La Patologia Vegetale nelle linee Strategiche-programmatiche del CRA

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1 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale La Patologia Vegetale nelle linee Strategiche-programmatiche del CRA Roma giugno 2008 Comitato Organizzatore Marina Barba Vincenza Ilardi Stefania Loreti Segreteria Organizzativa Vincenza Ilardi Stefania Loreti Simone Lucchesi Patrizia Rosset Lucia Pinto

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3 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale La Patologia Vegetale nelle linee Strategiche-programmatiche del CRA Roma giugno 2008 PROGRAMMA Ore 10,00 registrazione Ore 10,30 saluti e apertura lavori Ore 11,00 Inizio presentazione lavori ore Interazione pianta-patogeno e resistenza (Moderatore: Dott. N. Di Fonzo) Osservazioni sulle interazioni pianta-virus che condizionano il patosistema degli agrumi. G. Sorrentino, A. Caruso. Strategie innovative per la resistenza a virosi. V. Ilardi, Di Nicola Negri E., Salandri L. Ricerche coordinate dall Unità di Ricerca per la Frutticoltura di Caserta sul problema delle fitoplasmosi di fragola, pero, albicocco e susino. M. Pastore Effettomica di Pseudomonas syringae pv. tomato e altre linee di ricerca in patologia vegetale M. Zaccardelli, F. Campanile, A. Del Galdo Studio e impiego di marcatori genomici nel miglioramento genetico del riso per resistenza a Pyricularia grisea. E. Lupotto, S. Cavigiolo, D. Greppi, G. Valè, G. Sacconi Ricerche sulla interazione pianta-patogeno al CRA-GPG. L. Bernardo, C. Biselli, D. Bulgarelli, G. Tacconi, S. Urso, A.M. Stanca, G. Valè Resistenza a patogeni fungini per migliorare la qualita dei frumenti coltivati. M. Pasquini, A. Iori, F. Nocente, A. Matere, L. Sereni, A. L Aurora, L. Gazza, F. Casini

4 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale Mais e patogeni fungini: valutazione di genotipi per resistenza e ruolo della proteina b-32. C. Balconi, A. Ferrari, N. Berardo, A. Verderio, H. Hartings, M. Motto Discussione Ore 13,15 14,45 pranzo La difesa delle colture: modelli previsionali e sistemi innovativi (Moderatore: Dott. R. Aleandri) Inizio ore 14,45 Sistema di modelli per la simulazione delle epidemie causate da funghi patogeni sulla porzione aerea delle colture. F. Salinari, V. Rossi, M.L. Manici Rhizoctonia solani e antagonisti fungini. R. Nicoletti, E. Lahoz, A.Carella, R. Caiazzo Applicazioni di Trichoderma in programmi di difesa di colture industriali e studio dei meccanismi d azione. S. Galletti, P.L. Burzi, C. Cerato Gliocladium roseum come induttore di resistenza ed uso di isolati resistenti a fitofarmaci nel controllo integrato. E. Lahoz, R. Nicoletti, R. Caiazzo, A. Carella Fungicida naturale per il contenimento di Erysiphe betae (vanha) e E. cichoracearum (DC). D. Rongai, C. Cerato Oli essenziali e loro componenti per il controllo di funghi micotossigenici in cereali. C. Morcia, P. Faccioli, G. Tacconi, M. Malnati, V. Terzi Discussione Ore 16,30 17,00 pausa caffè

5 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale Controllo e risanamento all interno delle filiere agroalimentari (Moderatore: Dott. S. Bisoffi) Inizio ore 17,00 Controllo delle filiere agroalimentari e della qualità delle produzioni agricole. E. Conte, S. Lucchesi, C. Petricca Studio volto a salvaguardare la qualita della produzione in territori interessati da contaminazioni pregresse da organoclorurati. L. Donnarumma Sviluppi sperimentali nella difesa post-raccolta degli agrumi in Italia. G. Lanza, E. Di Martino Aleppo, M.C. Strano, M. Calandra, V. Aloisi, D. Privitera Il rischio microbiologico sui vegetali di quarta gamma. V. Caponigro, L. Amato Tracciabilita molecolare di funghi micotossigenici in cereali a paglia. V. Terzi, C. Morcia, P. Faccioli, V. Rossi Le tecniche di risanamento applicate agli agrumi e mantenimento dello stato sanitario. G. Russo, A. Caruso Discussione Chiusura lavori I giorno ore 18,45

6 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale II giorno ( ) Biodiversità dei microorganismi fitopatogeni (Moderatore: Dott. P. Ranalli) Inizio ore 9,00 Diagnosi e caratterizzazione di virosi e fitoplasmosi della vite. M. Borgo, E. Angelini, I. Bazzo, N. Bertazzon, L. Filippin Studio della variabilità molecolare di Stolbur e Candidatus Phytoplasma prunorum. G. Pasquini, L. Ferretti Analisi della variabilita molecolare di hop stunt viroid. F. Faggioli Biodiversita in Pseudomonas e Xanthomonas fitopatogeni. M. Scortichini Popolazioni di Heterobasidion annosum in Italia centrale. L. D Amico, E. Motta, T. Annesi, M. Scirè Discussione Pausa caffè 10,30 10,45 Problematiche sanitarie emergenti (Moderatore: Dott. M. De Santis) Inizio ore 10,45 Studi epidemiologici e caratterizzazione del virus del mosaico del pepino nell ambito del progetto Europeo PEPEIRA. L. Tomassoli, A. Tiberini Gestione di un emergenza ambientale e fitopatologica nella pineta di Castel Fusano. E. Motta, L. D Amico, T. Annesi, M. Scirè Le emergenze fitopatologiche nel verde urbano. T. Annesi, E. Motta, L. D Amico, G. Mazza, M. Scirè Aspetti sanitari dell arboricoltura da legno, con particolare riferimento alla pioppicoltura. A. Giorcelli, M. Gennaro Necrosi apicale bruna e necrosi grigia: malattie complesse della frutta a guscio. A. Belisario, A. Santori

