Specie Aliene Invasive (IAS) controllo biologico

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Adriano Fontana
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2 L allelopatia è definita come l influenza benefica o dannosa delle sostanze chimiche principalmente prodotte dal metabolismo secondario delle piante, microrganismi e funghi che hanno un influenza sulla crescita e lo sviluppo di piante o microrganismi presenti nelle vicinanze (Iason et al., 2012). I metaboliti secondari (allelochimici) delle piante come terpeni e composti fenolici sono conosciuti per avere numerosi ruoli ecologici, notoriamente contro: l erbivoria, i patogeni, gli stress abiotici e l interazione con competitori e mutualisti (Iason et al., 2012). Essi implicano l interazione fra pianta-pianta e pianta-animale ed interferiscono con la struttura e la funzione ecosistemica (Iason et al., 2012; Scognamiglio et al., 2013). La concentrazione di queste sostanze è il parametro che determina un influenza positiva (facilitazione) e/o negativa (competizione) nei confronti di altri organismi target (Hassotis, 2010; Iason et al., 2012; Scognamiglio et al., 2013).

3 Le Specie Aliene Invasive (IAS) sono considerate una delle maggiori minacce per la conservazione della biodiversità autoctona e degli ecosistemi naturali (Pyšek & Richardson, 2010; Leishman et al., 2014; Morris et al., 2011), in quanto causano un danno significativo non solo da un punto di vista ambientale, ma anche da un punto di vista economico e della salute (DAISIE, 2009; Strydom et al., 2012). L invasività (definita come l abilità di una specie ad invadere un nuovo ecosistema naturale fuori dal suo areale; Castro-Dĺez et al., 2011; Griffin et al., 2011; Kull et al., 2011; Richardson et al., 2011a) è determinata dalle caratteristiche dell ecosistema, ma in modo particolare è associata ai tratti riproduttivi della specie alloctona invasiva (Castro-Dıez et al., 2011; Pysek & Richardson, 2007; Gibson et al., 2011; Richardson & Pysek, 2006). Per questo motivo, negli ultimi anni l attenzione verso questa problematica è aumentata esponenzialmente, soprattutto per la ricerca di nuove tecniche per l eradicazione delle IAS. Il controllo biologico delle specie alloctone si propone di contenere o eliminare l effetto dannoso di una specie invasiva aliena attraverso l utilizzo di un altro organismo vegetale, senza danneggiare le specie vegetali non-bersaglio indigene.

4 Erborizzazione, in differenti località, delle specie aromatiche in Sardegna: 1. Rosmarinus officinalis L.; 2. Helichrysum microphyllum ssp. tyrrhenicum Bacch. Brullo & Giusso; 3. Teucrium capitatum L. capitatum Estrazione olio Analisi del profilo fitochimico dell olio

5 L olio estratto da una specie autoctona può inibire la germinazione, la crescita e la sopravvivenza di una specie aliena invasiva? Studio delle specie aliene invasive e sviluppo di nuove tecniche finalizzate al controllo biologico delle IAS.

6 Specie Autoctone Specie Aliena Invasiva 1. Rosmarinus officinalis L. 2. Helichrysum microphyllum subsp. tyrrhenicum Bacch. Brullo & Giusso 3. Teucrium capitatum L. capitatum Acacia saligna (Labill.) H.L. Wendel

7 Hotspot di biodiversità Specie Codice popolazione Sito di studio Coordinate A. saligna Asal1 Costa Rei - Muravera (CA, I) N ' E A. saligna Asal2 La Maddalena (OT, I) N E A. saligna Asal3 Arenella (SR, I) N E A. saligna Asal4 Punta del Pero - Penisola Maddalena N (SR, I) E R. officinalis Roff ' N Calabona (SS, I) ' E ' N R. officinalis Roff2 Sant Imbenia (SS, I) ' E ' N R. officinalis Roff3 Su Pallosu (OR, I) ' E ' N R. officinalis Roff4 Porticciolo (SS, I) ' E Mini-hotspot

8 Estrazione dei metaboliti secondari Tempo Balsamico Erborizzazione Rosmarinus officinalis L. Estrazione Distillazione in corrente di vapore Analisi e caratterizzazione chimica Olio GC-MS

9 Prove preliminari Fase 1 Scarificazione meccanica e chimica Fase 2 Preparazione del terreno di coltura Fase 3 Semina Fase 4 Incubazione e Test di vitalità

