Induttori di resistenza

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1 Induttori di resistenz Ginfrnco Romnzzi Diprtimento di Scienze Agrrie, Alimentri, ed Amientli Università Politecnic delle Mrche, Ancon E-mil: Giornte SOI 2014 Ancon mggio

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4 Tringolo dell mltti Lorenzini, 2001 Princìpi di Fitoitri

5 Che cos è un induttore di resistenz? Induttore di resistenz è un trttmento in grdo di generre un rispost fisiologic nell pint, che l rende più resistente successivi stress di ntur iotic o iotic Alcuni induttori di resistenz simulno l presenz di un ptogeno o sono nloghi di molecole meditrici di segnli cellulri che ttivno l resistenz

6 Che cos è un induttore di resistenz? Gli induttori di resistenz sono noti nche come elicitori, iostimolnti, promotori delle difese dell pint Gli induttori possono essere di ntur iotic (microrgnismi ntgonisti e non, funghi micorrizici) o iotic (stress di ntur fisic, trttmenti chimici)

7 (priming)

8 Vlld nd Goodmn, 2004 Crop Sci

9 Rhizocteri Trichoderm spp. BTH, INA, SA Necrotizing pthogens, certin elicitors BABA JA ET SA ABA NPR1 IBS1 IBS2 IBS3 Positive interction: SA Priming of JA/ETdependent defences (e.g. PDF 1.2) SA-dependent defences (e.g. PR-1) Priming of SA- (e.g. PR-1) nd of ABA-dependent defences (cllose deposition) JA ET Negtive interction: ABA ISR Botrytis cinere, Alternri rssicicol SAR Hyloperonospor prsitic Fusrium oxysporum BABA-IR Botrytis cinere Hyloperonospor prsitic Plectospherell cucumerin Alternri rssicicol Buonurio et l., 2009 Petri

10 Come possimo indurre resistenz in un pint? Diversi trttmenti fisici, chimici o iologici sono in grdo di indurre resistenz nei tessuti dell ospite: STRESS FISICI: ferite, pottur, cpitozztur, trpinto, rture, strttonmento, rdizioni UV-C, pressione TRATTAMENTI CHIMICI con prodotti generti nell interzione ospite-ptogeno (elicitori endogeni, es. oligosccridi, chitosno, lminrin) o prodotti dl ptogeno (elicitori esogeni, es. proteine, polisccridi) APPLICAZIONE DI MICRORGANISMI (genti di iocontrollo, simionti, funghi micorrizici, microrgnismi ssociti ll pint)

11 Recovery Osler et l., 1993 Plnt Dis Romnzzi nd Murolo, 2008 J Phytopthol

12 Prove di estirpzione controllt Viti infette d Legno nero innestte su Koer 5BB e llevte cordone, estirpte il 26 prile Chrdonny Mort 2007 Mort gosto 2007 Verdicchio Morte gosto 2007 Sngiovese Pint estirpt recovered (utunno 2006) Pint estirpt non recovered (utunno 2006) Pint infett (testimone) Romnzzi e Murolo, 2008 J Phytopthol

13 Lndi e Romnzzi, 2011 JAFC (modertmente resistente) (suscettiile)

14 Elicitore Acienzolr-S-Metile o Benzotidizolo (BTH) TRATTAMENTI CHIMICI Ptogeno trget Chromist Funghi Btteri Virus Fitoplsmi X X X X X Acido β-minoutirrico (BABA) X X X Acido gismonico (JA, MeJA) Acido isonicotinico (INA) X X X Acido slicilico (SA) X X X Cerevisne X X Chitosno X X X X X Estrtti di lieviti X X Fosetyl-Al X X X X Fosfito di potssio X/X X Gluttione + oligosccrine X X Idrolizzti proteici Lminrin X X Prohexdione-C X X X X Ginfrnco Romnzzi Giornte tecniche SOI, Ancon mggio 2014

