Strategie di controllo sostenibile

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1 Francesco Santopolo Strategie di controllo sostenibile Roma, 19 giugno 2015

2 Generalità

3 Le piante sono continuamente esposte a possibili simbiosi parassitarie con organismi estranei (patogeni, fitofagi) o a modificazioni ambientali, naturali o indotte. In relazione alla durata esercitata dalla pressione, rispondono con l adattamento o elaborando nuove risposte. La malattia come eccezione.

4 Tolleranza La tolleranza delle piante esprime la capacità, preesistente o acquisita ex-novo, di gestire la pressione esercitata da fattori biotici e abiotici che ne minacciano il metabolismo e l integrità. Metalli pesanti, salinità, stress idrico. Il rapporto pianta/metalli pesanti può seguire diverse vie. La presenza di metalli pesanti opera una selezione nella comunità geobiotica agendo sia sui funghi micorrizici tolleranti (vantaggio ecologico), sia sui funghi micorrizici sensibili (svantaggio ecologico).

5 Meccanismi 1-Le micorrize bloccano i metalli pesanti sul plasmalemma o li segregano nel vacuolo. 2-Se un metallo pesante riesce a superare le barriere ed entra nella cellula si producono fitochelatine in grado di neutralizzarlo. Le fitochelatine sono peptidi che presentano al centro da due a otto molecole di cisteina, una molecola di acido glutammico e una di prolina. La cisteina è un amminoacido solforato ed è proprio lo zolfo a bloccare i metalli pesanti e a detossificarli.

6 Meccanismi 3-Quando una pianta è sottoposta a stress idrico, elabora una maggiore quantità di L- prolina nei tessuti fogliari e ne viene rallentata l ossidazione. 4-In caso di stress salino, le piante sono in grado di equilibrare l aumento di pressione osmotica con la sintesi di tre composti: prolina, glicina, e sorbitolo (alcol esavalente saturo).

7 Resistenza a patogeni e fitofagi

8 La resistenza che oppongono i vegetali/preda a patogeni e insetti consumatori, segue strade più complesse: 1-difese passive strutturali 2-difese attive strutturali 3-difese chimiche passive 4-difese chimiche attive

9 Difese passive strutturali Barriere strutturali che comprendono tessuti e strutture cellulari. Sono preesistenti e il loro effetto è l esclusione (per esempio, la cuticola o la parete cellulare che si oppongono fisicamente al patogeno).

10 Difese attive strutturali Rappresentano un sistema di controllo che consente di individuare cellule e molecole estranee e stimolare la pianta ad elaborare una risposta di difesa.

11 Difese chimiche passive Sono costituite da antibiotici presenti nei tessuti dell ospite (anticipine e proteine di difesa). Difese chimiche attive Molecole sintetizzate ex novo come le fitoalessine, in risposta all attacco di un patogeno.

12 Meccanismi di difesa delle piante

13 Ci sono funghi che possono infettare anche tessuti integri avendo acquisito nel corso dell evoluzione la capacità di sintetizzare enzimi degradativi (oidi, botrite, alcune peronospore). Fatta eccezione per le proteine di difesa, i composti chimici finora indagati sono saponine, glucosidi cianogenetici, polifenoli. Alcuni di questi sono già presenti nelle piante in forma attiva, (brassicaceae, felci) altre sono precursori che vengono attivati da enzimi.

14 Le sostanze proteiche che svolgono un ruolo nella difesa chimica passiva sono costitutive. Alcune svolgono ruolo di inibizione degli enzimi idrolitici (proteinasi e amilasi) presenti nel tubo digerente degli artropodi, altre, come le lectine, sono proteine glicosilate che si accumulano sulla parete cellulare e nel vacuolo e partecipano al sistema di ricognizione delle piante con una selettività specifica dovuta alle molecole con cui sono combinate (zuccheri, glicolipidi, glicoproteine).

15 Proteine di difesa

16 Idrolasi Enzima Azione Chitinasi Gluconasi Lisozima Digeriscono la parete del fungo Digeriscono la parete del fungo Lisa la parete dei batteri

17 Proteine che legano la chitina Proteina Azione Eveina Lectine Inibisce la crescita dei funghi Inibiscono la crescita di insetti e funghi

18 Condizioni nutrizionali e meccanismi di controllo Potassio e amminoacidi

19 DA SEMPRE DICIAMO CHE IL POTASSIO POTENZIA LA DIFESA DELLE PIANTE E UN AFFERMAZIONE GENERICA SPESSO ATTRIBUITA AL MIGLIORE STATO VEGETATIVO (E ALLORA PERCHE NON ANCHE ALTRI ELEMENTI?)

