Difesa da patogeni trasmessi per seme e da patogeni terricoli nel vivaismo

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1 Difesa da patogeni trasmessi per seme e da patogeni terricoli nel vivaismo Davide Spadaro Università di Torino

2 Patogeni terricoli e trasmessi per seme Fusarium oxysporum ff.spp. Phytophthora capsici, P. fragariae, P. cactorum Pythium sp. Rhizoctonia solani Sclerotinia sclerotiorum Sclerotium rolfsii Verticillium dahliae Ralstonia solanacearum Clavibaster michiganensis

3 Moria dei semenzali Sclerotium, Pythium, Rhizoctonia, Fusarium, Thielaviopsis Terreni freschi e umidi: Pythium Terreni ricchi in sostanza organica: Rhizoctonia In serra su terreni freschi e umidi: Thielaviopsis peperone lattuga

4 Tracheomicosi Fusarium oxysporum f. sp. melonis: 4 razze fisiologiche del patogeno (0, 1, 2 e 1-2) caratterizzate da una crescente virulenza e tutte presenti nel nostro paese. Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici Fusarium oxysporum f.sp. lactucae

5 Tracheofusariosi su ortaggi a foglia Osservati in Italia su lattuga (Lactuca sativa), rucola selvatica (Diplotaxis spp.) e coltivata (Eruca sativa), valerianella (Valerianella olitoria) e recentemente su indivia (Cichorium endivia). indivia lattuga valerianella rucola selvatica e coltivata

6 Pythium spp. su pomodoro

7 Phytophthora capsici e P. nicotianae Patogeni polifagi: peperone, melanzana, pomodoro, cetriolo, zucchino, zucca,melone, fagiolo. Il patogeno sopravvive nel terreno sotto forma di oospore (avvicendamenti di 5-10 anni). Infetta le radici e il colletto (foglie e frutti a contatto con il terreno). Condizioni favorevoli: elevata UR, Temperature C ottimale 28 C.

8 Rhizoctonia solani su portainnesti di solanacee e cucurbitacee innestate

9 Sclerotinia sclerotiorum su melanzana e pomodoro (15-20 C) su cetriolo Su peperone

10 Verticillium dahliae Peperone sano e colpito da Verticillium dahliae

11 Ralstonia solanacearum

12 Cancro batterico: Clavibacter michiganensis Seme Attecchimento innesti ad alti tassi di umidità Schizzi d acqua dei trattamenti Operazioni colturali (innesto, cimatura)

13 Fonti di malattie in vivaio Suoli e substrati infestati Residui vegetali Piante (infestanti) Semi Acqua Aria

14 Dovrebbe essere conservato su superfici pulite, movimentato in ambienti puliti, e posto in contenitori puliti. Suoli e substrati infestati Il terriccio deve essere libero da patogeni. Trattato per abbattere I fitopatogeni o acquistato con la certificazione di assenza di patogeni. Il terriccio può essere sterilizzato in autoclave, in forma, con microonde o al sole.

15 Anche il suolo circostante può essere spostato nei contenitori dal vento, dai piedi dei lavoratori o di animali, da strumenti o macchinari sporchi. Strumenti e tubi possono trasportare suolo infestato da patogeni nel terriccio sterile e devono essere puliti e disinfestati. I contenitori sono spesso posti a terra non separate dal suolo sottostante. Meglio mettere un telo di plastica porosa e coprire con ghiaia grossolana o piccolo sassi. Separazione dal suolo, ma anche dagli schizzi dell acqua di irrigazione.

16 Residui colturali I patogeni hanno spesso stadio dormiente che si sviluppa su residui colturali. Se residui lasciati in vivaio, possono dare origine a stadio infettivo. Piante Le piante (infestanti) attorno al vivaio fungono da serbatoiodi patogeni. Infestanti attorno alle serre.

