Frumento e malattie fungine: il punto della situazione

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1 MONITORAGGIO PLURIENNALE DELL ANDAMENTO IN CAMPO Frumento e malattie fungine: il punto della situazione di M. Pasquini, G. Aureli, A. Iori, F. Nocente Le fitopatie rappresentano un fattore limitante la stabilità produttiva e l adattabilità dei genotipi all ambiente e, di conseguenza, condizionano tutti gli aspetti legati alla cosiddetta «food security». Parecchi patogeni, in momenti diversi del ciclo produttivo della coltura possono, singolarmente o in associazione tra loro, interferire sul regolare sviluppo della pianta e, quindi, compromettere totalmente o parzialmente la produzione di granella nonché avere ripercussioni negative sulle sue caratteristiche qualitative. Alcune malattie vanno a colpire l apparato vegetativo (ruggini, oidio, septoriosi, ecc.), causando una perdita di superficie fotosintetizzante e alterando i normali processi di respirazione e traspirazione. Altri patogeni attaccano direttamente la spiga (in particolare gli agenti causali della fusariosi della spiga) provocando danni diretti o indiretti, poiché alcuni di loro sono produttori di micotossine, nocive per l uomo e per gli animali. La ruggine nera è stata rilevata in maniera sporadica in alcune regioni italiane Negli ultimi anni alcune malattie del frumento hanno preso il sopravvento nei nostri ambienti mentre altre, almeno apparentemente, sembrano creare minori problematiche. Per fronteggiarle la scelta delle varietà più adatte rappresenta la migliore strategia Malattie fungine: le più frequenti Negli ultimi anni alcune patologie del frumento hanno preso il sopravvento nei nostri ambienti mentre altre, almeno apparentemente, sembrano essere scomparse. Fusariosi Sintomi causati da stagonosporiosi Al Nord e nell areale Centro Adriatico della nostra Penisola la fusariosi della spiga è risultata una delle fitopatie più allarmanti della spiga, non tanto per la sua diffusione, forse inferiore a quella di altre patologie, quanto soprattutto per la carenza di germoplasma dotato di resistenza o tolleranza, e per le implicazioni sulla qualità igienico-sanitaria della granella, legate alla possibile contaminazione con deossinivalenolo (DON), la micotossina prodotta principalmente da Fusarium graminearum e F. culmorum (vedi riquadro a pag. 12). Nell ambito del progetto Micoprincem, dal 2009 al 2011 sono state condotte analisi fitosanitarie su cariossidi di varietà di frumento duro, coltivate in diverse regioni italiane sia in coltura convenzionale che biologica, che hanno evidenziato la presenza di diverse specie tossigene di Fusarium quali F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum e F. poae. Le analisi di screening per il DON hanno fatto rilevare valori certamente non allarmanti (valore medio 350 ppb), sebbene in poche località del Nord e dell areale Centro Adriatico siano stati riscontrati livelli di contaminazione superiori a ppb. I risultati hanno confermato un gradiente di infezione/contaminazione comunque decrescente dal Nord al Sud evidenziando, inoltre, una maggiore salubrità dei semi biologici rispetto ai semi provenienti da coltura convenzionale, a testimonianza dell importanza della vocazionalità delle zone di coltivazione e delle tecniche colturali nel limitare lo sviluppo della malattia (Nocente et al., 2013). Le indagini condotte negli anni non hanno comunque consentito di individuare varietà di frumento duro resistenti alla malattia, mentre tra i frumenti teneri alcune varietà tra cui Blasco, Bolero e Bramante, avrebbero confermato una certa tolleranza. Complesso della septoriosi Anche il «complesso della septoriosi», malattia presente abbondantemente in Italia negli areali Cen Copyright Edizioni L'Informatore Agrario S.r.l. 11/2015 supplemento a L Informatore Agrario 11

2 tro Adriatico Nord e Centro Tirrenico, e ultimamente rilevata anche nell areale Sud-Isole, rappresenta una grossa problematica per il frumento, soprattutto per la scarsa disponibilità di genotipi che siano almeno tolleranti. Si è visto che i due patogeni suoi agenti causali, Septoria tritici (sin. Zymoseptoria tritici) e Stagonospora nodorum (sin. Parastagonospora nodorum), sono quasi sempre presenti contemporaneamente sulle piante, sebbene possa prevalere l uno o l altro secondo le annate agrarie. In coltura convenzionale le varietà di frumento duro meno sensibili negli ultimi 4-5 anni, pur essendo state comunque colpite dalla malattia in alcune annate, sembrano risultare Achille, Levante, Ramirez e Tirex. Tra i frumenti teneri, invece, le varietà Akamar, Aubusson, Bologna, Bramante, Cerere, Nogal