Appunti di Patologia Vegetale per Scienze Farmaceutiche Applicate

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE FARMACEUTICHE APPLICATE

Curriculum SCIENZE ERBORISTICHE E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

ANNO ACCADEMICO 2024/2025 Appunti di Patologia Vegetale - Prof.ssa A. Pane

Cosa è la PATOLOGIA VEGETALE?

La Patologia vegetale è la scienza che studia le malattie delle piante. In particolare studia: · le cause delle malattie (organismi e fattori ambientali fitopatogeni); . i meccanismi attraverso i quali questi agenti inducono la malattia (meccanismi della patogenesi); · l'interazioni tra patogeno e pianta ospite; · l'epidemiologia; · le strategie per prevenire e controllare le malattie o ridurne i danni (metodi di lotta). In definitiva la patologia vegetale ha l'obiettivo di ridurre le perdite di produzione e di migliorare la qualità dei prodotti agricoli riducendo al minimo i rischi per l'ambiente.

Concetto di MALATTIA

UNA PIANTA E' SANA QUANDO SVOLGE LE SUE FUNZIONI FISIOLOGICHE (divisione cellulare, differenziamento, sviluppo, assorbimento dell'acqua e delle sostanze nutrienti, trasporto, fotosintesi, metabolismo, riproduzione, svernamento ... ) ESPRIMENDO AL MASSIMO IL SUO POTENZIALE.GENETICO (patrimonio genetico contenuto nei geni della pianta).

Cos'è la malattia (o fitopatia)?

Qualsiasi squilibrio causato dalla continua irritazione da parte di un patogeno (biotico o abiotico) che interferisca con il normale funzionamento di una pianta (l'assorbimento, la sintesi e la traslocazione o l'utilizzazione dei nutrienti e di acqua nella pianta). Questo squilibrio determinerà una riduzione o perdita della produzione. La pianta affetta subirà un cambiamento di aspetto (sintomi) e/o una diminuzione del prodotto rispetto alla pianta sana. La pianta malata non sarà in grado di produrre al massimo del suo potenziale genetico.

Cosa sono i sintomi ed i segni?

Sintomi: le reazioni o alterazioni esterne o interne di una pianta come risultato di una malattia. Segni: il patogeno o parti e prodotti di essi presenti su una pianta ospite.

LE CAUSE DI MALATTIA

Le malattie delle piante possono essere infettive e non infettive. Le malattie infettive sono causate da agenti biotici, quelle non infettive sono causate da agenti abiotici. In entrambi i casi si parla di patogeni.

Fattori o agenti biotici: organismi fitopatogeni (funghi, virus, viroidi, batteri, fitoplasmi, piante fanerogame parassite; raramente anche protozoi e alghe) e abiotici (agenti atmosferici: vento, grandine, neve, fulmini; stress termici; condizioni anormali di illuminazione; stress idrici; squilibri nutrizionali: carenze o eccessi; inquinanti fitotossici; ferite).

Principali agenti abiotici delle malattie:

• Valori estremi di temperatura o di umidità del suolo;
• Mancanza o eccesso di luce o di ossigeno;
• Acidità o Alcalinità (pH);
• Carenze nutrizionali;
• Pratiche colturali;
• Inquinanti;
• Tossicità degli agrofarmaci

CLASSIFICAZIONE DELLE MALATTIE DELLE PIANTE

Le malattie delle piante possono essere classificate in base a diversi criteri. Di seguito sono elencati i principali:

• infettive o non infettive (criterio basato sull'infettività della malattia)
• localizzate o sistemiche (criterio basato sulla distribuzione della malattia nella pianta)
• in base ai sintomi (manifestazioni macroscopiche interne o esterne di una malattia: giallumi, cancri, antracnosi ecc.)
• in base al tipo di patogeno (cioè alla sua posizione sistematica: fungo, batterio, virus ecc.)
• in base all'organo colpito (fusto, foglie, radici.)
• in base al meccanismo di patogenesi (meccanismi messi in atto dai patogeni per causare la malattia; utili per studi fisiopatologici).

PARASSITA: organismo che vive a spese di un altro traendone nutrimento SAPROFITA: ottiene nutrienti da materia organica morta.

PATOGENO: ogni fattore (biotico o abiotico) che disturbi la pianta nelle sue funzioni fisiologiche che sia causa di malattia. Non tutti i patogeni sono parassiti delle piante (es. agenti di fumaggini).

