono:

- idrolasi, ossia chitinasi e glucanasi (digeriscono la parete del fungo) e lisozima (rompe la parete di batteri);

- inibitori di enzimi, ossia di poligalatturonasi (inibiscono le pectinasi fungine), proteasi e amilasi (inibiscono

gli enzimi digestivi degli insetti;

- proteine leganti la chitina, ossia eveina (inibisce la crescita fungina) e lectine (inibiscono la crescita di

insetti e funghi);

- peptidi antifungini, ossia le difensine che inibiscono la crescita fungina;

ossia l’ordeoteonina che inibisce la crescita fungina e batterica;

- tionine,

- RIP, inattivatori dei ribosomi, ossia PAP, saporina e ricina, che inibiscono la trasmissione meccanica dei

virus e conferiscono resistenza aspecifica.

DIFESE ATTIVE O INDUCIBILI

Sono difese attuate appena la pianta ospite riconosce il patogeno. Se il patogeno è riconosciuto

dall’ospite si hanno una serie di eventi che determinano resistenza locale e/o sistemica. Per prima cosa si ha

l’attivazione dei canali del Ca sul plasmalemma e l’alterazione della funzionalità degli altri canali di

+ + -

membrana. Ciò provoca l’ingresso di H e l’estrusione di K . L’incremento di Ca citoplasmatico stimola

e OH

2- 2-

dell’anione superossido •O , una specie reattiva dell’ossigeno (ROS) molecolare. L’•O

la produzione

nell’apoplasto viene L’H

rilasciato dismutato a perossido di H (H O ). O è importante per la resistenza.

2 2 2 2

Agisce dapprima nello spazio intercellulare essendo tossica verso gli invasori. Successivamente favorisce i

legami fra le glicoproteine di parete, che si rafforza e resiste meccanicamente alla penetrazione. Inoltre,

essendo mobile, penetra attraverso il plasmalemma e partecipa all’attivazione dei geni di difesa. Gli altri

messaggeri in grado di operare in questo senso sono: acido salicilico, etilene, ossido nitrico, ecc.

Fra i primi geni di difesa ad essere attivati, vi è quello che codifica per la fenilalanina ammonio liasi (PAL).

Questa è l’enzima chiave per la biosintesi di fenilpropanoidi. I fenilproanoidi sono composti formati da un

anello aromatico a cui è legata una corta catena alifatica laterale a tre atomi di C. Fra i fenilpropanoidi, vi è la

fenilalanina, che viene dalla via dello scikimato (acido scikimico). La fenilalanina, per reazioni successive,

viene convertita in lignina che rafforza la parete, cutina e suberina, e una serie di composti fenolici ad attività

antimicrobica, lignani, stilbeni, flavonoidi e tannini con attività antibiotica e fungicida. Fra i composti ad

attività antimicrobica, vi sono le fitoalessine, che rappresentano una delle più rapide risposte di difesa

dell’ospite; solo nei primi stadi dell’infezione;

hanno azione aspecifica che si esplica sono accumulate più

precocemente nelle specie resistenti; la loro concentrazione nei tessuti è sufficiente a inibire la crescita

fra queste vi è ad esempio la faseollina: con l’antracnosi del fagiolo, la faseollina si accumula

microbica;

paradossalmente in quantità maggiori quando il fagiolo è infettato con una razza compatibile di Colletotricum

lindemuthianum, ovvero quando si sviluppa la malattia, rispetto a quando è inoculato con una razza

incompatibile dello stesso fungo e si manifesta resistenza. In quest’ultimo caso, la sintesi della faseollina è

massima già a 80h dall’inoculazione, quando il fungo è ancora ai primi stadi dell’infezione e può essere così

prontamente bloccato.

In risposta a stress biotici o abiotici, le piante sintetizzano proteine di patogenesi (PR), un gruppo di proteine

del sistema difensivo della pianta. Si accumulano in apoplasto e vacuoli, sono stabili a pH acido e resistono

alle proteasi sia endogene che esogene. Il loro accumulo, sia locale che sistemico, in risposta a ferite o

infezioni, è fra i fattori della resistenza sistemica acquisita (SAR) nella pianta. Esistono 17 famiglie di PR,

numerate in ordine di scoperta.