e Solehio hanno mostrato il comportamento migliore. Per quanto riguarda le colture biologiche, tra i frumenti duri Anco Marzio, Hathor e ancora Ramirex e Tirex sembrano risultare le più interessanti mentre, tra i frumenti teneri, si sono distinte per il loro comportamento Bolero, Bramante, Cerere, Cimabue, Nogal e altre (vedi nota alla fine dell articolo). Ruggine bruna Tra le malattie causate da patogeni obbligati, la ruggine bruna, il cui agente causale è la Puccinia triticina, si conferma come quella più diffusa nei nostri ambienti e costantemente presente in tutte le aree climatiche della nostra Penisola. Le varietà di frumento duro meno sensibili sono risultate, in generale sul territorio e negli anni, Anco Marzio, Normanno, Ramirez e Saragolla, sia in regime convenzionale sia in biologico. Ancora in convenzionale si sono distinte in quasi tutti gli areali anche Iride, Liberdur e Karalis. Molte più varietà, tra cui Dylan, Hathor e Svevo hanno mostrato invece un buon comportamento in coltura biologica. Per quanto riguarda i frumenti teneri, meno sensibili alla malattia sono risultate Agape e Nogal, sia in coltura convenzionale che in biologico. Ruggine gialla Tra le patologie che ultimamente si configurano come emergenze fitosanitarie per la coltura del frumento in Ita- MICOTOSSINE EMERGENTI La contaminazione da micotossine resta uno dei problemi che l attuale sistema agricolo deve affrontare e la prevenzione in questo settore rimane di fondamentale importanza. Tra le micotossine di maggior interesse, ma non ancora normate, le tossine T2/HT2 e il nivalenolo (NIV) rivestono un ruolo importante soprattutto per il loro rilevamento in aree non sospette dell Italia centro-meridionale, dove le specie di Fusarium loro principali produttrici, F. langsethiae e F. poae, vengono isolate con sempre maggiore frequenza (Shah et al., 2005). Negli ultimi anni il problema della co-presenza di più micotossine nella stessa matrice è stato oggetto di crescente attenzione sia da parte del mondo della ricerca sia della Comunità Europea (2013/165/EU). Per quanto riguarda il DON e le tossine T2/HT2 l attività del CRA- lia, dobbiamo citare certamente la ruggine gialla, causata da Puccinia striiformis. La malattia risulta presente in maniera disomogenea negli anni e sul territorio ma è in grado, in annate particolarmente favorevoli, di dar luogo a epidemie anche devastanti. Tra l altro, fino a qualche anno fa, i frumenti duri coltivati in Italia risultavano piuttosto resistenti alla popolazione del patogeno presente in loco, mentre molto più sensibili apparivano Foglia infettata da Puccinia triticina QCE, svolta nell ambito del progetto Micoprincem, ha evidenziato fra l altro un apprezzabile grado di diversificazione territoriale della loro presenza nel frumento duro, con una maggiore presenza di DON negli areali centro-settentrionali e delle tossine T2/HT2 nelle zone centro-meridionali (Aureli et al. 2014). Lo studio del condizionamento da parte di alcuni fattori ambientali sul grado di contaminazione ha messo in evidenza l importanza dell anno e della sua interazione con l ambiente di coltivazione per il DON, mentre per le tossine T2/HT2 il fattore varietale e la sua interazione con l anno sono risultati avere la maggiore influenza. Inoltre, non è stata rilevata alcuna significativa correlazione fra i livelli di contaminazione dei due tipi di micotossine (Aureli et al., in press 2015). le varietà di frumento tenero. Attualmente la situazione sembra cambiata, probabilmente per l evoluzione in virulenza verificatasi entro la popolazione patogena e per i cambiamenti climatici: da diversi anni infatti infezioni anche cospicue di ruggine gialla vengono osservate su diverse varietà di frumento duro. Gli attacchi più consistenti, relativamente all ultimo quinquennio, si sono verificati prevalentemente nel , e, soprattutto, nell annata agraria appena trascorsa, durante la quale lo sviluppo della malattia è stato particolarmente favorito. Le infezioni rilevate sulle piante hanno raggiunto in molti casi anche le spighe, soprattutto nei campi allevati in coltura convenzionale. Tra le varietà di frumento duro che hanno mostrato il comportamento migliore si possono citare Ciccio, Creso, Dorato, Hathor, Levante e Magellano; mentre tra i frumenti teneri abbiamo, tra le altre, le varietà Adelante, Aubusson, Bologna, Cimabue, Forblanc e PR22R58. Ruggine nera Anche la ruggine nera, causata da Puccinia graminis, isolata solo sporadicamente negli ultimi anni nel Lazio e in alcune zone limitate della Sarde- 12 supplemento a L Informatore Agrario 11/ Copyright Edizioni L'Informatore Agrario S.r.l.