PATOGENICITA': capacità del parassita di interferire con una o piu' funzioni essenziali della pianta causando la malattia.

VIRULENZA o AGGRESSIVITA': il grado di patogenicità di un determinato patogeno.

BIOTROFI: parassiti obbligati; organismi che possono vivere e riprodursi solo su un altro organismo vivente. Caratteristiche: hanno una gamma ristretta di ospiti; non sono saprofiti; attaccano tessuti sani in qualsiasi stadio di crescita; uccidono l'ospite lentamente; penetrano nei tessuti della pianta ospite per via diretta o attraverso le aperture naturali. Organo che caratterizza i biotrofi fungini, ma che non si produce nei fitoplasmi e nei virus: austorio (ifa modificata, organo di nutrizione, che aderisce alla membrana plasmatica della cellula della pianta ospite senza perforarla e dalla quale riceve i nutrienti per flusso osmotico) Esempi: Fitoplasmosi, Virosi, Oidi, Peronospore, Ruggini.

NECROTROFI: organismi che si nutrono di tessuti morti. Caratteristiche: parassiti facoltativi o saprofiti facoltativi, hanno un'ampia gamma di ospiti; possono crescere come saprofiti; attaccano tessuti giovani, deboli o senescenti; uccidono la cellula ospite rapidamente producendo tossine o enzimi; penetrano attraverso ferite o aperture naturali. Esempi: Antracnosi, Cancri, Marciumi dei frutti, Macchie fogliari e disseccamenti, Marciumi radicali, Malattie vascolari.

SINTOMATOLOGIA

Per Sintomatologia intendiamo lo studio dei sintomi, ovvero di ogni manifestazione macroscopica della malattia indotta dall'agente patogeno sulla pianta ospite.

• MODIFICAZIONI CROMATICHE Clorosi Argentatura Maculature Imbrunimenti
• NECROSI ED ALTERAZIONI DEGENERATIVE Antracnosi Cancri Marciumi Avvizzimento Gommosi MODIFICAZIONI DI FORMA E DIMENSIONI

Anomalie di sviluppo fogliare Fasciazioni Nanismo

CLOROSI

Ingiallimento di tessuti normalmente verdi dovuto alla distruzione o alla mancata sintesi di clorofilla. La clorosi può manifestarsi a mosaico, a variegature, con striature nervali o internervali, con macchie anulari.

ARGENTATURA

Colorazione argentea assunta dai tessuti fogliari dovuta alla infiltrazione di aria tra epidermide e tessuti parenchimatici sottostanti.

ARROSSAMENTO

Assunzione di una colorazione rossastra dei tessuti colpiti dovuta alla secrezione di pigmenti antociani.

IMBRUNIMENTO

Assunzione di una colorazione scura dei tessuti colpiti dovuta a fenomeni di ossidazione delle cellule e comparsa di pigmenti scuri (melanine).

ANTRACNOSI

Comparsa sulla superficie degli organi colpiti di macchie scure infossate a causa del collasso dei tessuti profondi.

CANCRO

Fenomeno causato dalla crescita attorno ai tessuti lesionati o necrotizzati, di spessi cuscinetti di tessuto cicatriziale a loro volta soggetti a processi necrotici e di cicatrizzazione secondaria.

MARCIUMI

Si verificano quando la morte cellulare è preceduta dal disfacimento delle pareti cellulari distinguendosi in marciume secco o mummificazione (asciutto e compatto), marciume mollo o cancrena (molli e acquosi) e carie (asciutti e friabili).

AVVIZZIMENTO

Sintomo associato a carenza o perdita d'acqua con conseguente morte dei tessuti preceduta da appassimento.

GOMMOSI

Emissione di essudati gommosi e mucillagini dovuta a degenerazione interna delle cellule.

ANOMALIE DI SVILUPPO FOGLIARE

Sintomi che si presentano sulle foglie con fenomeni di arricciamento, arrotolamento e bollosità del lembo fogliare.

FASCIAZIONE

Sintomo che si manifesta con rami o steli saldati lateralmente in strutture nastriformi.