7 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale Complesso della septoriosi su frumento duro e tenero. A. Iori, A. L Aurora, L. Gazza, A. Matere, L. Sereni, F. Casini, M. Pasquini Discussione Pranzo ore 12,30-14,00 La diagnosi per la difesa delle colture agroforestali (Moderatore: Dott.ssa G. Sinatra) Inizio ore 14,00 Metodi diagnostici e caratterizzazione di virus e virus simili degli agrumi con particolare riferimento ai patogeni emergenti. M. Guardo, T. Marletta, A. Caruso Strumenti diagnostici per il rilevamento di patogeni virali di rilevante importanza fitosanitaria. G. Pasquini, F. Faggioli, L.Tomassoli, M. Barba Messa a punto di un metodo di diagnosi per l identificazione di Pseudomonas viridiflava, agente di una batteriosi del ranuncolo. L. Gaggero, P. Curir, C. Pasini Caratterizzazione e diagnosi di batteri fitopatogeni: gli esempi di Pseudomonas avellanae e Brenneria nigrifluens. S. Loreti, A. Gallelli, D. De Simone Pyrenochaeta lycopersici: un caso di studio per malattie trasmissibili attraverso il terreno: A. Infantino, M. Aragona, N. Pucci Diagnostica per la difesa della vite contro patogeni fungini al CRA-VIT. M. Borgo, E. Angelini, I. Bazzo, D. Bellotto, G. Dal Cortivo, L. Lucchetta, O. Repetto, L. Stringher Discussione 15,45-16,30 Conclusioni

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9 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale SESSIONE I Osservazioni sulle interazioni pianta-virus che condizionano il patosistema degli agrumi. G. Sorrentino, A. Caruso. Strategie innovative per la resistenza a virosi. V. Ilardi, Di Nicola Negri E., Salandri L. Ricerche coordinate dall Unità di Ricerca per la Frutticoltura di Caserta sul problema delle fitoplasmosi di fragola, pero, albicocco e susino. M. Pastore Effettomica di Pseudomonas syringae pv. tomato e altre linee di ricerca in patologia vegetale M. Zaccardelli, F. Campanile, A. Del Galdo Studio e impiego di marcatori genomici nel miglioramento genetico del riso per resistenza a Pyricularia grisea. E. Lupotto, S. Cavigiolo, D. Greppi, G. Valè, G. Sacconi Ricerche sulla interazione pianta-patogeno al CRA-GPG. L. Bernardo, C. Biselli, D. Bulgarelli, G. Tacconi, S. Urso, A.M. Stanca, G. Valè Resistenza a patogeni fungini per migliorare la qualita dei frumenti coltivati. M. Pasquini, A. Iori, F. Nocente, A. Matere, L. Sereni, L Aurora, L. Gazza, F. Casini Mais e patogeni fungini: valutazione di genotipi per resistenza e ruolo della proteina b-32. C. Balconi, A. Ferrari, N. Berardo, A. Verderio, H. Hartings, M. Motto

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11 Osservazioni sulle interazioni pianta-virus che condizionano il patosistema degli agrumi. G. Sorrentino, A. Caruso CRA Centro di Ricerca per l Agrumicoltura e le Colture Mediterranee C.so Savoia, 190 I Acireale (CT) guido.sorrentino@entecra.it Notevole è la influenza della interazione ospite-patogeno in agrumicoltura; nel recente passato le scelte varietali e del portinnesto sono state condizionate dalla presenza di patogeni quali la Psorosi (CPsV) e i viroidi della Exocortite (CEVd) e Cachexia (HSVd), caratterizzati da una elevata capacità di trasmissione con materiale vegetale e attrezzi. Attualmente la diffusione di Citrus Tristeza Virus (CTV) in vaste aree agrumicole italiane, ha ulteriormente influito sulle scelte di specie e varieta di agrumi e soprattutto del portinnesto, con interazioni ospite-patogeno che si sono sovrapposte a quelle già note per i patogeni sopra citati. La diffusione di isolati diversi di CTV, in aree ben identificabili, ha permesso di studiare questa ulteriore variabile nel rapporto tra pianta ospite e patogeno in relazione a quelle già note. Sono stato valutati di conseguenza gli effetti della interazione CTV-ospite, nonchè sulla diffusione, sulla sintomatologia e sulle ricadute quanti-qualitative sulla produzione degli impianti caratterizzati da condizioni e parametri differenti. Il lavoro si è concentrato in differenti aree agrumicole, ove sono stati riscontrati focolai di CTV, alcuni dei quali oggi hanno assunto una notevole importanza per la zona in cui ricadono. Primo obiettivo del lavoro è stato un monitoraggio a largo raggio delle zone agrumicole più significative, con la individuazione di differenti focolai mediante saggi immunoenzimatici associati a saggi biologici e molecolari; una volta individuato un focolaio, all interno dello stesso è iniziata la valutazione delle differenti combinazioni di specie e cultivar di agrumi e dei differenti portinnesti presenti. Nel periodo sono stati valutati alcuni parametri rilevanti; nelle aree focolaio sono stati selezionati dei blocchi omogenei di piante, rappresentativi per le differenti combinazioni ipobionte/epibionte ed è stata seguita la diffusione del patogeno sull intero blocco e lo sviluppo della sintomatologia caratteristica. In ogni blocco poi sono stati rilevati i parametri produttivi,valutandoli sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo. Particolare attenzione è stata dedicata alla combinazione tra arancio dolce cultivar Tarocco e i due portinnesti maggiormente diffusi nell agrumicoltura italiana, l arancio amaro e il Citrange, il primo sensibile a CTV in combinazione con l arancio dolce e il secondo tollerante nella medesima combinazione. 11

12 Lo studio ha mostrato nelle aree focolaio un incremento costante della percentuale di piante infette, i valori sono passati nella media dal 19,8% iniziale (maggio 2002) al 97,8% (maggio 2007) con un valore massimo di infezione pari al 98,6% in due blocchi posti nel focolaio di maggiore importanza. Essendo presente in Italia ad oggi, come vettore di CTV esclusivamente Aphis gossipii Glover le curve di incremento dell infezione, sono state confrontate con le curve di diffusione elaborate in altre aree agrumicole, caratterizzate dal medesimo vettore. La valutazione della produzione negli impianti infetti coltivati a arancio dolce cultivar Tarocco innestati su arancio amaro, ha mostrato una riduzione percentuale media della produzione/pianta del 36% nelle piante infette da CTV, con una riduzione del 77% nelle piante infette e mostranti uno stato vegetoproduttivo molto compromesso; nelle piante di arancio dolce cultivar Tarocco innestate su Citrange troyer, la riduzione della produzione/pianta è stata inferiore al 4% nelle piante infette rispetto alle piante sane, statisticamente non significativa. La qualità dei frutti prodotti ha subito una variazione tra piante infette e piante sane esclusivamente nella combinazione arancio dolce cultivar Tarocco / arancio amaro, con una riduzione media degli acidi pari al 19,4% e un incremento del rapporto di maturazione del 20,5% rispetto alle piante sane, mentre la stessa cultivar innestata su Citrange troyer non ha mostrato variazioni di rilievo. Contemporaneamente è stata valutata la azione di un complesso di viroidi degli agrumi (CVds complex) su arancio dolce cultivar Navelina ISA 315 innestato su Rubidoux trifoliate orange, Swingle CPB 4473 citrumelo, Carrizo CES 2863, BA-300 and Thomasville citranges, inoculando le differenti combinazioni e ponendole a confronto in un campo, costituito per blocchi randomizzati, con piante non inoculate e con le stesse combinazioni ipo/epibionte. In merito alla prova condotta su arancio dolce cultivar Navelina ISA 315 innestato su Rubidoux trifoliate orange, Swingle CPB 4473 citrumelo, Carrizo CES 2863, BA-300 and Thomasville citranges, si è rilevato per tutte le combinazioni di innesto uno sviluppo ridotto rispetto alle piante delle stesse combinazioni non inoculate, le due combinazioni che hanno mostrato una maggiore riduzione nella crescita delle piante sono state quelle su Rubidoux trifoliate orange and BA-300 citrange, inoltre typical citrus viroids symptoms (bark-scaling, gumming and canopy yellows) were found on Rubidoux trifoliate orange, whereas BA-300 citrange did not show any symptom after nine years from inoculation Parole chiave: monitoraggio, diffusione, parametri produttivi, viroidi, CTV. 12