3 gna, dell Emilia-Romagna e della Sicilia, continua a rappresentare un rischio potenziale per le colture, anche per il suo recente rilevamento in fasi piuttosto precoci di sviluppo delle piante, quando queste risultano ancora verdi e potenzialmente più vulnerabili. Non si possono dimenticare le epidemie e i danni causati dal patotipo Ug99, comparso in Uganda nel 1999, successivamente diffusosi in tutta l Africa orientale e che ha rappresentato una minaccia per il resto del mondo per la possibilità di migrazione delle spore anche su lunghe distanze (Singh et al., 2006). La ruggine nera risulta essere sicuramente ancora sotto controllo nei nostri ambienti e le indagini condotte per valutare la virulenza della popolazione isolata in Italia hanno evidenziato la sua diversità genetica dai ceppi riconducibili a Ug99 (Pasquini et al., 2009; Nocente et al., 2011). In sostanza, sia P. striiformis, che negli ultimi anni si sta adattando a temperature più elevate, sia P. graminis si configurano come «killer» potenziali per il frumento e l evidenza della loro diffusione intercontinentale sottolinea la necessità di assicurare un rapido e libero scambio di informazioni, anche a livello internazionale. Oidio Meno preoccupanti sembrano, almeno negli ultimi anni e soprattutto sui frumenti teneri, gli attacchi sulle piante da parte dell oidio, causato da Blumeria graminis, vuoi per la coltivazione di genotipi più resistenti, vuoi per condizioni climatiche meno favorevoli al patogeno. La malattia, rilevata dal Nord al Sud Italia con infezioni però spesso contenute e limitate alla parte basale delle piante, è stata presente in particolare nel 2012 e nel Tra i frumenti duri le varietà migliori sono risultate in particolare Achille, Biensur, Claudio, Miradoux e Serafo Nick. Tolleranza/resistenza: strategia migliore L utilizzo, laddove disponibili, di varietà tolleranti/resistenti rappresenta la strategia migliore nel controllo delle fitopatie. Infatti, uno dei principali obiettivi della ricerca in campo agrario, è l identificazione di geni di resistenza per contrastare la continua evoluzione di nuove «razze» dei patogeni che possono determinare il cosiddetto «breakdown» dei geni di resistenza introdotti in varietà coltivate, annullandone l efficacia. La costituzione di varietà resistenti è attualmente agevolata dall utilizzo di tecnologie ad alta processività, che consentono di seguire l introgressione di uno o più geni di resistenza («gene pyramiding») con i marcatori molecolari associati al/i gene/i di interesse, facilitando così la selezione delle progenie nei programmi di breeding. Lo sviluppo di genotipi superiori dotati di più geni di resistenza garantisce, soprattutto nel caso di patogeni che evolvono in maniera dinamica, la «durabilità» delle resistenze introdotte, IL MONITORAGGIO DEL CRA-QCE Spighe colpite da fusariosi più difficilmente superabili per «single-step» dai corrispondenti patogeni. Per un controllo tempestivo delle malattie, non meno importanti risultano i sistemi di diagnosi precoce per l individuazione del patogeno nel materiale vegetale in fase pre-sintomatica (Menesatti et al., 2013) e per l identificazione e il monitoraggio di ceppi tossigeni dei vari funghi lungo tutta la filiera, controllando la loro diversità genetica e la loro diffusione geografica. Nei prossimi decenni sarà necessario avere a disposizione risorse genetiche e germoplasma adatto a contrastare il problema della sostenibilità e dei cambiamenti climatici, così come bisognerà garantire la sicurezza igienico-sanitaria e la salubrità del prodotto finito, per assicurare l approvvigionamento alimentare ed evitare possibili