venerdì 18 settembre 2020

Lotta sostenibile ai patogeni fungini della vite: il ruolo degli induttori di resistenza

Uno studio italiano ha indagato sul ruolo degli induttori di resistenza, noti anche come elicitori, nella lotta sostenibile contro l'Oidio, patogeno fungino della vite. Nello specifico il lavoro si è focalizzato sulle modificazioni trascrizionali e metaboliche su varietà Moscato e Nebbiolo.





Cosa nota è che le piante nel corso della loro evoluzione, hanno sviluppato i più svariati meccanismi di difesa contro funghi, batteri, virus, insetti ed anche animali erbivori. Le sostanze chimiche riconosciute dalla pianta e che ne inducono le reazioni di difesa, vengono chiamate induttori di resistenza che hanno lo scopo di promuovere nella pianta meccanismi di difesa in grado di proteggerla dagli attacchi di microorganismi patogeni.

Il cambiamento climatico ha avuto un grave impatto sulla produttività degli ecosistemi agricoli nel mondo. Nell'Europa meridionale, Italia compresa, la frequenza e la durata degli eventi di siccità e delle ondate di calore sono aumentate drasticamente negli ultimi anni, battendo nuovi record in termini di anomalie di temperatura e precipitazioni causando l'intensificazione della diffusione di parassiti e patogeni, con effetto devastante sul potenziale di resa delle colture. L'intensificazione delle malattie fungine dovute alle alterazioni climatiche ed il conseguente uso massiccio di fungicidi chimici nella maggior parte dei paesi europei, ha inevitabilmente portato a problemi di sostenibilità ambientale ed al fenomeno della resistenza da parte dei patogeni della vite, con la perdita di efficacia del prodotto fitosanitario dopo un suo impiego intenso e prolungato. Da qui nasce la necessità di ridurre progressivamente i trattamenti chimici, come stabilito dalla normativa della Commissione Europea (CE) (Direttiva 2009/128 / CE). vietando l’utilizzo di numerosi prodotti fitosanitari, compresi i fungicidi rameici ammessi anche in viticoltura biologica.

Tenendo presente quindi che la gestione delle malattie fungine in vigneto (peronospora e oidio in primis) comportano un costo notevole sia dal punto di vista economico che ambientale, il presente ed innovativo studio, che prende piede nell'ambito del progetto SAFEGRAPE: approcci di lotta sostenibile ai patogeni fungini della vite, ha messo in atto un lavoro di ricerca che si propone di valutare l’efficacia di soluzioni non convenzionali da inserire in strategie di difesa integrate, allo scopo di migliorare la sostenibilità ambientale della gestione del vigneto, mediante approcci integrati agronomici, metabolici, genetici e molecolari per individuare induttori di resistenza a basso impatto ambientale nei confronti dell'Oidio o Mal bianco della vite. In tal senso un gruppo di ricerca italiano ha indagato sulle modificazioni trascrizionali e metaboliche in seguito all'applicazione di elicitori di resistenza contro questo patogeno, attraverso l'intero sequenziamento del trascrittoma in combinazione con analisi di ormoni e metaboliti, in modo da sezionare i meccanismi di difesa a lungo termine indotti da eventi di riprogrammazione molecolare nelle foglie di vite infettate.

Le foglie sono state trattate con tre induttori di resistenza: acibenzolar-S- metile, fosfonato di potassio e laminarina, su due cultivar di V. vinifera, Nebbiolo e Moscato. La loro specificità è stata valutata anche monitorando i cambiamenti nella comunità microbica fungina che abita la superficie fogliare. L'impatto degli stessi principi attivi sull'ecologia microbica e sulla qualità dell'uva è stato studiato anche in una sperimentazione sul campo, in un vigneto di Nebbiolo, dimostrando che la resa e il vigore delle viti non sono stati influenzati dai trattamenti, né la produzione di metaboliti primari e secondari.

I risultati dei test hanno evidenziato che, sebbene tutti i composti fossero efficaci nel contrastare la malattia, l'acibenzolare-S-metile è stato in grado di causare le modificazioni trascrizionali più intense in entrambe le varietà. Questo ha comportato una forte sotto-regolazione della fotosintesi e del metabolismo energetico e cambiamenti nell'accumulo e nel partizionamento dei carboidrati che molto probabilmente hanno spostato il compromesso tra crescita e difesa delle piante verso l'instaurazione di processi di resistenza alle malattie.

È stato anche dimostrato che i segnali metabolici associati al genotipo, hanno influenzato in modo significativo il meccanismo di difesa delle cultivar. In effetti, Nebbiolo e Moscato hanno sviluppato strategie di difesa diverse, spesso migliorate dall'applicazione di uno specifico elicitore, che hanno portato a uno dei rinforzi dei meccanismi di difesa precoci (ad esempio, deposizione di cera epicuticolare e sovraespressione di geni correlati alla patogenesi nel Nebbiolo) o accumulo di ormoni endogeni e composti antimicrobici (ad esempio, alto contenuto di acido abscissico, acido jasmonico e viniferina nel Moscato).

L'applicazione di prodotti ecocompatibili in sostituzione di composti chimici è di fatto l'azione più adatta da intraprendere ora. Questi elementi bioattivi, prodotti di derivazione naturale e sali, come il silicio, laminarine e fosfonati di potassio, risultano essere efficaci come stimolatori di resistenza, stimolando le risposte di difesa endogena delle piante e / o inibendo la colonizzazione e la proliferazione dei funghi. In particolare risulta essere promettente visti i risultati ottenuti, l'utilizzo dell'acibenzolare-S-metile, un benzotiadiazolo analogo all'acido salicilico che ha suggerito di indurre resistenza acquisita sistemica, (SAR - Systemic Activated Resistance), imitando reazioni ospite-patogeno; un vero e proprio sistema immunitario della pianta che si attiva a seguito di una precedente esposizione localizzata ad un agente patogeno. Questo prodotto è il primo rappresentante di una nuova categoria di fitofarmaci che agiscono attivando le difese naturali della pianta. Altamente sistemico, produce nella pianta le stesse modificazioni biochimiche osservate nell'attivazione biologica naturale ma con modalità nettamente più efficienti che garantiscono una protezione superiore e più rapida della pianta.

Concludendo, studi molecolari delle interazioni pianta/patogeni come questo mettono a disposizione un panel di informazioni fondamentali per approfondire i meccanismi di difesa della vite nei confronti dei patogeni. Queste conoscenze integrate contribuiranno alla messa a punto di soluzioni efficaci ed innovative per una viticoltura maggiormente rispettosa dell’ambiente.

The Molecular Priming of Defense Responses is Differently Regulated in Grapevine Genotypes Following Elicitor Application against Powdery Mildew

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