13 STRATEGIE INNOVATIVE PER LA RESISTENZA A VIROSI V. Ilardi, E. Di Nicola-Negri, L. Salandri CRA- Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale, Via C.G. Bertero, 22 I (RM) vincenza.ilardi@entecra.it Le piante colpite da malattie di origine virale non possono essere curate con fitofarmaci. La migliore strategia contro questo genere di patogeni è, quindi, l ottenimento di resistenza intesa sia come resistenza genetica sia come induzione di resistenza mediante stimolazione dei meccanismi di difesa delle piante. Resistenza genetica a Plum pox virus mediante RNA interference: non sempre è possibile reperire in natura fonti genetiche di resistenza trasferibili alle varietà d interesse mediante le classiche tecniche del breeding per cui, in taluni casi, è necessario avvalersi di strategie innovative quali le biotecnologie. Questo è il caso della resistenza alla sharka delle drupacee causata dal patogeno da quarantena Plum pox virus (PPV). Mediante la strategia dell RNA interference (RNAi) è stata ottenuta, in un sistema modello, immunità non solo verso l isolato a partire dal quale è stato prodotto il gene sintetico (Di Nicola-Negri et al., Transgenic Research 14: ), ma anche verso altri isolati di PPV afferenti ai ceppi D, M, Rec, EA e C (Di Nicola-Negri and V. Ilardi J Plant Pathol. 88 (3): S19-S20). Tale immunità perdura anche al variare della temperatura (Di Nicola-Negri and V. Ilardi (3) S16 J Plant Pathol.) ed anche durante infezioni miste con altri virus appartenenti allo stesso o ad altro genere (manoscritto in preparazione). Inoltre, è stato osservato che è sufficiente un singolo locus con una singola copia del gene per ottenere immunità a PPV, benché questo non sia un requisito inderogabile (Ilardi et al Acta Horticulturae 738: ). Il costrutto genico (PPV 5 UTR/P1 ) grazie al quale sono stati ottenuti i migliori risultati in pianta modello è stato recentemente inserito in susino dal gruppo di Damiano (CRA-FRU di Roma). Induzione di tolleranza a Cucumber mosaic virus in pomodoro con analogo di poliammine: una strategia alternativa e innovativa per la lotta alle virosi è il trattamento delle piante con sostanze in grado di stimolare e/o rafforzare le difese naturali che le piante mettono in atto durante le infezioni. Le poliammine (PA) sono piccole molecole basiche presenti in tutti gli organismi viventi. Nelle piante le PA sono implicate nei meccanismi di difesa dai patogeni. Il Cucumber mosaic virus (CMV) è il fitovirus con il più ampio spettro di ospiti, infettando circa 1000 specie di piante in tutto il mondo. Dal 1987 questo virus causa ingenti danni alla coltura del pomodoro riducendone fortemente la produttività. Verranno riportati degli esperimenti condotti trattando diverse varietà di pomodoro (corbarino, galatino, vesuviano e UC82B) ed un 13

14 ibrido (tomito) con poliammine (spermidina e putrescina) ed un analogo (guazatina) per l induzione di tolleranza al CMV (Di Nicola-Negri et al., J. Plant Pathol.89 (3): S39-40). Parole chiave: virus, resistenza, RNAi, poliammine, sharka, PPV, CMV, pomodoro. 14

15 Ricerche coordinate dall Unità di Ricerca per la Frutticoltura di Caserta sul problema delle fitoplasmosi di fragola, pero, albicocco e susino. M. Pastore CRA - Unità di Ricerca per la Frutticoltura di Caserta Via Torrino, 3 I (CE) maria.pastore@entecra.it Questa Unità di Ricerca del C.R.A. ha acquisito tutte le metodologie all avanguardia per lo studio delle fitoplasmosi che danneggiano arboree, erbacee e rosacee. Gli studi sui batteri privi di parete cellulare, responsabili di numerosi squilibri vegeto-produttivi, fino alla perdita di numerose piante in monocoltura, sono iniziati quando una collezione di pero ed una collezione di albicocco sono state sradicate per l alta percentuale di piante infette da fitoplasmi (Pastore et al.1995, 1998). Sono subito state avviate cooperazioni internazionali con Stati Uniti e con Cina, rispettivamente, per apprendere e per divulgare le metodiche di caratterizzazione dei fitoplasmi (Lee et al., 1997; Tian et al., 2000). L approvazione da parte del Ministero dell Università di una proposta di lavoro interdisciplinare ci ha consentito di raggiungere interessanti risultati, in particolare, sulla interazione vettore-pianta ospite nella diffusione dei fitoplasmi. Infatti le analisi molecolari sugli insetti raccolti negli albicoccheti, susineti e fragoleti infetti e gli esperimenti di trasmissione da insetto infetto ad albicocco e susino sani hanno indicato Empoasca decedens come probabile vettore del fitoplasma del sottogruppo 16Sr X-B nell albicocco e nel susino e Trialeurodes vaporariorum come probabile vettore del sottogruppo 16Sr I-C nelle fragole (Pastore 2004a, 2004b, 2006a, 2006b). Nell ambito di tale progetto sono stati identificati geni sovra/sotto espressi in piante infette di albicocco (Carginale et al., 2004). Inoltre è stato ottenuto un finanziamento dall Assessorato alla Ricerca Scientifica della Regione Campania per studiare l effetto di una proteina inattivante i ribosomi (RIP), estratta da Phytolacca americana, sulla sintomatologia di piante erbacee infette (Veronesi et al., 2000). Dal 2005 è in corso un progetto di ricerca finanziato dal Ministero dell Agricoltura per capire se vi sono relazioni tra la nutrizione minerale delle foglie e la loro sensibilità al fitoplasma (Rossi et al., 2008), se, grazie alla metodica innovativa della PCR quantitativa (Martini et al., 2007), è possibile correlare il numero di copie 15