ricadute negative sull ambiente. Marina Pasquini, Gabriella Aureli Angela Iori, Francesca Nocente Consiglio per la ricerca in agricoltura e l analisi dell economia agraria Unità di ricerca per la valorizzazione qualitativa dei cereali Il CRA-QCE si occupa da anni del monitoraggio fitopatologico sul territorio nazionale dei frumenti duri e teneri. In coltura convenzionale viene organizzata e condotta una rete di prove epidemiologiche il cui scopo è proprio quello di controllare la presenza, diffusione e virulenza dei vari patogeni e la comparsa di nuovi patotipi, di verificare il comportamento varietale e di individuare possibili nuove fonti di resistenza (Pasquini et al., 2014). In coltura biologica viene analizzato il comportamento rispetto alle diverse malattie presenti in campo dei genotipi di frumento inseriti entro le Prove Nazionali Biologiche, organizzate per i frumenti duri e teneri rispettivamente dal CRA-QCE e dal CRA-SCV (Quaranta et al., 2014; Perenzin et al., 2014). Le prove di campo vengono supportate da analisi di laboratorio e di serra e tutte le informazioni acquisite, incluso il controllo del livello di contaminazione da micotossine della granella, permettono di individuare le aree a rischio e ricorrere quindi a pratiche colturali per ridurre i livelli di infezione e, soprattutto, per utilizzare genotipi potenzialmente resistenti o tolleranti alle malattie più diffuse in una particolare area geografica. Tutti i dati relativi alle varietà inserite nella Rete Prove Epidemiologiche sono stati pubblicati su L Informatore Agrario: n. 7/2011 (Supplemento Cereali); 39/2012; 42/2014. Tutti i dati relativi al comportamento delle varietà inserite nelle Reti biologiche sono stati pubblicati su L Informatore Agrario n. 41/2011; 44/2012; 41/2013; 4/2015 Per commenti all articolo, chiarimenti o suggerimenti scrivi a: redazione@informatoreagrario.it Per consultare gli approfondimenti e/o la bibliografi a: rdlia/15ia11_7851_web 2015 Copyright Edizioni L'Informatore Agrario S.r.l. 11/2015 supplemento a L Informatore Agrario 13

4 ARTICOLO PUBBLICATO SUL SUPPLEMENTO A L INFORMATORE AGRARIO N. 11/2015 A PAG. 11 Frumento e malattie fungine: il punto della situazione BIBLIOGRAFIA Aureli G., Belocchi A., Melloni S., Quaranta F., D Egidio M.G. (2014) - Monitoraggio della contaminazione da DON e da T2+HT2 in frumento duro. Atti Progetto MICOPRINCEM: Aureli G., Amoriello T., Belocchi A., D Egidio M.G., Fornara M., Melloni S., Quaranta F. (2015) - Preliminary Survey on the Co-occurrence of DON and T2+HT2 Toxins in Durum Wheat in Italy. Cereal Research Communications, in press. Iori A., Matere A., Chierico M., Sereni L., Casini F., Pasquini M. (2011) - Malattie fungine poco presenti sui frumenti bio L Informatore Agrario: 41: Iori A., Matere A., Sereni L., Casini F., Isidori G., Cristofori C., Chierico M., Pasquini M. (2012) - Il complesso della septoriosi colpisce ancora i frumenti bio. L Informatore Agrario, 44: Iori A., Matere A., Sereni L., Casini F., Cristofori C., Pasquini M. (2013) - Grano bio: le malattie fungine più penalizzanti del L Informatore Agrario, 41: Iori A., Sereni L., Cristofori C., Pasquini M. (2015) - Malattie fungine in biologico: i frumenti più resistenti. L Informatore Agrario, 4: Menesatti P., Antonucci F., Pallottino F., Giorgi S., Matere A., Nocente F., Pasquini M., D Egidio MG., Costa C. (2013) - Laboratory vs. in-field spectral proximal sensing for early detection of Fusarium head blight infection in durum wheat. Biosystems Engineering, 114, ISSN: Nocente F., Sereni L., Matere A. Pasquini M. (2011) - Recent occurrence of Puccinia graminis f. sp. tritici in Italy: pathogen