17 Water Phytophthora e Pythium sono I principali patogeni diffuse per via idrofila in vivaio. Acque superficiali (laghi, stagni, fiumi, ruscelli) contengono Pythium nei sediment. Alcuni anche contengono Phytophthora nel sedimento e nell acqua in certi periodi dell anno. Evitare di pompare sediment nell acqua del Sistema di irrigazione. Se Phytophthora è un problema in vivaio, la fonte d acqua deve essere analizzata per la presenza di oomiceti. Soprattutto se l acqua è riutilizzata nel vivaio.

18 Sanitazione Good Hygienic Practice I banconi devono scolare bene ed essere tenuti puliti da regolare pulizia con detergent e candeggina. In serra, i camminamenti, le pareti e I tetti devono essere tenuti puliti mediante lavaggio con acquaad alta pressione ogni 3 mesi. Vaschette pulite per sanitizzare gli stivali degli operatori.

19 Disinfestazione chimica situazione normativa europea (Reg. EC No 1107/2007) Cloropicrina Metam Na/K (MITC) Dazomet (MITC) Stato Non autorizzato APPROVAT O APPROVATO Scadenza di approvazione Nuove richieste 30/06/ /05/2021 Fumiganti Ammesso il dimetil disolfuro (DMDS) Note/ Specifiche applicazioni Usi in deroga 120-giorni (UK, IT) Limitazioni a partire dal 1 gennaio trattamento ogni tre anni sullo stesso terreno Serra fino a 1200 litri/ha Manichette + copertura film plastico

20 FINAL REPORT EIP-AGRI FOCUS GROUP ON SOIL-BORNE DISEASES

21 Microbioma : suoli e substrati repressivi Microbioma della rizosfera Il fitobioma

22 RCI RCN RBI RBN

23 ACI ACN ABI ABN

24 Lotta ai patogeni tellurici: un insieme di strategie Cultivar resistenti e innesto Impiego di seme sano o risanato Biofumigazione Microrganismi antagonisti Terreni repressive e ammendanti Disinfestazione fisica del terreno (solarizzazione e impiego del vapore) Solarizzazione Uso sostenibile dei fumiganti Impiego di sistemi di lotta basati sull utilizzo di strategie integrate (Nuovo Regolamento CE 1107/2009 (ha abrogato la direttiva 91/414/CEE).

25 Cultivar resistenti Vantaggi: La scelta più valida sotto il profilo tecnico ed economico. Facilità di impiego in IPM. Facilità di trasferimento presso le aziende produttive. Svantaggi: Mutabilità del mercato (mediamente una cv sul mercato 3 anni). Cultivar resistenti non sempre premiate dal mercato. Resistenza nei confronti di un limitato numero di parassiti. Fusarium oxysporum: comparsa di razze fisiologiche. Resistenza genetica: oramai quasi tutti gli ibridi in commercio possiedono i geni Fom-1 e Fom-2 in grado di conferire resistenza verso le razze 0, 1 e 2 ma sono suscettibili alla razza 1-2.

26 Innesto In Europa nel 2009: Spagna (129 milioni di piante innestate) seguita da Italia (47 milioni) e Francia (28 milioni). Oggi in Italia: 59 milioni di piante innestate. Prova di valutazione della suscettibilità di ibridi e portainnesti di peperone a diversi isolati di Phytophthora capsici.

27 Disinfestazione fisica: il vapore Esperienze d impiego di un generatore di vapore semovente nei confronti di patogeni tellurici in coltivazioni di lattuga. Prototipo di generatore di vapore semovente operante mediante una piastra provvista di iniettori erogatori di vapore alla profondità di 18 cm.

28 Solarizzazione Serra chiusa per almeno quattro settimane Le temperature all interno della copertura potrebbero raggiungere i C: occorre, pertanto, porre attenzione nell asportare eventuali oggetti in plastica che potrebbero essere danneggiati da tali temperature.