Un’altra forma di difesa attiva è la reazione di ipersensibilità (HR). Si tratta di una morte cellulare

programmata (PCD) attuata dalla pianta in caso di infezione allo scopo di bloccare il patogeno. La pianta

infetta, porta le cellule adiacenti al sito di infezione a collasso e morte. È la forma più diffusa ed efficiente di

resistenza, ma ha un limite: implica il riconoscimento dell’ospite da parte della pianta.

RICONOSCIMENTO PATOGENO-OSPITE E BASI DELLA RESISTENZA

La resistenza di una pianta al patogeno avviene in seguito al suo riconoscimento. Può essere:

- non ospite-specifica o basale; più frequente. è indotta da strutture molecolari associate al patogeno.

- ospite-specifica; la resistenza si esplica da parte di una cv nei confronti di una razza o un ceppo di

patogeno in base al riconoscimento di specifici prodotti genici. dall’ospite

I segnali molecolari prodotti dal patogeno, che possono essere riconosciuti stimolando una

risposta attiva di difesa sono detti elicitori. Possono essere aspecifici o specifici.

Gli elicitori aspecifici (PAMPs o MAMPs); stimolano una resistenza non ospite-specifica, poligenica,

che può essere di tipo I se non è manifestato alcun sintomo macro e/o microscopico, o di tipo II con HR

da elicitore aspecifico. Sono esogeni se prodotti dal patogeno e endogeni se prodotti dalla pianta in

all’interazione con il patogeno. L’interazione

seguito di elicitori con i recettori della cellula ospite, innesca

segnali molecolari che attivano, a livello nucleare, la trascrizione di geni di difesa.

Gli elicitori aspecifici esogeni (PAMPs) sono prodotti del metabolismo primario del patogeno

(frammenti di parete cellulare, frammenti di flagelli, acidi grassi, steroli, acidi nucleici, proteine e glicopeptidi);

in particolare frammenti di chitina e chitosano (detti, insieme ad altri oligomeri di glucani, oligosaccarine)

costituenti di parete cellulare dei funghi ed esoscheletro di insetti, sono riconosciuti dalla cellula

ospite, che attiva così le difese. Importante è la dimensione degli oligomeri, quindi il grado di

all’ospite.

polimerizzazione è fondamentale per permettere la percezione del segnale Inoltre, come le

chitinasi e le chitosanasi, anche le glucanasi della pianta svolgono una duplice azione (direttamente

antifungina, interferendo con la sintesi dei polisaccaridi di parete delle ife; rilascio di frammenti di

glucani che sono elicitori esogeni).

Altri elicitori aspecifici esogeni sono: le elicitine prodotte da alcuni rappresentanti del genere phytophthora;

alcuni glicopeptidi nei lieviti, derivati da proteine extracellulari; acido arachidonico, ergosterolo, e acido

jasmonico, nelle membrane biologiche dei miceti; frammenti di flagellina in flagelli e ciglia dei batteri.

Gli elicitori aspecifici endogeni (DAMPs) sono frammenti della parete cellulare vegetale rilasciati in

seguito all’azione degli enzimi litici del patogeno. Tipico esempio è quello degli oligogalatturonidi. Gli

enzimi pectolitici dei funghi, lisano la parete cellulare vegetale, rilasciando frammenti di glucani, che

agiscono da elicitori. Anche le xilanasi, prodotte da alcuni funghi, producono frammenti di xilani che

agiscono da elicitori endogeni.

Gli elicitori specifici; molecole prodotte da singole razze o ceppi di patogeno, attive solo verso alcune

cv di piante della stessa specie (inducono resistenza ospite-specifica, monogenica). Sono prodotti dei

geni di avirulenza (avr) del patogeno, che inducono una resistenza ospite-specifica in seguito

all’interazione con recettori codificati dai geni di resistenza (R) della pianta (gene per gene).

Interessante è il meccanismo di secrezione di tipo III dei prodotti dei geni avr da parte di alcuni batteri

nella cellula dell’ospite.

Gram- come Pseudomonas ed Erwinia, direttamente I geni di patogenicità e di

ipersensibilità dei batteri, detti hrp, sono responsabili della capacità di causare una malattia in un ospite

suscettibile, ed eventualmente una reazione di ipersensibilità in un ospite resistente.

