DIAGNOSTICA E MICOLOGIA FITOPATOLOGICA

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1 DIPARTIMENTO DI AGRICOLTURA, ALIMENTAZIONE E AMBIENTE (Di3A) Corso di laurea in Scienze e tecnologie agrarie Anno accademico 2017/ anno - Curriculum DIFESA DELLE PIANTE COLTIVATE DIAGNOSTICA E 12 CFU - 2 semestre Docenti titolari dell'insegnamento VITTORIA CATARA - Modulo - AGR/12-6 CFU vcatara@unict.it Edificio / Indirizzo: Polo Bioscientifico Via Santa Sofia 100 Telefono: (laboratorio) Orario ricevimento: martedì e venerdì 10-12; (su appuntamento via- ) ALESSANDRO VITALE - Modulo - AGR/12-6 CFU alevital@unict.it Edificio / Indirizzo: Di3A/ Polo Bioscientifico corpo B Via Santa Sofia 100, Catania Telefono: Orario ricevimento: Martedì 14,30-16,30 (previo appuntamento) OBIETTIVI FORMATIVI Il corso si propone di fare acquisire le conoscenze sui metodi tradizionali e innovativi per la diagnosi e caratterizzazione dei principali agenti di malattia delle piante. Lo studente dovrà acquisire capacità nella scelta del metodo di diagnosi più idoneo per l intercettazione rapida ed esatta dei patogeni al fine di indirizzare i più corretti metodi di prevenzione e lotta. Assicurare l acquisizione di un approfondito livello di conoscenze di base riguardante la tassonomia, la biologia, l'epidemiologia, gli aspetti diagnostici dei funghi fitopatogeni di importanti specie agrarie coltivate e le più idonee strategie e principi di lotta in campo, in ambiente protetto ed in vivaio. A tal fine gli studenti saranno in grado di riconoscere le sintomatologie associate alle principali malattie delle colture e ad isolare ed identificare le principali specie di funghi fitopatogeni. Il corso, inoltre fornirà gli strumenti idonei allo studente per consentire un continuo aggiornamento professionale nel settore della micologia fitopatologica. PREREQUISITI RICHIESTI Conoscenze di base di biologia e microbiologia e patologia vegetale.

2 Conoscenze di Patologia Vegetale FREQUENZA LEZIONI Non obbigatoria ma fortemente consigliata in relazione alla natura pratica della disciplina ed elevato numero di ore di esercitazione. Consigliata CONTENUTI DEL CORSO Il Corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze necessarie per la diagnosi delle principali malattie di natura biotica e abiotica vegetali delle piante. Lo studente apprenderà le tecniche di diagnosi applicabili ai microorganismi ed entità patogene delle piante (isolamento, saggio biologico, metodi sierologici e molecolari per la diagnosi e caratterizzazione di batteri, virus, viroidi e fitoplasmi) nonchè le implicazioni delle tecniche di diagnosi su disciplinari e legislazione per la prevenzione dei patogeni da quarantena e pregiudizievoli la qualità delle piante. ARGOMENTI RIFERIMENTI TESTI 1. Importanza delle malattie fungine: conseguenze economiche, storiche, sociali e geografiche delle malattie fungine; esempi di malattie fungine devastanti nella storia 2. La pianta malata: concetto di malattia, criteri di classificazione delle malattie, morfologia patologica, sintomatologia, anatomia patologica, alterazioni fisiologiche e funzionali; Valutazione della gravità e dei danni della malattia: quantificazione dell'inoculo fungino, quantificazione dei sintomi di una malattia fungina 3. Le malattie fungine: Caratteristiche generali dei funghi, struttura ed organizzazione vegetativa, l'ifa fungina, la nutrizione, l'influenza dell'ambiente sullo sviluppo fungino, germinazione e dispersione delle spore, riproduzione dei funghi: spore sessuali e asessuali; principali espressioni sintomatologiche 4. La classificazione dei funghi fitopatogeni: inquadramento tassonomico e classificazione, caratteri generali, nomenclatura, strutture fungine, identificazione 5. Parassitismo nei funghi fitopatogeni: relazione tra gli organismi, relazioni ecologiche, relazioni simbiotiche: mutualismo, commensalismo e patosismo; rapporti trofici nel parassitismo, specializzazione parassitaria 6. Ciclo di sviluppo delle malattie fungine: epidemiologia e fattori che influiscono sullo sviluppo delle epidemie, forme diverse di epidemia e conseguenti strategie di difesa 7. Meccanismo di attacco dei funghi fitopatogeni: il processo d'infezione: il contatto iniziale, i meccanismi di penetrazione, i meccanismi di colonizzazione (colonizzazione biotrofica e colonizzazione necrotrofica), l'evasione 8. Funghi tossigeni e micotossine 2: cap. 1 2: cap 2 e cap 5 1: cap 5 1 cap 5; Testo 2 cap 12; Testo 3 cap 11; 2: cap 4 1: cap 5; Testo 1: cap 5; Testo 2: cap 6 Appunti delle lezioni Testo 1: cap 13; Testo 2: cap 12 (Quadro 12.1)