29 Biofumigazione Brassicacee selezionate (Brassica carinata, B. juncea ) impiegate come intercalari e applicate come sovescio oppure in vivaio come sfarinati o pellet ottenuti a partire da queste piante (Brassica carinata). Sfarinati Pellet

30 Ammendanti Repressività chimico-fisica, legata a specifiche caratteristiche del suolo o del substrato, quali il ph; microbiologica, legata alla presenza di una microflora antagonista in grado di contenere i patogeni Compost Biochar Il biochar è un prodotto carbonifero stabile derivante dal trattamento di pirolisi ( C in assenza di ossigeno) di sottoprodotti, rifiuti o biomasse di origine vegetale e/o animale con applicazioni in agricoltura sostenibile e conservativa.

31 Lotta biologica Il valore del mercato globale dei bioagrofarmaci dovrebbe raggiungere $4.556 milioni nel 2019, ad un tasso di crescita del 15,3% dal 2014 al La Direttiva europea sull uso sostenibile degli agrofarmaci (2009/128/EC) dovrebbe stimolre il mercato dei bioagrofarmaci. Sclerozio di S. sclerotiorum parassitizzato da C. minitans Streptomyces griseoviridis

32 Malattie trasmesse per seme Semi e materiali di propagazione sono responsabili della ricomparsa di malattie o dell introduzione di malattie in nuove aree geografiche. Peronospora belbahrii su basilico 1933: Uganda 2001: Svizzera 2003: Italy (2013: oltre 50% perdite) 2004: Belgio e Francia 2006: Malta 2007: Florida, Camerun e Iran 2008: Argentina 2009: Illinois e altri Stati USA 2010: Taiwan, Cuba 2011: Israele, Ungheria 2013: Ontario (Canada) 2014: Cipro

33 Gestione delle malattie trasmesse per seme Monitoraggio Prevenzione Lotta Scelta dell area di coltivazione (esclusione, isolamento produzione da seme, aree con bassa UR o estate secche) Buone pratiche agricole (irrigazione e fertilizzazione) Raccolta (prima della piena maturità) Monitoraggio del processo di essiccazione

34 Gestione delle malattie trasmesse per seme Monitoraggio Prevenzione Lotta 1) Rilevare patogeni da quarantena (tolleranza zero) 2) Quantificare patogeni che influenzano la qualità del seme 3) Valutare l efficacia di trattamenti di concia

35 Le tecniche: Mezzi diagnostici 1.Piante inicatrici: inoculazione con campione estratto da seme o crescita dei semi 2.Piastratura diretta o indiretta se mezzi semiselettivi, 3.Serologia, 4.PCR, 5.Citometria di flusso Carta assorbente Saggi in vivo perlite Saggi in vitro Agar PDA

36 Dove va la diagnostica su seme? Real time (qpcr) Diagnostica di campo (LAMP) Analisi multiplex (microarray) Integrazione con IT (LOC)

37 Gestione delle malattie trasmesse per seme Monitoraggio Prevenzione Lotta

38 TRATTAMENTI FISICI Molto diffusi. Possono essere molto efficaci. Meccanici (selezione, spazzolatura), Termici (calore solare, acqua calda, vapore aerato, aria calda), Ultrasuoni, Radiazioni: microonde, infrarosso, luce pulsate, UV-C, ossidoriduzione (plasma freddo e elettroni).

39 Termoterapia La finestra tra inattivazione del patogeno e danno al seme è spesso ristretta. Controllo preciso di intensità e durata del trattamento. Sensibilità dipende da specie, cv, lotto. Si raccomanda pre-test per determinare t e T ottimali. Acqua calda T dell acqua deve essere costate e uniforme. Preimmersione dei semi in acqua fredda per favorire il trasferimento del calore (non molto praticata). Successiva essiccazione per evitare la ricolonizzazione della spermosfera sterile da parte dei patogeni.

40 Vapore aerato Seme meno idratato dopo il trattamento (non necessaria successive essiccazione), Tasso di germinazione meno ridotto rispetto all acqua calda. Aria calda secca trattamento più lungo temperature meno dannose per semi e patogeni può richiedere reidratazione per eliminare o ridurre contaminazione batterica

41 Radiazione UV-C Lunghezza d onda: nm Tempo: minuti Danno fotochimico al DNA di virus e microrganismi Senza danni ai semi. A basso dosaggio può indurre resistenza nelle piante. Trattamento di semi di cavolo con 3.6 kj m -2 UV-C reduce marciume nero causato da Xanthomonas campestris pv. campestris.