Il Riconoscimento Patogeno-ospite e la resistenza ospite-specifica

Per la coevoluzione patogeno pianta, si è avuta la capacità del patogeno di aggredire l’ospite. Questi però

ha sviluppato la capacità di difendersi, ma, a sua volta, il patogeno ha mutato i suoi elicitori, per non farsi

riconoscere. Tutto ciò ha portato alla teoria di Flor (gene per gene), secondo cui la compatibilità o

l’incompatibilità è determinata da un singolo gene nel patogeno e dal corrispettivo nell’ospite.

Come già detto, i geni del patogeno che codificano per elicitori, sono i geni di virulenza (avr) e sono

molecole riconoscibili dai recettori dell’ospite, codisicati, aloro volta, dai geni della resistenza (R). Su questi

concetti, si fondano le basi genetiche della resistenza ospite-specifica, stabilendo per ogni binomio ospite-

patogeno, la condizione di:resistenza-incompatibilità o di suscettibilità-compatibilità (Fig.pag. 166).

PROTEZIONE DELLE PIANTE DALLE MALATTIE

IMPIEGO DI PIANTE RESISTENTI

È la forma di difesa privilegiata, con diversi vantaggi sia economici, che della salvaguardia ambientale e

della salubrità degli animali. Infatti, utilizzando i caratteri di resistenza, insiti o sperimentalmente indotti, si

sono potute combattere diverse malattie temute in passato (ruggini). l’ottenimento di cultivar resistenti può

Tuttavia questo tipo di difesa non sempre è perseguibile sia perché,

non essere conveniente economicamente, sia perché le caratteristiche di resistenza non sono stabili nel

tempo e sia perché alcune cultivar resistenti non sono richieste dal mercato.

Le piante possono avere resistenza genetica o indotta.

La resistenza genetica può essere dovuta a uno o pochi geni (resistenza razza-specifica o verticale) e

resistenza basata sull’azione combinata di numerosi geni (resistenza basale o orizzontale).

La resistenza razza-specifica, permette alla pianta di resistere a una singola o a poche razze del patogeno.

L’ospite possiede un gene specifico di resistenza, che riconosce il patogeno permettendogli di arrestare

l’infezione. Questo tipo di resistenza è efficace, però determina una selezione sulla popolazione del

patogeno, nella quale possono diventare dominanti i ceppi in grado di superarla, con conseguente blocco

della reazione di ipersensibilità. Pertanto, questo tipo di resistenza, è generalmente di breve durata e

lavoro di monitoraggio della popolazione del patogeno da un lato e dall’altro la messa

comporta un continuo

a punto di nuove varietà dell’ospite dotate di resistenza.

La resistenza poligenica o orizzontale, è meno eficace, ma più duratura rispetto alla precedente. Essa è

attiva nei confronti di tutte le razze di un dato patogeno, ma il suo livello di efficienza dipende da altri fattori

quali: l’andamento climatico, la virulenza e la quantità di inoculo del ptogeno.

Le varietà resistenti si ottengono solitamente, per incrocio fra varietà con cratteristiche produttive

apprezzabili e varietà dotate di geni resistenti. Attualmente con interventi di ingegneria genetica, è possibile

inserire singoli geni di resistenza, nel genoma della varietà che si vuol proteggere. Si originano così, piante

transgeniche (o geneticamente modificate), resistenti a: virus, batteri, funghi, insetti e particolari patogeni.

Resistenza indotta: la resistenza verso uno o più patogeni, può essere indotta nella pianta sia mediante

inoculazione di ceppi non virulenti di virus, batteri o funghi, sia usando induttori chimici di resistenza.

Numerosi sono i casi di resistenza ottenuta con inoculazione di ceppi ipovirulenti; in virologia questa tecnica

nota come protezione incrociata, è stata ampiamente utilizzata. Esempi sono: le piantine di pomodoro pre-

immunizzate con ceppi ipovirulenti di virus del mosaico (ToMV); le piante di agrumi preimmunizzate con

ceppi ipovirulenti di virus della tristezza (CTV). c’è la possibilità di avere

La protezione incrociata ha perso di interesse sia perché azioni sinergiche del virus


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MarcoP87

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie agrarie
SSD:
Università: Bari - Uniba
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher MarcoP87 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Patologia Vegetale Generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Bari - Uniba o del prof Pollastro Stefania.

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