3 9. Funghi fitopatogeni da quarantena Appunti delle lezioni 10. Funghi utilizzati nel controllo biologico delle malattie delle piante Appunti delle lezioni 11. Principali metodi di diagnosi in micologia fitopatologica: i postulati di Koch, diagnosi tradizionale; microscopia ottica ed elettronica, isolamento in coltura, impiego di piante indicatrici, sierodiagnosi, diagnosi molecolare 12. Lotta alle malattie fungine: efficacia di mezzi di lotta in laboratorio; strategie o approcci di lotta, principi, metodi e mezzi di difesa in campo; l utilizzo dei fungicidi e la resistenza ai fungicidi; lotta ai patogeni tellurici (soilborne) 1: cap 6; Testo 2: cap 3 2: cap Siti web di interesse micologico Appunti delle lezioni 14. Regno Protozoa: malattie causate da Plasmodiophoromycota 15. Regno Chromista: malattie causate da Oomycota generalità e riconoscimento. Plasmopara viticola, Phytophthora infestans, P. citrophthora e P. nicotianae ed altre specie fitopatogene, Pythium spp., Bremia spp., Peronospora spp. e Pseudoperonospora spp. 16. Regno Fungi: malattie causate da Chytridiomycota 17. Regno Fungi: malattie causate da Zygomycota generalità e riconoscimento. Rhyzopus stolonifer 18. Regno Fungi: malattie causate da Ascomycota generalità e riconoscimento. Taphrina deformans, Venturia inaequalis, Glomerella cingulata (Colletotrichum), Penicillium spp., Erysiphe necator, Leveillula taurica, Sphaeroteca pannosa, Blumeria graminis, Claviceps purpurea, Chryphonectria parasitica, Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Monilinia fructigena, Monilinia laxa, Monilinia fructicola, Monosporascus cannonballus, Mycosphaerella spp.; 19. Regno Fungi: malattie causate da Basidiomycota generalità e riconoscimento. Armillaria mellea, Ustilago maydis, Puccinia spp, Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani 20 Funghi mitosporici - Malattie causate da funghi mitosporici (raggr. Fungi Imperfecti): generalità e riconoscimento. Phoma tracheiphila, Spilocea oleagina, Fusicladium (Spilocea) eryobotriae, Seiridium cardinale, Verticillium albo-atrum, F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici, Alternaria solani 21. Esercitazioni di laboratorio: Isolamento in coltura pura di patogeni fungini; identificazione di alcuni dei più importanti generi di funghi fitopatogeni; ottenimento colture monoconidiche 22. Esercitazioni di laboratorio: determinazione della carica microbica nel terreno; determinazione concentrazione di una sospensione conidica fungina; osservazione delle strutture riproduttive dei funghi al microscopio ottico ed allo stereomicroscopio 23. Esercitazioni di laboratorio: utilizzo dei mating types a fini diagnostici; preparazione e fasi di liofilizzazione dei funghi; prove di efficacia in vitro dei fungicidi nei confronti dei patogeni fungini bersaglio. Appunti delle lezion; Testo TESTI DI RIFERIMENTO Il fornisce il materiale necessario per lo studio degli argomenti trattati attraverso la piattaforma STUDIUM. Lo studente può consultare qualsiasi testo del settore, per lo studio della disciplina si consigliano i seguenti testi: Testo 1: G. Belli Elementi di Patologia vegetale, Piccin Editore Testo 2: A. Matta Fondamenti di Patologia vegetale. Patron Editore.

