i fitoplasmi della vite

NAZARE PEREIRA,
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FITOPLASMI DELLA VITE, PAG.1
I FITOPLASMI DELLA VITE
Ana Maria Nazaré Pereira
Universitade de Trás-os-Montes e Alto Duro
Departamento de Protecção de Plantas, 5000-911 Vila Real
([email protected])
I FITOPLASMI: che cosa sono?
I fitoplasmi sono parassiti vegetali unicellulari appartenenti alla classe dei Mollicutes. Hanno
forma globulare (sferica) o ellissoidale e presentano polimorfismo a causa dell’assenza della
parete cellulare. Questi parassiti sono presenti nelle cellule floematiche della pianta ospite
(Caudell, 1988; Agrios, 1997).
Molte malattie vegetali di origine sconosciuta che si manifestano con “ingiallimenti”,
“deformazioni” e/o “appassimenti” trasmesse per lo più da insetti, sono state spesso imputate a
virus. Nel 1967, Doi et al (citati da Borges, 1975), osservarono per la prima volta, utilizzando il
microscopio a trasmissione elettronica, corpi polimorfici, di diametro di 80-800 nm, sia nel
preparato di cellule floematiche di numerose piante che presentavano “ingiallimenti” che nei
preparati degli insetti vettori di quelle malattie. Questi organismi vennero denominati MLOs ”organismi simili ai micoplasmi”-, in quanto erano somiglianti ai micoplasmi già identificati quali
agenti patogeni di numerose malattie negli animali e negli uomini. Nel 1994, il “Subcommitee on
the Taxonomy of Mollicutes”, (Avinent e Llácer, 1994), decise di adottare il nome fitoplasma, in
sostituzione di MLOs, per quei parassiti vegetali; si cominciò a lavorare sulla caratterizzazione
molecolare dei fitoplasmi (Davis e Sinclair, 1998). Cousin (1995a) mise in evidenza le differenze
tra i fitoplasmi, i batteri classici, i batteri presenti nei tessuti conduttori e i virus, ovvero tra tutti
quei parassiti vegetali che causano “avvizimenti” e “ingiallimenti” nelle piante.
QUALI SINTOMI CAUSANO?
Il nome dato ai fitoplasmi è associato ai sintomi morfologici che determinano nella pianta ospite.
Cambiamenti della colorazione delle foglie sono frequenti nelle malattie causate dai fitoplasmi.
Nella vite (Vitis vinifera L.) la sintomatologia riguarda principalmente un germogliamento ritardato
seguito da arricciamento fogliare e clorosi (o colorazione rossa delle foglie nei vitigni a bacca
rossa) delle foglie estive.
Tutte le varietà coltivate sono sensibili (in modo diverso) alla flavescenza dorata (FD), il
fitoplasma più diffuso nel mondo (Torrubiano, 1998) la cui sintomatologia caratteristica può
essere osservata in Fig. 1 e Fig. 2 (Caudwell, 1998). In primavera, il germogliamento è ritardato e
le foglie rimangono piccole e dopo l’estate presentano decolorazioni, ripiegamento della lamina
fogliare verso il basso e ispessimento (Fig. 1). Nelle varietà bianche la malattia viene evidenziata
da un colore giallo-oro in punti angolari lungo le nervature principali e talvolta necrotizzano (Fig.
2). Nelle varietà a bacca rossa, si può osservare un arrossamento precoce generalizzato o
settoriale delimitato dalla nervatura principale.