10 Popolazione Acacia saligna (Labill.) H.L.Wendl. Costa Rei e La Maddalena Temperatura 10 C Temperatura 15 C Temperatura 20 C Fotoperiodo: 12/12 luce Controllo 1 Controllo Agar 1% Controllo Agar 1% Controllo Agar 1% 12 capsule Petri Controllo 2 Controllo Agar 2% + Lecitina Controllo Agar 2% + Lecitina Controllo Agar 2% + Lecitina 12 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L. ] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 12 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 12 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 12 capsule Petri 500 semi 500 semi 500 semi 1500 semi per popolazione

11 Popolazione Acacia saligna (Labill.) H.L.Wendl. Punta del Pero e Arenella Temperatura 15 C Temperatura 20 C Fotoperiodo: 12/12 luce Controllo 1 Controllo Agar 1% Controllo Agar 1% 8 capsule Petri Controllo 2 Controllo Agar 2% + Lecitina Controllo Agar 2% + Lecitina 8 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 8 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 8 capsule Petri Trattamento [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml [ µl Olio Rosmarinus officinalis L.] /ml 8 capsule Petri 500 semi 500 semi 1000 semi per popolazione

12 Analisi quali-quantitativa e caratterizzazione chimica degli oli essenziali RI COMPOUND Roff3 Roff2 Roff1 Roff TRICYCLENE α-thujene tr α-pinene CAMPHENE THUJA-2.4(10)-DIENE β-pinene OCTANONE MYRCENE α-phellandrene ISO-SYLVESTRENE tr α-terpinene ρ-cymene LIMONENE CINEOLE γ-terpinene TERPINOLENE LINALOOL CHRYSANTHENONE tr tr CAMPHOR TRANS-PINOCAMPHONE tr tr PINOCARVONE tr tr BORNEOL CIS-PINOCAMPHONE TERPIN-4-OL ? α-terpineol MYRTENOL 0.3 tr TRANS-DIHYDROCARVONE 0.6 tr VERBENONE BORNYL ACETATE THYMOL (E)-CARYOPHYLLENE 0.7 tr α-humulene Monoterpeni Idrocarburici 90 Monoterpeni Ossigenati 80 Sesquiterpeni Idrocarburici 70 Altro Roff3 Roff2 Roff1 Roff4 Caratterizzazione chimica dell olio di Rosmarinus officinalis L. dei 4 diversi popolamenti Popolazioni differenti sarde della specie Rosmarinus officinalis L.

13 Prove preliminari * * * Peso dei semi (One way Anova e Fisher LSD) Metodi di scarificazione dei semi di A. saligna Effetto di ogni singola componente del terreno di coltura sulla germinazione dei semi di A. saligna Germinazione(%) Trattamento

14 Percentuale di germinazione ottenuta dai vari trattamenti effettuati per i test di germinazione sui semi di Acacia salignadelle 4 popolazioni in studio p < T1= Controllo (solo Agar 1%); T2= Controllo (solo Lecitina di Soia); T3= [ µl Olio /20 ml]; T4= [ µl Olio /20 ml]; T5= [ µl Olio /20 ml]

15 Analisi della parte ipogea ; Conta totale dei noduli ; Calcolo la lunghezza totale (cm); Colorazione radice; Colture batteriche; Estrazione DNA; Test olio di R. officinalis sardo su i simbionti. Acacia dealbata Link Bradyrhizobium sp.pl. Endomicorrize

16 Da un confronto quali-quantitativo degli oli essenziali dei diversi popolamenti sardi si evince che i componenti maggiormente rappresentativi e caratterizzanti sono presenti in tutti i campioni, anche se in quantità differenti. La composizione è caratteristica del chemotipo sardo (Pintore et al., 2002; Falconieri, 2011). I dati ottenuti dall analisi, dalla caratterizzazione chimica degli oli essenziali e dai test di germinazione dimostrano che l attività dell olio di R. officinalis ha un effetto inibitorio sulla germinazione di A. saligna, quindi questa tecnica potrebbe essere idonea e adottata per il controllo biologico di questa specie aliena invasiva e la conservazione della biodiversità locale e degli habitat naturali.

17 Effetto degli allelochimici sulla crescita e sulla sopravvivenza delle specie aliene invasive Effetto degli oli essenziali estratti da altre specie aromatiche autoctone sulla germinazione delle IAS Effetto degli metaboliti secondari sulla crescita e sulla sopravvivenza dei simbionti delle IAS

18 GRAZIE PER L ATTENZIONE

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