NANISMO

Deficienze di sviluppo dell'intera pianta o di suoi organi con alterazioni della simmetria e del portamento

PRINCIPALI MECCANISMI DI PATOGENESI

I patogeni infettano le piante per mantenere la propria "nicchia ecologica" e ottenere il nutrimento necessario alla loro crescita, al loro sviluppo e riproduzione. In base al tipo di patogeno, all'organo e al tessuto della pianta infettati, i patogeni interferiscono con le diverse funzioni fisiologiche della pianta ospite determinando lo sviluppo dei sintomi. In particolare, gli effetti dei patogeni sono riassunti di seguito:

• indebolimento della pianta ospite per continuo assorbimento di nutrienti dai tessuti colpiti;
• disturbo del metabolismo dell'ospite (mediante tossine, enzimi, sostanze ormonali);
• blocco del trasporto (acqua, sali minerali, fotosintetati);
• distruzione del contenuto delle cellule delle cellule della pianta ospite per contatto diretto.

CLASSIFICAZIONE DELLE MALATTIE IN BASE L CRITERIO FISIOPATOLOGICO (Baldacci 1960)

Cioè in base ai meccanismi o fattori di aggressione che i patogeni attivano per causare la malattia.

Malattie epifitiche

Crescita del fungo sulla superficie dei tessuti verdi, a spese di sostanze zuccherine. Sintomatologia. Presenza di micelio sulle superfici colonizzate. Esempi: "Fumaggini" causate ad es. da funghi dei generi Alternaria e Capnodium.

Malattie trofiche

Sviluppo intercellulare (o superficiale cioè localizzazione extra-matricale: oidi) del micelio che si nutre a spese di cellule vive mediante austori che stabiliscono un rapporto trofico, cioè di nutrimento, grazie al fatto che gli austori (ife modificate, organi di nutrizione) non perforano la parete cellulare, ma sono avvolti dalla membrana plasmatica delle cellule epidermiche e traggono nutrimento attraverso il flusso osmotico). Sintomatologia. Presenza sull'organo verde interessato di aree inizialmente translucide, che in seguito necrotizzano. Esempi: "Peronospore", "oidii", "ruggini", fanerogame parassite.

Malattie Necrotiche o necrotossiche

Crescita intracellulare del micelio e/o produzione di tossine con danni alla permeabilità di membrana. Sintomatologia. Rapida necrosi dei tessuti colonizzati: formazione di cancri sugli organi legnosi. Esempi: "Ticchiolature", macchie fogliari, "antracnosi"

Malattie vascolari o del ricambio idrico

Occlusione dei tessuti vascolari da parte del micelio e/o da gomme e tille prodotte dalla pianta per difesa. Sintomatologia. appassimento e successivo avvizzimento delle foglie, a partire dall'apice vegetativo. Esempi: "Tracheofusariosi", "tracheverticilliosi", "grafiosi" dell'olmo, "mal secco" degli agrumi.

Malattie litiche

Degradazione enzimatica delle lamelle mediane e delle pareti, con lisi cellulare. Sintomatologia. Rammollimento dei tessuti, marciumi. Esempi: "Muffa grigia", "marciume del frutto" di drupacee e pomacee, marciumi molli.

Malattie ipnochereutiche

Degradazione enzimatica della cellulosa o della lignina. Sintomatologia. "Carie" del tronco o di grosse branche in piante arboree. Esempi: "Carie" del legno.

Malattie auxoniche o dello sviluppo

Produzione di sostanze di tipo ormonico (es. IAA, IBA, etilene) che squilibrano il bilancio naturale. Sintomatologia. Alterazioni della crescita, displasie (iperplasie e ipertrofie) e disordini vegetativi. Esempi: "Tumori", "scopazzi", "bolla", "fasciazione"

DIAGNOSI DI UNA MALATTIA

La diagnosi è la ricerca della causa o delle cause di una malattia. In generale, per porre la diagnosi è necessario innanzitutto determinare se la malattia è causata da un patogeno biotico o da un patogeno abiotico. Nel caso in cui siano presenti i sintomi tipici di una malattia o quando si possono osservare i segni del patogeno, è abbastanza semplice, per una persona esperta, non solo rispondere a questa prima domanda, ma anche indicare l'agente causale della malattia. Spesso anche il confronto con testi specifici può consentire di porre la diagnosi. Per effettuare la diagnosi si deve tener conto del ciclo della malattia e del triangolo della malattia. La malattia si origina dall'interazione di tre elementi: la pianta, il patogeno e l'ambiente. La quantità di malattia corrisponde all'area del triangolo. Per porre la diagnosi si prendono in considerazione una serie di parametri che riguardano gli elementi della malattia.