20 NEGLI ULTIMI ANNI SONO STATE CONDOTTE RICERCHE PER STABILIRE LA RELAZIONE TRA ELEVATI LIVELLI DI POTASSIO NELLE CELLULE E - RESISTENZA AI FUNGHI - RESISTENZA AI BATTERI - RESISTENZA AI VIRUS - MINORE RECETTIVITA AI FITOFAGI

21 COLTURE TOT. NUM CEREALI MAIS/SORGO RISO PATATA BARBABIETOLA ORTIVE FRUTTIFERI COTONE LINO FORESTALI TOTALE % Legenda:1 interazione positiva 2 indifferente 3 interazione negativa

22 RIEPILOGO - VAL. ASS. SPECIE TOTALE FUNGHI INSETTI/ACARI VIRUS BATTERI NEMATODI TOTALE

23 RIEPILOGO VALORI % SPECIE TOTALE FUNGHI INSETTI/ACARI VIRUS BATTERI NEMATODI TOTALE

24 PRESUMIBILI MECCANISMI DI AZIONE 1- RIDUZIONE DELL ENTITA DELL ATTACCO PER MODIFICAZIONI DEL METABOLISMO O MUTAMENTI DELL HABITUS 2- MODIFICAZIONI STRUTTURALI DELLA PIANTA (AUMENTO DI SPESSORE DELLE PARETI CELLULARI O DELLA CUTICOLA) E RESISTENZA ALLA PENETRAZIONE 3- MIGLIORE RISPOSTA VEGETATIVA DELLA PIANTA (RIPARAZIONE DELLE LESIONI) 4- PROTEINE DI DIFESA

25 L applicazione di aminoacidi alle piante, comporta un azione di induzione di resistenza ai funghi patogeni. E un campo ancora tutto da indagare in quanto le notizie a disposizione sono da mettere in relazione alla combinazione ospite/parassita su cui sono stati saggiati (Matta et al., 1997). Secondo van Andel la mancanza di correlazione tra attività in vivo e attività in vitro, indurrebbe ad escludere un attività fungitossica, a favore di un effetto indiretto di resistenza della pianta ma potrebbe essere, invece, l effetto d restituzione degli aminoacidi consumati dal patogeno nel processo infettivo (n. d. r.).

26 Risposte di resistenza sono state riscontrate da diversi autori per Cladosporium cucumerinum, Venturia inaequalis e Uromyces appendiculatus ma resta un campo di indagine aperto, sia per quanto riguarda i meccanismi, sia per quanto riguarda la mappa dei patogeni per i quali,in determinate condizioni, si possono avere risposte di resistenza. Formazione di fitochelatine, fitoalessine, proteine di resistenza.

27 Biodiversità

28 Parlare di biodiversità in un orto botanico potrebbe sembrare un paradosso. In realtà, un ortobotanico esprime un elevata biodiversità ma di natura antropica per cui vengono privilegiate alcune specie ma spesso sacrificate le specie spontanee.

29 In agricoltura ecosostenibile, la costruzione di infrastrutture ecologiche (siepi, filari di alberi, inerbimento controllato) svolge funzioni fondamentali: -incremento della biodiversità nell agroecosistema -protezione dall erosione -minore scorrimento dell acqua piovana -maggiore infiltrazione dell acqua nel suolo -microclima più favorevole allo sviluppo delle piante -insediamento e colonizzazione di numerosi ausiliari (Coccinelle, Antocoridi, Sirfidi, pronubi, Crisope, parassitoidi) -rifugio per piccoli animali (mammiferi, rettili e uccelli).

30 La scelta delle specie da introdurre deve essere fatta in relazione alla finalità dell impianto, alla biocenosi e alle condizioni pedologiche e climatiche dell area. In generale sono da preferire specie autoctone già adattate e in relazione con la biocenosi.