4 Strumenti legislativi, protocolli validati, letture di approfondimento e strumenti informatici a cura del. 1. Belli G., Elementi di Patologia Vegetale. Editore Piccin, Padova; 2. Matta A. Fondamenti di Patologia Vegetale. Patron Editore, seconda edizione 2017; 3. Agrios G.N. Plant Pathology (5 th edition). Academic Press, New York; 4. Materiale didattico, appunti e dispense delle lezioni. Sitografia consigliata: PROGRAMMAZIONE DEL CORSO Argomenti Riferimenti testi 1 Il processo diagnostico. Diagnosi, rilevamento, identificazione e caratterizzazione dei patogeni vegetali. Campi di applicazione: accertamento della causa di una malattia, certificazione, patogeni regolamentati. Siti web di interesse. 2 Definizioni di anamnesi, sintomo, sindrome e segno della malattia; studio dei sintomi; distribuzione dei sintomi in campo e pianta; diagnosi sintomatologica; diagnosi differenziale; I Postulati di Koch; Rilievi fitopatometrici (incidenza e gravità della malattia; scale e indici di malattia); preparazione di una scheda di rilevamento. 3 Isolamento in coltura e tecniche di identificazione con tecniche tradizionale. La microscopia a supporto della diagnosi. Casi studio di malattie batteriche delle piante. 4 Tecniche sierologiche di diagnosi: principi di sierodiagnosi, saggio ELISA, immunofluorescenza, dot-immunoblot. 5 Tecniche molecolari di diagnosi: la PCR e le sue varianti, tecniche di caratterizzazione; strumenti bioinformatici. 6 Saggi di patogenicità: conferma della patogenicità, identificazione di razze, patotipi e altre varianti dei patogeni; saggi in pianta e in parti di pianta.

5 7 I protocolli ufficiali EPPO e IPPC-FAO per la diagnosi di patogeni oggetto di legislazione fitosanitaria; la regolamentazione dei patogeni nelle valutazioni delle EFSA. Casi studio. Argomenti Riferimenti testi 1 1. Importanza delle malattie fungine: conseguenze economiche, storiche, sociali e geografiche delle malattie fungine; esempi di malattie fungine devastanti nella storia 2 2. La pianta malata: concetto di malattia, criteri di classificazione delle malattie, morfologia patologica, sintomatologia, anatomia patologica, alterazioni fisiologiche e funzionali; Valutazione della gravità e dei danni della malattia: quantificazione dell'inoculo fungino, quantificazione dei sintomi di una malattia fungina 3 3. Le malattie fungine: Caratteristiche generali dei funghi, struttura ed organizzazione vegetativa, l'ifa fungina, la nutrizione, l'influenza dell'ambiente sullo sviluppo fungino, germinazione e dispersione delle spore, riproduzione dei funghi: spore sessuali e asessuali; principali espressioni sintomatologiche 4 4. La classificazione dei funghi fitopatogeni: inquadramento tassonomico e classificazione, caratteri generali, nomenclatura, strutture fungine, identificazione 5 5. Parassitismo nei funghi fitopatogeni: relazione tra gli organismi, relazioni ecologiche, relazioni simbiotiche: mutualismo, commensalismo e patosismo; rapporti trofici nel parassitismo, specializzazione parassitaria 6 6. Ciclo di sviluppo delle malattie fungine: epidemiologia e fattori che influiscono sullo sviluppo delle epidemie, forme diverse di epidemia e conseguenti strategie di difesa 7 7. Meccanismo di attacco dei funghi fitopatogeni: il processo d'infezione: il contatto iniziale, i meccanismi di penetrazione, i meccanismi di colonizzazione (colonizzazione biotrofica e colonizzazione necrotrofica), l'evasione Testo 2: cap. 1 Testo 2: cap 2 e cap 5 Testo 1: cap 5 Testo 1 cap 5; Testo 2 cap 12; Testo 3 cap 11; Testo 2: cap 4 Testo 1: cap 5; Testo 3: cap 11 Testo 1: cap 5; Testo 2: cap Funghi tossigeni e micotossine Appunti delle lezioni Testo 1: cap 13; Testo 2: cap 12 (Quadro 12.1) 9 9. Funghi fitopatogeni da quarantena Appunti delle lezioni Funghi utilizzati nel controllo biologico delle malattie delle piante Appunti delle lezioni