16 del patogeno con i diversi sintomi di danno espressi dalla pianta ospite, e se lo stesso sottogruppo di fitoplasma può indurre le stesse modificazioni trascrizionali in piante ospiti diverse (De Luca et al., 2008). Parole chiave: fitoplasmi, Ministero dell Istruzione, dell Università e della Ricerca Scientifica, Assessorato alla Ricerca della Regione Campania, Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali. Lavori citati Carginale V., G. Maria, C.Capasso, E. Ionata, F. La Cara, M.Pastore, A.Bertaccini, A. Capasso, Identification of genes expressed in response to phytoplasma infection in leaves of Prunus armeniaca by messenger RNA differential display. Gene 332: De Luca V., C. Capasso, G. Catara, M. Pastore, L. Carraro, A. Capasso, V. Carginale, Identificazione dei geni di pervinca la cui espressione risulta alterata in seguito ad infezione con Candidatus Phytoplasma pyri. Atti IV Convegno nazionale sulle malattie da fitoplasmi. Roma Maggio Lee I.-M., M. Pastore, M. Vibio, A. Danielli, S. Attathom, R. E. Davis and A. Bertaccini, Detection and characterization of a phytoplasma associated with annual blue grass (Poa annua) whit leaf diseases in southern Italy. European Journal of Plant Pathology 103: Martini M., N. Loi, p. Ermacora, L. Carraro, M. Pastore, A real-time PCR method for detection and quantification of Candidatus phytoplasma prunorum in its natural hosts. Bullettin of Insectology Vol LX (2): Pastore M., S. Paltrinieri, V. Graziano, R. Priore, P. Nugnes, A. Bertaccini, 2004a. Molecular detection of Stolbur phytoplasmas in Trialeurodes vaporariorum (Westw.) collected in strawberry fields with phyllody disease. Journal of Plant Pathology: 85. Pastore M., S. Paltrinieri, M. Petriccione, R. Priore, A. Bertaccini, 2006a. Possibile trasmissione di fitoplasmi 16 SrX-B mediante Empoasca decedens P. ed Empoasca spp. a Prunus domestica L. ed a Prunus salicina Lindl. Petria 15 (1/2): Pastore M., S. Paltrinieri, R. Priore, A.M. Simeone, E. Raffone, M. Santonastaso, A. Bertaccini, 2004b. Phytoplasma detection in Empoasca decedens Paoli and Empoasca spp. and their possibile role as vector of European Stone fruit yellows (16SrX-B) phytoplasma. Acta Hort. 657: Pastore M., S. Paltrinieri, A. Bertaccini, R. Priore, V. Graziano, 2006b. Phytoplasma sub-groups infecting insects collected in damaged strawberry. Acta Hort. 708: Pastore M., I.M. Lee, M. Vibio, M. Santonastaso, F. La Cara and A. Bertaccini, Susceptibility to phytoplasma(s) infection of three pear verieties grafted on different rootstocks. Acta Horticolturae, 472:

17 Pastore M., C. Marcone, F. Pennone, G. Cristinzio, A. Ragozzino, Detection of Mycoplasma-like organisms (MLOs) in apricot by fluorescence microscopy (DAPI) in the South of Italy. Acta Horticulturae, 386: Rossi G., C. Beni, S. Socciarelli, S. Marconi, M. del Vaglio, F. Gervasi em. Pastore. Studio sullo stato nutrizionale di peri infetti dal fitoplasma del sottogruppo 16SrX-C. Atti IV Convegno nazionale sulle malattie da fitoplasmi. Roma Maggio Tian J.B., H.P. Guo, A. Bertaccini, M. Martini, S. Paltrinieri, M. Pastore,b Molecular Detection of Jujube Withes -broom Phytoplasmas in micropropagated Jujube shoots. HortScience 35(7): Veronesi F., A.Bertaccini, A. Parente, M. Mastronicola, M. Pastore, PCR indexing of phytoplasma-infected micropropagated periwinkle treated with PAP-II, a ribosome inactivating protein from Phytolacca americana leaves. Acta Horticolturae 530: Si ringraziano vivamente i responsabili delle Unità di lavoro coinvolte nei progetti indicati nel presente lavoro: Dott. ri/sse e Prof. ri/sse Assunta Bertaccini, Ing-Ming Lee, JianbaoTian, Augusto Parente, Vincenzo Graziano, Antonio Capasso, Franco La Cara, Guy D Hallewin, Vincenzo Lattanzio, Rosa Priore, Ruggero Osler, Nazia Loi, Gabriella Rossi. 17

18 EFFETTOMICA DI Pseudomonas syringae pv. tomato E ALTRE LINEE DI RICERCA in patologia vegetale M. Zaccardelli, F. Campanile, A. Del Galdo CRA Centro di Ricerca per l Orticoltura. Via Cavalleggeri 25 I Pontecagnano (SA) massimo.zaccardelli@entecra.it Durante l interazione tra pianta e patogeno i batteri gram negativi secernono nella cellula ospite proteine effettrici attraverso il sistema di secrezione di Tipo III, al fine di sopprimere le difese dell ospite. Dal 2002, studi sui geni effettori di Pseudomonas syringae pv. tomato (Pto), agente causale della macchiettatura batterica del pomodoro, sono in corso presso l ex ISCI di Battipaglia (adesso confluito nel CRA-ORT) e l Università di Virginia Tech, USA. Un ampia collezione (circa sessanta ceppi) di Pto raccolti in tutto il mondo sono stati analizzati dai due centri di ricerca. In particolare, presso il CRA-ORT, i ceppi sono stati analizzati per presenza/assenza di dieci dei quarantadue geni effettori di Pto e per differenze di sequenza nel DNA, mediante approccio di ECOTILLING. I risultati evidenziano come tutti i geni effettori analizzati siano molto comuni nelle popolazioni di Pto raccolte in tutto il pianeta e come differenze nella sequenza del DNA (generalmente mutazioni puntiformi) siano molto rare. Nel prossimo futuro gli sforzi dovrebbero essere concentrati per la comprensione del ruolo dei geni effettori differenzialmente presenti/assenti o mutati in ceppi di Pto con ampia o ristretta gamma di piante ospiti, capaci cioè di infettare, rispettivamente, pomodoro e crucifere (es. Pto DC3000) o soltanto pomodoro (es. Pto T1). Nel campo della patologia vegetale il CRA-ORT si è o è tuttora impegnato, generalmente in collaborazione con altre istituzioni di ricerca (soprattutto con il CRA- PAV) in diverse altre linee di ricerca, tra le quali: 1. caratterizzazione molecolare di batteri (es. Xanthomonas campestris pv. campestris, Erwinia carotovora, Pseudomonas syringae pv. tomato) e funghi fitopatogeni (Fusarium semitectum, F. solani, Penicillium spp.) anche per studi epidemiologici; 2. messa a punto di protocolli di PCR per il rilevamento di batteri fitopatogeni in planta (es. Pseudomonas syringae pv. tomato e Xanthomonas campestris pv. campestris); 3. individuazione e caratterizzaziene di batteri antagonisti, PGPR e ISR (Bacillus spp. e Pseudomonas spp.) impiegabili nella lotta biologica; 4. valutazione, anche in pieno campo, degli effetti soppressivi di compost e di quelli 18