31 Pioppo bianco Olmo campestre Ciliegio selvatico Frassino meridionale Acero campestre Robinia Rovo Solanum nigrum Albero di Giuda Sambuco Olivello spinoso Nocciolo Sambuco Ligustro Quercia Ortica Datura stramonio Oleandro

32 PANORAMA

33 SPECIE

34 Albero di Giuda Cercis siliquastrum

35 Ortica Urtica dioica

36 Frassino Fraxinus ornus- Fraxinus excelsior

37 AUSILIARI OSPITATI

38 Anthocoris nemoralis

39 PSILLA COMUNE (Cacopsylla pyri (L.) Adulto Ninfa Uova e neanidi uova

40 PSILLA COMUNE (Cacopsylla pyri (L.) Germoglio infestato Necrosi del calice Fumaggine su frutto Impianto infestato

41 Glycaspis brimblecombei (Hem.: Psyllidae). Psilla dal follicolo bianco ceroso Femmina Ninfe Uova Uova infisse Pianta attaccata

42 Liotrhyps oleae Costa

43 SPECIE

44 Pioppo bianco Populus alba

45 Prugnolo Prunus spinosa

46 Olmo campestre Ulmus minor

47 Olmo campestre Ulmus sp.

49 Ciliegio dolce

50 Oleandro Nerium oleander

52 Chrysoperla carnea - adulto

53 Chrysoperla carnea

54 Propylaea 14- punctata

55 Adalia bipuncata

56 Synharmonia conglobata

57 Episyrphus balteatus

58 Aphidius matricariae

59 Ditteri Cecidomidi Lysiphlebus testaceipes Lysiphlebus fabarum Aphidius matricariae

60 Scymnus sp.

61 Scymnus sp.

62 Coccinella septem- punctata

63 INSETTI BERSAGLIO

64 Afidi

65

66 COTONELLO O BAMBACELLA DELL OLIVO Euphyllura olivina (Costa)

67 Planococcus citri Femmina adulta

68 Pseudococcus longispinus

69 SPECIE

70 Nocciolo Corylus avellana

71 Rovo Rubus fruticosus

72 Rosa sp.

74 Anagrus atomus su Cicalina

75 Anagrus atomus adulto

77 Asymmetrasca decedens

78 Zygina rhamni - Empoasca vitis- Jacobiasca lybica

79 Anagrus atomus Zygina ramni inverno Empoasca vitis/jacobiasca l. estate

80 SPECIE

81 Pioppo bianco Populus alba

85 Orius sp.

87 Frankliniella occidentalis (Pergande) Femmina

88 Heliothrips haemorroidalis (Bouché)

89 PANORAMA COLTURE POMODORO MELONE CETRIOLO

90 PANORAMA COLTURE PEPERONE MELANZANA

91 FRAGOLA

92 Heliothrips haemorrhoidalis Danno su frutto

93 SPECIE

97 Chilocorus bipustulatus

98 INSETTI E ACARI BERSAGLIO

99 Aspidiotus hederae Ceroplastes sinensis Pseudolaucaspis pentagona

100 Cocciniglia mezzo grano di pepe Saissetia oleae

101 COCCINIGLIA TUBERCOLIFORME (Pollinia pollini, Costa)

102 Parlatoria oleae (Colvée)

103 Tetranychus urticae Femmina adulta

104 Tetranychus urticae Uova - stadi giovanili - adulti

105 Tetranychus urticae Femmina svernante

106 SPECIE

107 Erba morella Solanum nigrum

108 Datura stramonium

110 Macrolophus caliginosus

111 Stethoconus cyrtopeltis (Flor.) ex Nesidiocoris tenuis ex Cyrtopeltis tenuis adulto

112 Stethoconus cyrtopeltis (Flor.) ex Nesidiocoris tenuis ex Cyrtopeltis tenuis adulto

113 COLTURE PROTETTE Pomodoro Peperone Melanzana Patata Bemisia tabaci Trialeuroides v. Tuta absoluta Tuta absoluta Cucurbitaceae Aleuroidi Tabacco Bemisia tabaci Altri ortaggi Aleuroidi

114 INSETTI BESAGLIO

115 ALEURODIDI Trialeuredos vaporarlorum- Bemisia tabaci

116 Tuta absoluta (Meyrick) adulto

117 Tuta absoluta (Meyrick) uovo

118 Tuta absoluta (Meyrick) larva

119 Tuta absoluta (Meyrick) crisalide

120 SPECIE

121 Quercia Quercus pubescens

123 Eupelmus urozonus

125 Bactrocera oleae Gmel.

126 Olivo Olea europea

127 Quercia inverno Eupelmus urozonus estate autunno olivo