E’ importante non confondere nella vite la sintomatologia della FD con quella causata dal danno
diretto della puntura della cicalina verde (Empoasca vitis Gothe, E. solani Curtis, E. decepiens
Paoli e Jacobiasca lybica Bergevin & Zanon), insetto molto diffuso in Portogallo (Freitas e
Sobrinho, 1999; Amaro, 2001). La fitotossicità di queste punture di suzione del tessuto floematico
determina soprattutto lungo il bordo della lamina fogliare la formazione di chiazze rosse (o gialle
nelle varietà da uva bianca) ben delimitate dalle nervature secondarie, facendo assumere alle
foglie alla fine del periodo vegetativo un aspetto bruciato. L’intensità del danno dipende dalla
differente sensibilità varietale all’insetto. E’ altresì importante non confondere i danni da FD con i
danni causati dal virus dell’arricciamento fogliare (associato al virus 3 - GLRaV-3), il virus più
diffuso nei vigneti portoghesi. In questo caso i sintomi tipici sono oltre alla comparsa precoce di
arrossamenti (o ingiallimenti nelle varietà da uva bianca) e arricciamenti fogliari, che conferiscono
un aspetto pentagonale, anche la presenza lungo le nervature principali di zone di colore verde
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(Fig. 4). Le viti affette da FD hanno germogli che rimangono verdi e di consistenza gommosa con
l’avanzare della stagione, associate con macchie nere. Se i sintomi compaiono prima o durante la
fioritura, tutta l’infiorescenza dissecca. Se i sintomi appaiono verso la fine dell’estate, il peduncolo
secca e gli acini appassiscono e rimangono di consistenza fibrosa. (Caudwell, 1988).
E’ importante notare che la presenza dei fitoplasmi nel vigneto non determina la malattia, poiché
si possono trovare piante con fitoplasmi senza sintomi. L’eziologia della malattia può solo essere
stabilita solo in seguito alla trasmissione del fitoplasma da parte di un insetto vettore o l’innesto
da una pianta malata a una sana.
CHE TIPO DI DANNO CAUSANO I FITOPLASMI?
I fitoplasmi della vite ostruiscono i fasci cribrosi, dato che si moltiplicano nel floema. Di
conseguenza, i prodotti della fotosintesi si accumulano nelle foglie e non riescono a raggiungere i
luoghi dove vengono consumati o immagazzinati (Barrios et al, 1998); si può quindi verificare una
forte diminuzione della produzione e un progressivo declino della pianta, che può morire nel caso
delle varietà più sensibili, nel giro di pochi anni.
Tra tutte le fitoplasmosi conosciute nella vite, la FD (Flavescenza dorata) risulta essere la più
dannosa dal punto di vista economico, poiché è associata al vettore oligofago S. titanus. Questa
cicalina è originaria del Nord America ed è diffusa nel Sud Europa e nei Paesi dell’Est europeo
(Boudon-Padieu, 2000).
COME SONO TRASMESSI?
In natura, i fitoplasmi sono trasmessi da pianta a pianta dagli insetti omotteri della famiglia dei
Cicadellidae (cicaline), ma anche da insetti della famiglia degli Psyllidae (psille) e Fulgoridae.
Attualmente vengono indicati come vettori della FD (Flavecenza dorata) il cicadellide
Scaphoideus titanus Ball (= S. littoralis Ball) (Boudon-Padieu, 2000) e l’insetto Metcalfa pruinosa
(Say), introdotto recentemente in Europa (Guadagnini et al, 2000). L’insetto polifago Hyalisthes
obsoletus Signoret è il vettore di un altro fitoplasma della vite, responsabile della malattia del
“legno nero” -BN (Sforza e Boudon-padieu, 1998; Maixner et al., 2001).
Studi condotti in Francia e riportati da Avinent e Llácer (1994) indicano che S. titanus svolge una
sola generazione all’anno: l’adulto depone le uova nella corteccia e nelle gemme invernali; le
uova schiudono in aprile-maggio, si succedono cinque stadi giovanili (ninfe) che colonizzano
presto le foglie (soprattutto la pagina inferiore); gli adulti muoiono in settembre-ottobre. E’ quindi
in estate che le piante possono essere infettate. I fitoplasmi crescono e si moltiplicano nel canale
alimentare, nell’emolinfa, nelle ghiandole salivari e negli spazi intercellulari degli insetti vettori. Il
periodo in cui il vettore riesce ad acquisire il fitoplasma (ninfe e adulti) è generalmente di molte
ore, normalmente occorrono più di 24 ore; hanno normalmente un periodo di latenza di 10-45
giorni, la cui durata dipende dalla temperatura - più corto con temperature più elevate (Agrios,
1997, Avinent e Llácer, 1994).