19 biocidi di farine di Brassica carinata; 5. valutazione degli effetti di sostanze naturali (saponine, oli essenziali, glucosinolati) nella lotta a batteri e funghi fitopatogeni; 6. ottimizzazione della sterilizzazione a vapore e valutazione di mezzi alternativi e combinati (es. farine biocide combinate con batteri antagonisti e oli essenziali) per il risanamento dei suoli; 7. suscettibilità, in pieno campo, di colture ortive a microrganismi fitopatogeni. Parole chiave: batteriosi, pomodoro, effettori, caratterizzazione, DNA, funghi, PCR, antagonisti, PGPR, ISR, soppressione, sostanze naturali, sterilizzazione del suolo, suscettibilità. 19

20 STUDIO ED IMPIEGO DI MARCATORI GENOMICI NEL MIGLIORAMENTO GENETICO DEL RISO PER RESISTENZA A Pyricularia grisea E. Lupotto, S. Cavigiolo, C. Lanzanova, D. Greppi, G. Bruschi, G. Valè, G. Tacconi CRA - Unità di Ricerca per la Risicoltura Vercelli CRA-Centro di Ricerca per la genomica e la postgenomica Fiorenzuola d Arda elisabetta.lupotto@entecra.it Sebbene per restrizioni di natura climatica in Italia si coltivi solamente riso appartenente alla ssp. japonica, i programmi di miglioramento genetico condotti dall inizio del XX secolo ad oggi hanno permesso la costituzione di un consistente numero di varietà. L attuale Registro Nazionale conta 140 varietà di riso italiane, differenziate tra loro per aspetti morfologici, agronomici o qualitativi. L areale italiano coltivato a riso, così pure come gli altri Paesi europei, identificano nel brusone del riso causato dal patogeno Magnaporthe (Pyricularia) grisea - la principale malattia della specie. Il suo sviluppo ed importanza è dovuta soprattutto alle condizioni pedoclimatiche ed alle agrotecniche tipicamente impiegate. Numerosi studi di settore sono stati condotti, soprattutto negli USA e in Asia, identificando più di 40 geni di resistenza, dispersi su tutti e 12 i cromosomi del riso (geni Pi). Alcuni di questi sono stati clonati e caratterizzati. Sebbene tali geni siano dotati di una notevole efficienza, non è al momento noto se questi fattori di resistenza siano efficaci anche nei confronti della popolazione naturale (costituita da diversi patotipi) del patogeno presente nelle zone di coltivazione Italiane. Attualmente non sono disponibili studi specifici sulle fonti di resistenza a Pyricularia nel germoplasma di riso italiano, fonti che sarebbero di primaria importanza nei programmi di miglioramento genetico in quanto sviluppate in risposta ai patotipi locali. Il miglioramento genetico convenzionale viene oggi affiancato dalle metodiche molecolari più innovative in modo da permettere una selezione più mirata per caratteri speciali: la strategia di base si avvale di marcatori molecolari e la sua parte più applicativa è detta MAB (Molecular Assisted Breeding). Di particolare interesse è l impiego di alcuni tipi di marcatori: i microsatelliti (SSR) e gli SNPs. Nel riso sono stati identificati migliaia di microsatelliti, e più di 2500 sono stati impiegati come marcatori molecolari nei programmi di miglioramento genetico nel mondo. Per guidare i programmi di miglioramento genetico del riso all interno del CRA è iniziato nel 2005 uno studio condotto in stretta collaborazione tra CRA-GPG di Fiorenzuola D Arda e CRA-RIS di Vercelli. Il settore della ricerca ha visto lo sviluppo della parte genetico-molecolare da parte di CRA-GPG, con il reperimento dei genotipi parentali fonti di resistenza descritte, lo sviluppo delle sonde molecolari atte alla marcatura dei geni specifici, e lo screening di un panel di circa 80 genotipi, 20

21 comprendenti sia i parentali in oggetto sia una serie di varietà coltivate italiane ed estere. Il lavoro condotto ha permesso la identificazione dei corrispondenti geni di resistenza e la costituzione di una mappa varietale per la loro presenza nella collezione di germoplasma esplorato. La parte di genetica e di breeding, e di valutazione di campo della resistenza esibita nei confronti di Pyricularia, è stata condotta da CRA- RIS. Sono stati valutati per il comportamento nei confronti della malattia circa 200 genotipi italiani ed esteri; la valutazione è stata effettuata per la manifestazione della malattia sia nella fase vegetativa della pianta (leaf blast) sia nella fase di maturazione (neck blast). La resistenza è stata valutata sia in condizioni di coltura normale, sia con il test di campo induttivo, effettuato mediante l allestimento di file alternate con la cv.maratelli - estremamente suscettibile che fornisce l inoculo naturale e con concimazione azotata elevata. Per una serie di genotipi in collaborazione con il CIRAD di Montpellier (F) è stata effettuato un controllo di risposta anche su plantule in condizioni controllate con ceppi di M.grisea geneticamente caratterizzati. Il lavoro di breeding effettuato a CRA-RIS, ha permesso ad oggi la costituzione di 25 incroci F1, con l introduzione di 4 geni di resistenza identificati (Pi-ta, Pi-z, Pi-5 e Pi-2) in importanti varietà italiane, notoriamente suscettibili al brusone. Il lavoro successivo segue due linee principali di azione. Una linea continua nella autofecondazione e selezione assistita dei segreganti contenenti il gene di interesse, selezionati mediante analisi molecolare con i marcatori sviluppati. Contemporaneamente, una linea di azione ha previsto la costituzione di incroci doppi (F1 x F1) contenenti geni Pi diversi, e diretta diploidizzazione del genotipo realizzato mediante la coltura di antere e la rigenerazione di DH dal gametofito maschile. Il lavoro sviluppato sino ad ora ha permesso non solo la diretta genotipizzazione delle varietà italiane per vari geni di resistenza, ma ha fornito una serie di informazioni utili alla predisposizione degli incroci nei programmi di miglioramento genetico, e una banca dati direttamente utilizzabile. Nella presente relazione viene illustrato il programma di studio sviluppato ed in corso nel settore. Parole chiave: Oryza sativa L., Pyricularia grisea Cav., Geni di resistenza, MAB: molecular assisted breeding 21