virulence composition and seedling resistance of durum and common wheat. Cereal Research Communications Vol. 39, 1: Nocente F., Sereni L., Matere A., Pasquini M., Sgrulletta D., Ciccoritti R., Aureli G., Melloni S., Arcangeli A., Quaranta F., Fornara M., Belocchi A., D Egidio M.G. (2013) - Influenza dei fattori genetici, ambientali e delle pratiche colturali sui livelli di infezione da Fusarium spp. e di contaminazione da DON nella granella di frumento duro. Progetto Micoprincem Micotossine principali ed emergenti nei cereali. Roma 18 aprile: CD ISBN Pasquini M., Nocente F., Sereni L., Matere A., Casini F., Iori A., L Aurora A. (2009) - Quali grani potrebbero resistere alla ruggine nera in Italia. L Informatore Agrario, 18: Pasquini M., Iori A., Matere A., Nocente F., Sereni L., Casini F., L Aurora A., Cacciatori P., Chierico Ma., Chierico Mi., Siniscalco A., Codianni P., Preiti G., Podda E., Raimondo I., Viola P., Bersani E., Padovan S., Notario T. (2011) - Grano, le malattie che fanno più paura. Supplemento a L Informatore Agrario, 7: 5-8. Pasquini M., Iori A., Matere A., Nocente F., Sereni L., Casini F., Cacciatori P., Chierico Ma., Chierico Mi., Cristofori C., Foschia M., Isidori G., Cambrea M., Codianni P., Finiguerra F., Mameli L., Petrini A., Viola P., Notario T. (2012) - Grano: non abbassare la guardia contro le malattie fungine. L Informatore Agrario, 39: Pasquini M., Iori A., Nocente F., Matere A., Sereni L., Cacciatori P., Cristofori C., Caprara F., Codianni P., Martelli M., Mameli L., Licciardello S., Blangiforti S., Notario T., Petrini, Viola P. (2014) - Malattie fungine del frumento: suscettibilità delle varietà. L Informatore Agrario, 42: Perenzin M., Vaccino P., Notario T. (2014) - Le varietà di tenero più adatte alla coltivazione in biologico. L Informatore Agrario, 39: Quaranta F. et.al. (2014) - Rese e qualità del grano duro in coltivazione biologica. L Informatore Agrario, 36: Raccomandazione della Commissione Europea del 27 marzo 2013 (2013/165/ EU) - G.U dell Unione Europea L. 91, Shah D.A., Pucci N., Infantino A. (2005) - Regional and varietal differences in the risk of wheat seed infection by fungal species associated with fusarium head blight in Italy. European Journal of Plant Pathology, 112: Singh R.P., Hodson D.P., Jin Y., Huerta-Espino J., Kinyua M.G., Wanyera R., Njau P., R.W. Ward. (2006) - Current status, likely migration and strategies to mitigate the threat to wheat production from race Ug99 (TTKS) of stem rust pathogen. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, N and Natural Resources 1. N.054. DOI: /PA- VSNNR

5 ANALISI DEI CHEMIOTIPI Nel corso del progetto Micoprincem, per valutare il rischio micotossicologico per il frumento duro, è stata anche effettuata un analisi dei chemiotipi di F. graminearum per studiare le frequenze dei ceppi produttori di NIV e delle forme acetilate del DON, 15AcDON e 3AcDON. Entro la popolazione presente in Italia è stata evidenziata la prevalenza del chemiotipo 15AcDON rispetto ai chemiotipi 3AcDON e NIV, la cui più bassa frequenza può essere dovuta a una loro minore competitività nel nostro Paese. Infatti, i differenti chemiotipi possono essere considerati dei fattori di virulenza la cui aggressività dipende da numerose variabili, in particolare l ambiente, che possono influenzare la competizione con l ospite. Le indagini condotte negli anni non hanno comunque consentito di individuare varietà di frumento duro resistenti alla malattia, mentre tra i frumenti teneri alcune varietà tra cui Blasco, Bolero e Bramante, avrebbero confermato una certa tolleranza.

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