6 Principali metodi di diagnosi in micologia fitopatologica: i postulati di Koch, diagnosi tradizionale; microscopia ottica ed elettronica, isolamento in coltura, impiego di piante indicatrici, sierodiagnosi, diagnosi molecolare Lotta alle malattie fungine: efficacia di mezzi di lotta in laboratorio; strategie o approcci di lotta, principi, metodi e mezzi di difesa in campo; l utilizzo dei fungicidi e la resistenza ai fungicidi; lotta ai patogeni tellurici (soilborne) Testo 1: cap 6; Testo 2: cap 3 Testo 2: cap Siti web di interesse micologico Appunti delle lezioni Regno Protozoa: malattie causate da Plasmodiophoromycota Regno Chromista: malattie causate da Oomycota generalità e riconoscimento. Plasmopara viticola, Phytophthora infestans, P. citrophthora e P. nicotianae ed altre specie fitopatogene, Pythium spp., Bremia spp., Peronospora spp. e Pseudoperonospora spp Regno Fungi: malattie causate da Chytridiomycota Regno Fungi: malattie causate da Zygomycota generalità e riconoscimento. Rhyzopus stolonifer Regno Fungi: malattie causate da Ascomycota generalità e riconoscimento. Taphrina deformans, Venturia inaequalis, Glomerella cingulata (Colletotrichum), Penicillium spp., Erysiphe necator, Leveillula taurica, Sphaeroteca pannosa, Blumeria graminis, Claviceps purpurea, Chryphonectria parasitica, Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Monilinia fructigena, Monilinia laxa, Monilinia fructicola, Monosporascus cannonballus, Mycosphaerella spp.; Regno Fungi: malattie causate da Basidiomycota generalità e riconoscimento. Armillaria mellea, Ustilago maydis, Puccinia spp, Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani Funghi mitosporici - Malattie causate da funghi mitosporici (raggr. Fungi Imperfecti): generalità e riconoscimento. Phoma tracheiphila, Spilocea oleagina, Fusicladium (Spilocea) eryobotriae, Seiridium cardinale, Verticillium albo-atrum, F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici, Alternaria solani Appunti delle lezion; Testo Esercitazioni di laboratorio: Isolamento in coltura pura di patogeni fungini; identificazione di alcuni dei più importanti generi di funghi fitopatogeni; ottenimento colture monoconidiche

7 Esercitazioni di laboratorio: determinazione della carica microbica nel terreno; determinazione concentrazione di una sospensione conidica fungina; osservazione delle strutture riproduttive dei funghi al microscopio ottico ed allo stereomicroscopio Esercitazioni di laboratorio: utilizzo dei mating types a fini diagnostici; preparazione e fasi di liofilizzazione dei funghi; prove di efficacia in vitro dei fungicidi nei confronti dei patogeni fungini bersaglio. Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO Il fornisce il materiale necessario per lo studio degli argomenti trattati attraverso la piattaforma STUDIUM o altre piattaforme di condivisione. su VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO Orale - La prova d'esame è di tipo orale DATE DEGLI APPELLI Period_xlsx.pdf Period_xlsx.pdf Da stabilire secondo calendario:

8 PROVE IN ITINERE Non ci sono - Una o al max due verifiche orali in itinere per accertare il grado di apprendimento e l'interesse degli studenti PROVE DI FINE CORSO Non ci sono La prova d'esame di fine corso è di tipo orale ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI Le domande si rieferiscono agli argomenti nel syllabus e ai casi studio presentati a lezione o all'esercitazione. E' opzionale la presentazione di una raccolta di foto digitali per esemplificare dei casi di diagnosi sintomatologica. 1. Principali patogeni fungini ad habitus tellurico 2. Principali patogeni fungini ad habitus aereo 3. Criteri di classificazione dei funghi fitopatogeni 4. Parassitismo nei funghi fitopatogeni 5. Ciclo di sviluppo e meccanismi di attacco nei funghi fitopatogeni 6. Aspetti epidemiologici dei patogeni fungini delle piante 7. Aspetti diagnostici delle malattie fungine delle piante 8. Principali malattie da Oomiceti, Zigomiceti, Ascomiceti, Basidiomiceti e Deuteromiceti