22 RICERCHE SULLA INTERAZIONE PIANTA-PATOGENO AL CRA-GPG L. Bernardo, C. Biselli, D. Bulgarelli, G. Tacconi, S. Urso, A.M. Stanca, G. Valè CRA, Centro di ricerca per la genomica e la postgenomica animale e vegetale, Via S. Protaso 302 I Fiorenzuola d Arda (PC) giampiero.valè@entecra.it Presso il CRA-GPG sono attualmente attive diverse linee di ricerca sulla interazione pianta-patogeno; queste includono, lo sviluppo di marcatori molecolari per scopi di selezione assistita (MAS), lo studio della risposta di difesa dell embrione di orzo alla striatura bruna e il clonaggio per posizione di un gene di resistenza a questa malattia, lo sviluppo di sistemi di trasformazione transiente in vite per lo studio della resistenza a patogeni e la analisi proteomica della interazione orzo-ruggine bruna. La linea di ricerca sullo sviluppo di marcatori molecolari per MAS ha portato a sviluppare marcatori molecolari associati a geni di resistenza alla striatura bruna e all oidio in orzo che sono attualmente utilizzati per la attività di breeding assistito presso il Centro; una attività svolta in collaborazione con CRA-RIS ha inoltre consentito di sviluppare marcatori molecolari associati a geni di resistenza all agente del brusone (Pyricularia oryzae) in riso. Nella linea di ricerca sulla interazione tra orzo e striatura bruna, sono stati condotti studi sia a livello molecolare che microscopico che hanno consentito di identificare processi e prodotti genici che agiscono a livello della parete cellulare e che differenzialmente vengono attivati nelle linee isogeniche resistenti rispetto a quelle suscettibili, supportando un loro ruolo diretto nel processo di resistenza. In questa linea di ricerca, un approccio di clonaggio per posizione ha consentito di identificare nel genoma di orzo una regione cromosomica che geneticamente delimita il locus di resistenza del gene Rdg2a; in questa regione sono stati identificati e caratterizzati tre geni di tipo CC-NBS-LRR che rappresentano candidati per la funzione del gene Rdg2a. Nella linea di ricerca sulla vite, sono stati messi a punto dei sistemi di trasformazione transiente delle foglie mediata da Agrobacterium tumefaciens e da metodo biolistico; in questa linea sono attualmente in corso esperimenti focalizzati sulla utilizzazione di questi approcci per lo studio di geni implicati nella resistenza della vite a patogeni fogliari utilizzando approcci di gene silencing. Presso il GPG è infine in atto una linea di ricerca che utilizza approcci proteomici per identificare e caratterizzare proteine differenzialmente accumulate in una linea isogenica di orzo portante il gene di resistenza Rph15 (un gene che conferisce resistenza a centinaia di isolati di ruggine fogliare, rappresentando di conseguenza un gene di resistenza ad ampio spettro) rispetto ad una linea isogenica suscettibile. Le analisi, condotte a tempi precoci di infezione, hanno lo scopo di identificare variazioni nel proteoma associate alla azione di un gene di resistenza ad ampia efficacia. Sarà infine attivato un nuovo 22

23 programma per lo studio di Ug99. A tal fine GPG ha preso contatti con GRI (Global Rust Iniziative). Parole chiave: orzo, riso, vite, marcatori molecolari, geni di resistenza, proteine. 23

24 RESISTENZA A PATOGENI FUNGINI PER MIGLIORARE LA QUALITA DEI FRUMENTI COLTIVATI M. Pasquini, A. Iori, F. Nocente, A. Matere, L. Sereni, A. L Aurora, L. Gazza, F. Casini C.R.A. QCE Unità di Ricerca per la Valorizzazione Qualitativa dei Cereali Via Cassia 176 I (RM) marina.pasquini@entecra.it I patogeni fungini costituiscono un fattore limitante per la produzione cerealicola, sia in termini qualitativi, (merceologici, tecnologici e di salubrità alimentare) che in termini quantitativi (riduzione delle rese). Da anni la nostra Unità conduce indagini sul territorio nazionale, attraverso una rete di monitoraggio epidemiologico in coltura convenzionale e in coltura biologica, per valutare l incidenza e la diffusione di malattie fungine dell apparato aereo del frumento; per analizzare e identificare, in serra e in laboratorio, i diversi patogeni e verificare la struttura delle loro popolazioni in relazione al comportamento di varietà coltivate o di nuovi genotipi di frumento. I dati collezionati nel corso degli anni ci consentono di verificare la relazione esistente tra i sistemi genetici dell ospite e del parassita, lo sviluppo spaziale e temporale di alcune malattie fungine, nonché la loro ricaduta negativa su aspetti qualitativi e fitosanitari del prodotto. Per quanto riguarda i patogeni obbligati del frumento l incidenza degli attacchi di oidio, causato da Blumeria graminis f.sp. tritici, appare un po in declino almeno in alcuni ambienti a partire dagli anni 90, probabilmente grazie alla coltivazione di varietà più resistenti ma anche ad un andamento climatico che in qualche caso ha influito negativamente sullo sviluppo del patogeno. I cambiamenti climatici, ma anche la scarsità e/o l arrivo tardivo dell inoculo primario, potrebbero aver determinato nel corso degli ultimi anni una minore pressione in Italia anche della ruggine bruna (agente causale Puccinia triticina); con ciò il rischio di epidemie non è certo diminuito, sia per la presenza in loco di una popolazione abbastanza virulenta, peraltro simile a quella presente in altri paesi Europei come Francia e Spagna, sia per la diffusione in coltura di varietà alquanto suscettibili, anche di provenienza estera. Per quanto riguarda la ruggine gialla (agente causale Puccinia striiformis f.sp. tritici), i dati raccolti nel corso di più di 20 anni indicano un andamento ciclico nello sviluppo della malattia, con annate caratterizzate da episodi di infezione consistenti, soprattutto su varietà di frumento tenero ma di recente anche su alcuni frumenti duri generalmente più resistenti, e annate in cui è presente in maniera latente e circoscritta solo su varietà notoriamente suscettibili. L obiettivo primario del nostro lavoro è l introgressione, in genotipi di frumento dotati di interessanti caratteristiche qualitative e produttive, di nuovi geni di resistenza di provata efficacia nel corso degli anni. D altra parte l introduzione di una sufficiente 24