Questo periodo di incubazione serve per la moltiplicazione e la distribuzione nel corpo dell’insetto
del fitoplasma, che passa nell’emolinfa e infetta diversi organi e le ghiandole salivari e viene
trasmesso con la saliva alla pianta ospite, quando l’insetto punge una pianta per nutrirsi. L’insetto
rimarrà quindi infettivo per tutta la sua vita. Dopo l’inoculazione da parte del vettore, i sintomi
risultanti dall’azione del fitoplasma nella pianta ospite appariranno solo l’anno successivo
(Rivenez e Bonjotin, 1997), ma il periodo di incubazione potrebbe essere di tre anni (BoudonPadieu, 2000). Secondo Avinent e Llácer (1994) la trasmissione meccanica o con il polline o
ancora con i semi dei fitoplasmi non è stata ancora osservata.
Come tutte le malattie infettive, i fitoplasmi sono trasmessi con l’innesto, anche se la percentuale
di trasmissione è condizionata dal momento in cui viene effettuato l’innesto (Avinent e Llácer,
1994). L’infezione primaria nel vigneto può originare sia dal materiale infetto che dalla
trasmissione da parte degli insetti vettori. La diffusione nel vigneto da vite a vite avviene ad opera
degli insetti vettori. la propagazione a livello regionale può avvenire anche mediante il trasporto di
materiale infetto.
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In Portogallo, la cicalina S. titanus venne identificata per la prima volta nel 2000, in campioni
raccolti nella regioni Entre Douro e Minho - Arcos de Valdevez e do Douro - Vila real (Quartau et
al., 2001). La fig. 5 raffigura un adulto e una ninfa di S. titanus presi nella regione del Douro nel
luglio 2001 (Quinta dePrados, Vila Real). E’ importante evidenziare che molte specie di cicaline
verdi, Empoasca vitis, E. solani, E. decepiens e Jacobiasca lybica che sono molto diffuse nei
vigneti del Portogallo (Freitas e Sobrinho, 1999; Amaro, 2001) non sono vettori dei fitoplasmi nel
vigneto.
COME RICONOSCERE LA MALATTIA?
I lavori di raccolta dati e gli studi di epidemiologia di una malattia riguardano diversi aspetti. La
ricerca di una malattia può essere sufficiente per la misura qualitativa del materiale di
propagazione, ma l’identificazione e la caratterizzazione di un agente patogeno richiede ulteriori
analisi. Quindi, la procedura per la ricerca e l’identificazione delle fitoplasmosi della vite dipende
dall’obiettivo.
I metodi per la ricerca e l’identificazione delle fitoplasmosi della vite sono:
- ricerca attraverso la sintomatologia. L’osservazione in primavera-estate dei sintomi tipici
associati alla cattura dei vettori nel vigneto può dare un’indicazione di una possibile infezione da
parte dei fitoplasmi, ma non è una procedura diagnostica, essendo comunque necessario un test
di laboratorio per un’eventuale conferma. I sintomi normalmente compaiono da uno a tre anni
dopo l’impianto di materiale infetto (Boudo-padieu, 2000).
- ricerca mediante indexing biologico. Consiste nel testare materiale di propagazione utilizzando
varietà sensibili al fitoplasma. Per quanto riguarda la FD (Flavescenza dorata) della vite, le piante
indicatrici più utilizzate sono l’ibrido Baco 22A, ma anche la V. vinifera cv Chardonnay e cv
Aramon. Inoltre, per quanto riguarda la distribuzione irregolare dei fitoplasmi nella vite non è
possibile utilizzare materiale in dormienza per la trasmissione artificiale; deve essere utilizzato
l’innesto dopo maggio, perché durante il riposo vegetativo i fitoplasmi si concentrano nelle radici,
organo della pianta dove i fasci cribrosi mantengono la loro attività (Caudwell e Martelli, 1993;
Avinent e Llácer, 1994).
- ricerca in situ con coloranti. Per esempio il metodo DAPI; DAPI (4,6-diamino-2-fenilindolo)
è un colorante specifico, che colora i batteri nel floema. Questa tecnica non permette però di
distinguere i fitoplasmi dai batteri, che sono possibili agenti di patologie della vite, come la
malattia di Pierce.