15 Elicitore Acienzolr-S-Metile o Benzotidizolo (BTH) TRATTAMENTI CHIMICI Ptogeno trget Chromist Funghi Btteri Virus Fitoplsmi X X X X X Acido β-minoutirrico (BABA) X X X Acido gismonico (JA, MeJA) Acido isonicotinico (INA) X X X Acido slicilico (SA) X X X Cerevisne X X Chitosno X/X X/X X/X X/X X/X Estrtti di lieviti X X Fosetyl-Al X X X X Fosfito di potssio X/X X Gluttione + oligosccrine X X Idrolizzti proteici Lminrin X X Prohexdione-C X X Ginfrnco Romnzzi Giornte tecniche SOI, Ancon mggio 2014 Regolmento 563/2014 del X X

16 BTH BTH: Benzo (1,2,3) thidizole-7 crothionic cid S-methyl ester, o cienzolr-s-methyl Anlogo fotostile dell cido slicilico (SA) SA SAR Segnle Attivtore dell resistenz sistemic cquisit (SAR) Segnle SAR BTH Ptogeno EF

17 BTH Trttmenti su prodotti ortofrutticoli Prodotto Mltti Biliogrfi Frgole Muff grigi Romnzzi et l., 2013; Co et l., 2011; Terry nd Joyce, 2000 Uv d tvol Muff grigi Muñoz nd Moret, 2010 Ciliegie Mrciume runo Felizini et l., 2013 Pesche Muff lu Co et l., 2011; Liu et l., 2005 Mele Muff lu, muff grigi Spdro et l., 2004 Pere Muff lu, Alternriosi Co nd Jing, 2006; Co et l., 2005 Pomodori Muff grigi Młolepsz, 2006 Meloni Mrciume cquoso Zhng et l., 2011; Bi et l., 2006; Hung et l., 2000

18 Composto nturle CHITOSANO Derivto dll decetilzione dell chitin Induttore di resistenz Form un film sulle superfici trttte Attività ntimicroic D: Terry nd Joyce, 2004; Butist Bños et l., 2006; Slvdir et l., 2006; Amoré et l., 2008

19 CHITOSANO Attività ntimicroic Fungo Specie infettt Riferimento iliogrfico Botrytis cinere Pomodoro, ptt, peperone, cetriolo, pesc, frgol, uv d tvol, per, mel, grumi Re nd Bdwy, 2012; Bdwy nd Re, 2009; Liu et l., 2007; Xu et l., 2007; Chien nd Chou, 2006; Lir-Sldivr et l., 2006; Elmer nd Reglinski, 2006; Ait Brk et l., 2004; Bdwy et l., 2004; Ben-Shlom et l., 2003; Romnzzi et l., 2002; El Ghouth et l., 2000; 1997; 1992; Du et l., 1997 Rhizopus stolonifer Penicillium spp. Pomodoro, pesc, frgol, ppy Pomodoro, frgol, mel, grumi, per Rmos Grcí et l., 2012; Grcí Rincón et l., 2010; Hernández-Luzrdo et l., 2010; Guerr-Sánchez et l., 2009; Prk et l., 2005; Butist Bños et l., 2004; El Ghouth et l., 1992 Cè et l., 2012; El-Mougy et l., 2012; Xing et l., 2011; Liu et l., 2007; Yu et l., 2007; Chien nd Chou, 2006; Sivkumr et l., 2005; Butist Bños et l., 2004; El Ghouth et l., 2000 Aspergillus spp. Per Cè et l., 2012; Plscenci-Jtome et l., 2003 Alternri spp. Pomodoro, per Sánchez-Domínguez et l., 2011; Meng, et l., 2010 Cldosporium spp. Litchi, frgol Prk et l., 2005; Sivkumr et l., 2005 Colletotrichum spp. Mngo, ppy, nn, uv d tvol, pomodoro Zhid et l., 2012; Ad-All nd Hggr, 2010; Ali et l., 2010; Mqool et l., 2010, 2010; Hewjulige et l., 2009; Muñoz et l., 2009; Ali nd Mhmud, 2008; Jitreert et l., 2007; Win et l., 2007; Sivkumr et l., 2005; Butist Bños et l., 2003 Monilini spp. Mel, pesc, ciliegie Felizini et l., 2013; Yng et l., 2012; 2010 Romnzzi et l., Criticl Reviews in Food Science nd Nutrition