25 variabilità nei patrimoni genetici delle varietà coltivate è indispensabile nella lotta contro parassiti che evolvono in maniera dinamica e che la coltura intensiva dei cereali porta ad una specializzazione fisiologica sempre maggiore, con la comparsa entro le popolazioni di nuovi patotipi più virulenti. Il lavoro di monitoraggio effettuato in campo e le analisi condotte in serra ci hanno consentito di evidenziare l efficacia nei confronti di diversi patogeni, di geni di resistenza già noti e/o non ancora identificati, spesso derivanti da specie e generi correlati, che sono stati poi trasferiti in frumenti coltivati. Negli ultimi anni si è fatto anche ricorso alla selezione assistita da marcatori molecolari (MAS), strettamente associati ai geni di interesse. L uso dei marcatori risulta utile soprattutto quando l obiettivo è quello di cumulare in uno stesso genotipo più geni che conferiscono resistenza allo stesso e/o a più patogeni (gene pyramiding), che difficilmente potrebbero essere selezionati e monitorati solo tramite inoculazioni artificiali. Per alcuni dei geni identificati erano noti i marcatori molecolari (STS, CAPS, SCAR), per i quali abbiamo reperito le sequenze dei primers e abbiamo messo a punto le condizioni sperimentali di PCR. Nel caso della ruggine bruna, ad esempio, i geni Lr9, Lr10, Lr24, Lr47 e il cluster Lr37-Yr17-Sr38 sono stati introgrediti in varietà di frumento tenero di buona qualità ma suscettibili alla malattia quali Bolero, Colfiorito, Serio e Spada. Come donatori dei geni di resistenza sono state utilizzate linee isogeniche della cv. Thatcher (Thatcher NILs) portatrici dei geni sopra citati. Sono state interincrociate tra loro anche piante derivate da diverse combinazioni di incrocio, al fine di piramidare diversi geni di resistenza (Lr24+Lr47, Lr10+Lr24, Lr24+Lr37-Yr17-Sr38, Lr9+Lr24, Lr10+Lr47) possibilmente anche a più patogeni, come nel caso del cluster Lr37-Yr17-Sr31, che conferisce resistenza alla ruggine bruna (resistenza di pianta adulta), alla ruggine gialla e alla ruggine nera. Le progenie sono state selezionate ricorrendo ad analisi molecolari e fitopatologiche, anche per valutare l espressione fenotipica dei geni, allorché inseriti in un nuovo background genetico. Presso la nostra Unità sono attualmente a disposizione genotipi migliorati, che rappresentano un materiale particolarmente utile in quanto tale o come base per un ulteriore lavoro di breeding. In conclusione la scelta delle varietà di frumento da coltivare per avere una garanzia di qualità e sicurezza del prodotto, deve essere orientata verso quei genotipi che, accanto a buone caratteristiche di base di tipo agronomico, qualitativo e di adattamento alle condizioni pedoclimatiche delle aree in cui devono essere utilizzati, posseggano caratteri di resistenza durevole o tolleranza nei confronti di uno o più patogeni. Parole chiave: patogeni fungini, frumento, selezione assistita da marcatori molecolari, geni di resistenza 25

26 MAIS E PATOGENI FUNGINI: VALUTAZIONE DI GENOTIPI PER RESISTENZA E RUOLO DELLA PROTEINA B-32* C. Balconi, A. Ferrari, N. Berardo, A. Verderio, H. Hartings, M. Motto CRA-mac Unita Di Ricerca per la Maiscoltura-Via Stezzano, 24 I (BG) carlotta.balconi@entecra.it Il mais è suscettibile all attacco di vari funghi patogeni presenti in tutte le aree di coltivazione. Tra le patologie più importanti, sicuramente i marciumi dello stocco, della spiga e della granella, causate da Fusarium verticillioides, rappresentano la principale fonte di perdita produttiva della coltura. La patologia fungina si innesca sui tessuti danneggiati, aumentando il danno finale sia come diminuzione della resa produttiva sia come deterioramento qualitativo. I Fusarium, insieme ad altri funghi patogeni quali Aspergillus e Penicillium, sono produttori di micotossine, metaboliti secondari del fungo, la cui sintesi inizia in campo sulla pianta e prosegue durante lo stoccaggio. Le micotossine, che differiscono per la loro natura chimica ed azione tossica, rappresentano un rischio per la salute umana ed animale. Pertanto, l ottenimento di genotipi di mais resistenti a Fusarium, e altri patogeni fungini, si riflette positivamente sia sulla produttività della pianta che sulla qualità della stessa quale alimento. La disponibilità di un metodo affidabile per valutare la tolleranza di genotipi di mais agli attacchi di specie fungine tossigene, è un importante strumento nei programmi di miglioramento genetico per individuare piante resistenti ai danni provocati dall infezione fungina. Uno degli scopi della nostra ricerca consiste valutare e confrontare genotipi di mais attraverso tecniche di inoculo artificiale di due funghi patogeni tossigeni (F. verticillioides ed Aspergillus flavus), per evidenziare resistenza o suscettibilità all infezione fungina ed alla produzione di micotossine. Le tecniche di inoculo artificiale adottate sono le seguenti: i) tramite SETE non invasiva-spray; ii) tramite SETE invasiva-siringa; iii) tramite CARIOSSIDI- invasiva. La scelta di un metodo di screening basato su infestazione artificiale puntiforme, con validazione delle indicazioni attraverso campionamento in diverse località italiane, degli stessi genotipi in condizioni di infestazione naturale, e la correlazione tra i vari parametri rilevati, sono attualmente oggetto di indagine. L attività di ricerca condotta da CRA-MAC ha inoltre portato all identificazione di una proteina di mais con proprietà bioattive nella protezione contro patogeni fungini; tale proteina, denominata b-32, è un albumina monomerica presente nel citoplasma dell endosperma, con massa molecolare apparente di 32 KDa; un analisi di sequenza ha inoltre mostrato omologie tra il clone λb e proteine che inattivano i ribosomi (Ribosome Inactivating Proteins, RIPs); le proteine RIP hanno attività 26