42 Plasma Stata altamente energetico della materia, compost da atomi eccitati e molecule, gas ionizzati, radicali ed elettroni liberi. E-dressing fascio elettronico a bassa energia gli elettroni penetrano episperma + perisperma, trasferendo l energia ai microrganismi colonizzatori endosperma ed embrione non attraversatidalla radiazione

43 Prodotti naturali Composti inorganici: Rame Acidi organici Prodotti animali: chitosano Prodotti veegtali: composti organici volatili, glucosinolati, estratti vegetali, oli essenziali. Satureja montana

44 Chitosano Origine animale: polimero con proprietà antifungine e protettive sulle piante. 1. Attiva meccanismi di resistenza contro patogeni (PRP, fitoalessine, deposito di lignina) 2. Crea una barriera semi-permeabile. 3. Effetto sulla microflora della spermosfera: aumenta repressività, microrganismi chitinolitici

45 Acidi organici Acido lattico e acido acetico sono usati ma non registrati come agrofarmaci Trattamento con acido acetico o aceto: economico. Il trattamento di semi di carota con aceto è efficacy contro Altenaria dauci.

46 Oli essenziali DITRIBUZIONE Presente in circa 50 famiglie botaniche (Lamiacee, Asteracee, Rutacee) LOCALIZZAZIONE Fiori, foglie, radici, legno, rizoma, frutti, corteccia, semi Timo Origano Santoreggia Maggiorana Chiodi di garofano Noce moscata Cannella Anice Cumino

47 Induzione di resistenza Elicitori: possono indurre resistenza a stress biotici (patogeni). Azione sistemica (SAR) Ampio spettro di attività: virus, batteri e funghi Effetto contro patogeni radicali, terricoli e aerie Effetto di lunga durata Basso rischio ecotossicologico Limiti: 1-7 giorni prima che la resistenza si attivi Basso livello di protezione medio Può essere fitotossica

48 Elicitori di resistenza indotta Prolina Chitosano Metil jasmonato (patogeni terricoli, aerei o da seme) β-aminobutyric acid (BABA), rilevato in radici di pomodoro k-carragenano (estratto da alghe rosse) Oligogalatturonidi Lipopolisaccaridi batterici Estratti grezzi batterici o vegetali Assenza di prodotti commerciali

49 Lotta biologica Isolamento Brevetto Selezione Efficaciy Meccanismo di azione Caratterizzazione molecolare Produzione Stabilizzazione e formulazione Studi tossicologici Brevetto Registrazione

50 Lotta biologica Interazioni tritrofiche/quadritrofiche Antagonista Microflora epifitica ed endofitica Seme Patogeno

51 Lotta biologica Ampelomyces quisqualis Trichoderma asperellum Aureobasidium pullulans T. atroviride Bacillus amyloliquefaciens T. gamsii Bacillus firmus T. harzianum Bacillus pumilus T. polysporum Bacillus subtilis Gliocladium catenulatum Pseudomonas chlororaphis Candida oleophila Coniothyrium minitans Pythium oligandrum Verticillium albo-atrum Streptomyces lydicus

52 Integrazione Cultivar resistenti e innesto Impiego di seme sano o risanato Biofumigazione Microrganismi antagonisti Terreni repressivi e ammendanti Disinfestazione fisica del terreno (solarizzazione e impiego del vapore) Solarizzazione Uso sostenibile dei fumiganti Non è sufficiente un intervento singolo per eliminare i patogeni terricoli o trasmessi per seme. Deve essere implementato un approccio multiplo, a livello crscente di protezione.

53 Ringraziamenti Angelo Garibaldi Maria Lodovica Gullino Giovanna Gilardi Rob Meijer Martin Koller Yüksel Tüzel Joelle Herforth-Rahmé Jan van der Wolf