Linea di ricerca 2. Analisi trascrittomica della interazione pianta-patogeno

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1 Linea di ricerca 2 Analisi trascrittomica della interazione pianta-patogeno Dr Gianni Tacconi (CRA-GPG) Centro di Ricerche per la Genomica e la Postgenomica Animale e Vegetale Collaborazioni: Università di Bologna, Coltivazioni Arboree, Dr. Spinelli Plant & Food Research, New Zealand Agrea Centro Studi (Centro di saggio), Verona CReSO (Centro Ric. e Sper. Frutticoltura), Cuneo

2 Monitoraggio via PCR della diffusione di Pseudomonas syringae pv actinidiae in frutteto neo-infetto ed effetto della capitozzatura

3 La sintomatologia è stata confermata via PCR B A 15 febbraio 2011 Anno impianto 2009

4 La velocità della comparsa dei sintomi è stato rilevato visivamente è stata di circa 10 m al giorno, a partire dal filare 17 in tutte le direzioni. Dopo 15 giorni di osservazione la zona delle piante colpite si era espansa a macchia d'olio con il 100% delle piante sintomatiche (250): a quel punto è stata effettuata la capitozzatura B 15 febbraio 2011 A Anno impianto 2009

5 Alla comparsa dei sintomi (2011) sotto forma di essudato bianco sono stati prelevati campioni di essudato e di tralci o fusti in diversi punti della pianta D C E F A B movimento basipeto del batterio a partire dai tralci apicali verso il fusto in circa 15 giorni (in quelle condizioni climatiche) L analisi PCR è stata effettuata, secondo il protocollo Rees-George (Rees-George, et al. 2010, modificato) su porzioni di tralcio o fusto in tutta la sezione (corteccia e legno) o di foglia. Successivamente durante la stagione vegetativa sono state prelevate foglie in punti basali ed apicali dei germogli.

6 Ricostruzione actinidieto al Durante la stagione 2011 non sono stati osservati sintomi su nessuna pianta ricostruita

7 Ricostruzione actinidieto al Piante sintomatiche complessivamente circa 20% soprattutto maschi.

8 Risultato: A: capitozzato B: eliminazione piante singole 2011: 10% B 2011: 70% 2012: 70% A 2012: 20% (soprattutto maschi)

9 Sperimentazione prodotti commerciali in campo Campo sperimentazione prodotti commerciali 10 tesi in 5 ripetizioni Monitoraggio dell infezione tramite PCR su tutte le piante trattate durante la stagione vegetativa pressione infettiva (Psa) Collaborazione con AGREA, Consorzio tutela kiwi del Garda, Provincia di Verona, UniBo, CReSO, Agrintesa

10 Sperimentazione prodotti commerciali in campo Alcuni prodotti (rameico e Bion - induttore di SAR) risultano dare una buona protezione con efficacia del 85-95% rispetto al testimone non trattato. I dati sono in accordo con i risultati di altri campi prove realizzati in parallelo in altre regioni (CReSO, Agrintesa).

11 Studio dell interazione pianta-patogeno in condizioni controllate ed effetto del Bion (acibenzolar-s-methyl) Infezione in ambiente controllato su una accessione di Actinidia chinensis (Ach) Plant & Food Res. è in fase di sequenziamento del genoma di un parentale della accessione usata Controllo non trattato suscettibile Trattamento Acqua Trattamento Bion Trattamento Bion Infezione Psa-V resistente Prelievi a 3 ore 24 ore 48 ore

12 Studio dell interazione pianta-patogeno in condizioni controllate ed effetto del Bion (acibenzolar-s-methyl) Popolazione batterica nelle piante Inoculo 10^8 cfu/ml La popolazione di Psa endofita cresce continuamente nelle piante controllo mentre in quelle trattate Bion dopo 24 ore viene azzerata.

13 Studio dell interazione pianta-patogeno in condizioni controllate ed effetto del Bion Diffusione del batterio Psa-V:GFP nei tessuti foto microscopio confocale in fluorescenza, sezione a livello delle camere stomatiche acqua Psa-V 48h Bion Psa-V 48h Nelle piante non trattate con Bion (acqua) il batterio è penetrato e cresciuto nella camera sotto-stomatica mentre non è rilevabile nelle piante trattate con Bion

14 Studio dell interazione pianta-patogeno in condizioni controllate ed effetto del Bion Espressione di tipici geni di resistenza durante l infezione: Analisi Real-Time PCR Il Bion induce geni per PR1, PR4 e CAM più di quanto faccia la pianta anche dopo 72 ore dall infezione: validazione molecolare dell attività di induzione della SAR da parte del Bion.

15 Allestimento dell esperimento di analisi trascrittomica della interazione pianta-patogeno Sequenziamento del trascrittoma (ILLUMINA) di piante sane vs piante infettate vs piante SAR indotte (Bion) vs piante SAR indotte infettate A. ch. water A. ch. Bion buffer Psa-V Prelievi a 3 ore 24 ore 48 ore Prelievi a 3 ore 24 ore 48 ore Experimental protocol: 2 thesis x 3 time-points = 6 x (3+3) rep=36 pots x 2 tratt. = 72 pots x 5 plants/pots=360 plants

16 Analisi trascrittomica: esperimento di sequenziamento di tutti i geni espressi nella interazione pianta-patogeno Ach water Time-points h Analisi RNAseq Illumina GAIIx Ach water Psa-V Ach Bion Transcriptome analysis Ach Bion Psa-V A. chinensis draft genome (P&F, NZ) Geni necessari per la resistenza Studio interazione pianta-psa Miglioramento genetico e Marcatori molecolari Rimedi fitoiatrici e Induttori di resistenza Sviluppo di sistemi per la resistenza Studio dell espressione dei geni chiave in diverse condizioni di crescita

17 Attività divulgative 2 comunicazioni orali al Convegno nazionale sulla batteriosi dell actinidia tenutosi a Latina il 24 e 25 maggio 2012, patrocinato dalla SOI. 4 relazioni in Incontri tecnici sulla batteriosi del kiwi organizzati dal Servizo Agricoltura della Provincia di Verona il 16, 19, 26 gennaio e 31 agosto Organizzazione di una giornata studio Sperimentazione per la di difesa da Peudomonas syringae pv. actinidiae presso il Consorzio di Tutela Kiwi del Garda con vista ai campi sperimentali, Verona , con UniBo, Agrea, Servizo Agricoltura della Provincia di Verona, Servizi Fitosanitari Regionali di Veneto e Piemonte, tavolo tecnico operativo di Verona, CReSO, Zespri Italia. Organizzazione seminario Identification, spread and attempts at controlling the different biovars of Pseudomonas syringae pv actinidiae present in New Zealand, Dr. Joel Vanneste (Plant and Food Research New Zealand) presso il CRA-GPG il Organizzazione di un incontro tecnico sulla Sperimentazione per la di difesa da Psa con Agrea, UniBo, CReSO, Servizi Fitosanitari Regionali di Veneto e Piemonte, e Plant and Food Research presso il CRA-GPG il

18 Partecipanti CRA-GPG Gianni Tacconi Luigi Orrù Vania Michelotti Paolo Bagnaresi Davide Guerra Giorgio Tumino Luigi Cattivelli Collaborazioni UniBo Francesco Spinelli Irene Donati Giampaolo Buriani Antonio Cellini Luca Fiorentini Guglielmo Costa Agrea Lorenzo Tosi CReSO Graziano Vittone Plant & Food Research Joel Vanneste Mirco Montefiori William Laing