27 inibitoria sulla sintesi proteica delle cellule eucariotiche. Saggi biochimici in vitro hanno confermato che la proteina b-32 è dotata di attività RIP. Esperimenti in vivo hanno indicato chiaramente la capacità da parte della b-32, di proteggere la pianta da attacchi di patogeni fungini. Piante di tabacco trasformate con il gene b-32, hanno mostrato un aumento della protezione contro Rhizoctonia solani rispetto al controllo non trasformato; analogamente, piante di frumento che esprimono la proteina b-32, sono risultate più resistenti all attacco di Fusarium culmorum, evidenziando una ridotta incidenza della fusariosi della spiga, rispetto ai controlli. Una ricerca condotta recentemente ha evidenziato che piante di mais che esprimono b-32 a livello dei tessuti fogliari, hanno una maggior resistenza all attacco di F. verticillioides, in biosaggi in vitro; è stata altresì riscontrata una buona correlazione tra il livello di b-32 rilevato nelle foglie ed il grado di resistenza all attacco di Fusarium. Attualmente sono in corso esperimenti mirati ad estendere i saggi di resistenza a livello di altri tessuti e a vari stadi di sviluppo della pianta. In aggiunta, è in atto la valutazione della specificità d azione della b-32 nella protezione di piante di mais dall attacco di altri patogeni fungini (es.: Aspergillus, Penicillium). Parole chiave:patogeni fungini;resistenza;attività antifungina; Ribosome Inactivating Protein,Zea mays L. * La Ricerca si è sviluppata nell ambito dei Progetti SAFEMAIZE, AFLARID e MICOCER 27

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29 CRA-PAV Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale SESSIONE II Sistema di modelli per la simulazione delle epidemie causate da funghi patogeni sulla porzione aerea delle colture. F. Salinari, V. Rossi, M.L. Manici Rhizoctonia solani e antagonisti fungini. R. Nicoletti, E. Lahoz, A.Carella, R. Caiazzo Applicazioni di Trichoderma in programmi di difesa di colture industriali e studio dei meccanismi d azione. S. Galletti, P.L. Burzi, C. Cerato Gliocladium roseum come induttore di resistenza ed uso di isolati resistenti a fitofarmaci nel controllo integrato. E. Lahoz, R. Nicoletti, R. Caiazzo, A. Carella Fungicida naturale per il contenimento di Erysiphe betae (vanha) e E. cichoracearum (DC). D. Rongai, C. Cerato Oli essenziali e loro componenti per il controllo di funghi micotossigenici in cereali. C. Morcia, P. Faccioli, G. Tacconi, M. Malnati, V. Terzi

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31 Sistema di modelli per la simulazione delle epidemie causate da funghi patogeni sulla porzione aerea delle colture 1 Salinari F., 2 Rossi V., 1 Manici M.L. 1 CRA-CIN, Centro di Ricerca per le Coltura Industriali, Via di Corticella 133, I-40128, Bologna 2 Istituto di Entomologia e Patologia vegetale, Università Cattolica del Sacro Cuore, via Emilia Parmense 84, I-29100, Piacenza francesca.salinari@entecra.it Un sistema di modelli per la simulazione delle epidemie causate da funghi fitopatogeni è stato sviluppato quale modulo del componente Diseases, che sarà incorporato in APES (Agricultural Production and Externalities Simulator Simulatore della produzione e delle esternalità agrarie). APES è un sistema modulare di modelli di simulazione per la stima del comportamento biofisico dei sistemi di produzione agraria in risposta all interazione con il clima, il suolo e le diverse strategie di gestione agro-tecnica. Il componente Diseases, attualmente in fase di sviluppo, ha lo scopo di stimare l impatto delle malattie sui vegetali attraverso un sistema generico per la simulazione delle epidemie. Tale componente si articola in quattro moduli: 1) progresso della malattia, 2) pressione d inoculo (condizioni iniziali), 3) impatto sulle piante, e 4) impatto della gestione agraria sulle popolazioni fungine. Il modulo progresso della malattia simula le epidemie di un generico patogeno fungino su base giornaliera, considerando i seguenti fenomeni del processo infettivo: infezione, incubazione, latenza, infeziosità, sporulazione, dispersione e deposizione dei propaguli. Tali fenomeni, dipendenti dalle condizioni climatiche e dall interazione con l ospite, sono simulati in funzione di variabili meteorologiche e parametri ecologici, specifici per ciascuna coppia ospite-patogeno. La porzione di tessuto vegetale colpito dalla malattia è classificato in diversi stati in base alle seguenti fasi: incubazione, latenza, infeziosità e senescenza delle lesioni. Gli stati assunti dal tessuto vegetale sono, quindi: 1) sano, 2) latente (ossia con infezioni latenti e lesioni non ancora visibili), 3) visibile (con lesioni visibili, ma non ancora sporulanti), 4) infezioso (con lesioni sporulanti), 5) senescente (con lesioni sterili, cioè non più sporulanti). La porzione di tessuto vegetale sano evolve nello stato di tessuto latente quando si verifica un infezione. Il tessuto vegetale in stato latente passa allo stato di tessuto con lesioni visibili al compimento del periodo d incubazione. L evoluzione ai seguenti due stati di tessuto con lesioni sporulanti e tessuto con lesioni necrotiche avviene al completamento dei rispettivi periodi di latenza e di infeziosità. I periodi d incubazione, latenza ed infeziosità sono stimati in funzione della temperatura 31

32 e di parametri ecologici specifici per il patosistema simulato. Le porzioni di tessuto vegetale sano, che vengono infettate e diventano quindi tessuto in stato latente, sono stimate sulla base della porzione del tessuto vulnerabile alle infezioni (suscettibile e non ancora infettato) e del tasso d infezione. Il tasso d infezione dipende da diversi fattori: i) la sporulazione che viene stimata in funzione della temperatura e del deficit di pressione di vapore; ii) la dispersione: le spore, dopo essere state prodotte dalle lesioni sporulanti, possono essere rimosse e depositate su tessuto vegetale vulnerabile. La dispersione è simulata in funzione dell intensità della pioggia o della velocità del vento, a seconda della modalità di dispersione del patogeno. Una volta che le spore sono state depositate sulla superficie di tessuto vulnerabile, nuove infezioni possono verificarsi se le condizioni di temperatura e umidità sono favorevoli. Il modello implementato nel componente Diseases stima la proporzione di tessuto infettato rispetto al tessuto totale dell ospite. Nella sua formulazione il modello è generico. Ciò offre il vantaggio di avere uno strumento flessibile che ne consente l impiego in un sistema di modelli in cui vengono considerate diverse colture e la loro gestione agraria. Il modello può, inoltre, essere adattato ai più diversi patosistemi attraverso la definizione dei suoi parametri. A tal scopo, è stato sviluppato un sistema di equazioni che permette di calcolare questi parametri attraverso informazioni di acquisizione relativamente semplice e con un chiaro significato biologico. Parole chiave: incubazione, infezione, latenza, malattie delle piante, modelli epidemiologici, sporulazione 32