20 Romnzzi et l., Criticl Reviews in Food Science nd Nutrition Frgol CHITOSANO Trttmenti su prodotti ortofrutticoli Prodotto Mltti Trttmento in cmpo Uv d tvol Muff grigi, mrciume cquoso, muff lu, mrciume d Cldosporium Muff grigi, muff lu Trttmento postrccolt Riferimento iliogrfico Romnzzi et l., 2013; 2000; Perdones x x et l., 2012; Vu et l., 2011; Mzro et l., 2008; Hernández-Muñoz et l., 2006; 2008; Vrgs et l., 2006; Prk et l., 2005; Hn et l., 2004; Reddy et l., 2000; Zhng nd Quntick, 1998; El Ghouth et l., 1991, 1992 Felizini et l., 2013; Romnzzi et l., x x 2009; 2007; 2006; 2002; Meng nd Tin, 2010; 2009; Xu et l., 2007 Ciliegie Mrciume runo x x Felizini et l., 2013; Romnzzi et l., 2003; 1999 Mirtillo, lmpone Mel Muff grigi, mrciume cquoso Muff lu, muff grigi x Dun et l., 2011; Hn et l., 2004; Zhng nd Quntick, 1998 Per Muff lu x Yu et l., 2012 x Sho et l., 2012; Yu et l., 2007; De Cpdeville et l., 2002; El Ghouth et l., 2000 Pesc Mrciume runo x Csls et l., 2012; Li nd Yu, 2000 Agrumi Muff lu x x Cháfer et l., 2012; Cnle Rppussi et l., 2009; 2011; Chien nd Chou, 2006; Fornes et l., 2005

21 Indice di McKinney (%) Diffusione (%) Grvità (1-5) PROVE POSTRACCOLTA SU FRAGOLA c cde c c cd c d de c d e c cd cd Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus c c c Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus Muff grigi, mrciume d Rhizopus e muff lu su frgole cv. Cmros che sono stte trttte con induttori di resistenz commercili e sperimentli. I frutti sono stti conservti per 4 giorni 20 ±1 C, 95% to 98% RH Romnzzi et l., 2013 PBT

22 Indice di McKinney (%) Diffusione (%) Grvità (1-5) PROVE POSTRACCOLTA SU FRAGOLE c c c c cd c d c c c c Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus c c c c c c c c c Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus c c c c c c c c c c c Muff grigi Muff lu Mrciume d Rhizopus Muff grigi, mrciume d Rhizopus e muff lu su frgole cv. Cmros che sono stte trttte con induttori di resistenz commercili e sperimentli. I frutti sono stti frigoconservti per 7 giorni 0 ±1 C e poi esposti per 3 giorni shelf-life 20 ±1 C, 95% to 98% RH. Romnzzi et l., 2013 PBT

23 Romnzzi et l., 2013 Phytopthology Trttmenti Prodotto commercile Ditt Principio ttivo Tempo di crenz (gg) Intervllo tr i trttmenti Dose di ppliczione (kg/h o l/h) Registrto per l uso Aliette Byer, D Phosetyl-Al si Kendl Chito Plnt Bion Olivis Testimone non trttto Vlgro, Atess (CH) Chipro, Brem, D Syngent, CH Agrisystem, Lmezi Terme (CZ) *promotore delle difese dell pint Gluttione + oligosccrine su vite si* Chitosno - n.d si* Acienzolr-Smetile (enzotidizolo) Gluttione + oligosccrine no si*

24 Trttmento Trttmento Pinte recovered (%) Anni Somm dei rnghi Aliette Kendl Chito Plnt Bion Olivis Testimone Medi Aliette 65,7 28,6 33,3 20,0 36,9 Kendl 71,4 57,1 58,4 28,6 53,9 Chito Plnt 48,6 31,2 33,3 27,3 35,1 Bion 79,5 53,3 41,7 52,4 56,7 Olivis 74,5 50,0 50,0 28,6 50,8 Testimone 37,5 23,1 8,3 36,8 26,4 Romnzzi et l., 2013 Phytopthology

25 Produzione (Kg/pint) Romnzzi et l., 2013 Phytopthology pinte con sintomi di LN - pinte sintomtiche c c c 3.0 c c c c c c c

26 Come giscono questi induttori di resistenz?

27 Crescit rdile del micelio di colonie fungine su PDA cui sono stti ggiunti induttori di resistenz Felizini et l., 2013 PBT

28 Quli geni sono ssociti i meccnismi di resistenz? CHITOSANO BTH COA Trttmenti postrccolt Anlisi in RT-qPCR dei geni ssociti : Flusso ionico di C 2+ e K + Risposte cellulri i ROS Vi metolic dei fenilpropnoidi Degrdzione dell prete cellulre Proteine PR Lndi et l., 2014 JAFC - poster

29 Le modificzioni fisiologiche indotte confermno un induzione di resistenz nei tessuti dell pint Lndi et l., 2014 JAFC - poster

30 EFFETTI DELL ELICITORE SULLA TIPOLOGIA DI ESPRESSIONE (su 18 geni coinvolti) Similrità di espressione (%) >72% < 38% Lndi et l., 2014 JAFC -poster

31 INTEGRAZIONE DI DIVERSE TIPOLOGIE DI TRATTAMENTO Teori dell ostcolo (hurdle concept) Incidenz 100% 50% 10% 2% 0,4% 50% efficci 80% efficci 80% efficci 80% efficci Lo sviluppo dell mltti si può contenere pplicndo un serie di ostcoli l ptogeno, ognuno dei quli contriuisce per un cert quot ll riduzione dell mltti L dozione di un pproccio integrto può portre d effetti dditivi o sinergici Romnzzi et l., 2012 PBT

32 All luce delle recenti restrizioni normtive, che prevedono l uso di tecniche di difes integrt e di lterntive ll uso di grofrmci (Direttiv sull uso sosteniile dei pesticidi n. 128/2009), prtire dl 1 gennio 2014, gli induttori di resistenz possono essere dei uoni cndidti per implementre l uso di ltri mezzi di lott nell protezione delle pinte

33 L induzione di resistenz è d mpio spettro, h un durt vriile e non sempre l efficci è complet Tle strtegi en si dtt i dettmi dell gricoltur iologic, mirndo principlmente ll prevenzione delle mlttie

34 Università Politecnic delle Mrche Sergio Murolo Luci Lndi Eric Felizini Vleri Mncini Andre Servili Mrill Sntini Alessio Msciulli Ptrizio Federico Muro Piergicomi Gimpolo D Ercole Mrco Penncchioni Frncesco Specchi Alessndro Mrini Mtteo Mscetti Ginluc Del Goo Frncesco Del Re Frncesco Gimmrino Alessndro Del Re Mri Veronic Mrtinelli Chir Michetti Ringrzimenti ASSAM, Regione Mrche Settimio Virgilio, Quintilio Silvestri ASSAM-SFR Mrche Sndro Nrdi, Lucio Flmini SFR Aruzzo Domenico D Ascenzo Aziend Snt Cs di Loreto Pierluigi Biondini Coopertiv Terre Cortesi Moncro Dnilo Copp Aziend Petrelli, Montlto Mrche Petrelli Giulino AMAB Stefno Brtolucci IMC Dvide Pierleoni VINEA Progetti finnziti d MIUR, Fondzione Criveron ed FP7-Euerry Giornte SOI 2014 Ancon mggio