- ricerca con l’utilizzo del microscopio a trasmissione elettronica. I fitoplasmi possono essere
osservati in tagli del tessuto floematico infetto e nei preparati di insetti infetti.
- ELISA. Questo tipo di diagnosi è possibile per alcuni fitoplasmi di piante da frutto e di molte
piante ornamentali. L’identificazione dei fitoplasmi con questo metodo può essere fatta sia nelle
piante che negli insetti vettori. E’ stato difficile ottenere materiale purificato sufficiente per la
produzione di buoni anticorpi per i fitoplasmi della vite, a causa della distribuzione irregolare nella
pianta e nel corso del periodo vegetativo e della loro presenza in piccole quantità (BoudonPadieu, 2000). Per la vite non esistono ancora anticorpi in commercio facilmente disponibili
(cataloghi del 2001). Comunque, in Francia si trovano anticorpi specifici per la “Flavescenza
dorata” e per il “marciume nero” e la tecnica ELISA viene usata di routine dai servizi francesi di
protezione delle piante contro i fitoplasmi (Boudon-Padieu, 2000).
- identificazione con PCR-RFLP. La diagnosi basata sull’analisi PCR (reazione della catena della
polimerasi), seguita dalla digestione con enzimi di restrizione (RFLP) è stato il metodo più usato
nell’identificazione molecolare e nella caratterizzazione dei fitoplasmi (Davis e Sinclair, 1998; Lee
et al., 1998), dopo lo sviluppo di primers per l’amplificazione del DNA ribosomale dei fitoplasmi.
QUALI FITOPLASMI SONO ASSOCIATI ALLA VITE?
Per quanto riguarda la vite, la fitoplasmosi economicamente più importante è la “flavescenza
dorata”, essendo l’agente causale e il vettore originario dell’America del Nord e poi diffuso in
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Europa. Boudon-Padieu (2000) hanno evidenziato nell’ultimo convegno del ICVG i seguenti
fitoplasmi della vite:
- FD - “Flavescenza dorata”. Patologia riscontrata in Francia sin dagli anni 50, ma considerata
virale fino al 1986. E’ un fitoplasma classificato nel gruppo EY o 16SrV (gruppo dell’ingiallimento
dell’olmo). Sembra essere diffuso attualmente nel sud della Francia, nel Nord Italia, nella Spagna
del Nord e in Germania. il vettore principale è lo Scaphoideus titanus, ma anche la Metcalfa
pruinosa.
- PGY - “ ingiallimenti della vite del Palatinato”. E’ un fitoplasma del gruppo EY, ma diverso dal
punto di vista molecolare dal fitoplasma della FD. Il vettore è Oncopsis alni. Per ora, questo
fitoplasma sembra interessare solo la regione del Palatinato in Germania.
- BN - “marciume nero” e VK - “vergilbungskrankheit”. Sono fitoplasmi del gruppo Stolbur
(16SrXII) trovati in Francia, Germania, Svizzera, Italia, Ungheria, Croazia e Israele. Non sono
trasmessi da una cicalina, ma dall’insetto Hyalesthes obsoletus (Sforza e Boudon-Padieu, 1998;
Maixner et al., 2001).
- Fitoplasmi del gruppo AY (ingiallimento) trovati nei vigneti in Italia, Slovenia, Croazia e Israele.
- Fitoplasmi del gruppo WX (fitoplasmi X dell’ovest) trovati nei vigneti del Nord Italia, Israele, ma
anche in America (VGYIII - ingiallimenti della vite della Virginia).
- E’ tuttora in fase di caratterizzazione un altro fitoplasma appartenente al gruppo 16SrXII, trovato
in Australia, conosciuto come “ ingiallimento della vite in Australia” (AUSGY).
COME SI COMBATTE LA PATOLOGIA?
Il controllo delle fitoplasmosi nella vite non è facile. Fino ad oggi, sembra che la FD abbia un forte
impatto economico solo in Francia e nel nord Italia, ma la sua presenza e quella dell’insetto
vettore già diffusi in molti altri paesi indica la possibilità di un’ulteriore diffusione. Il lungo periodo
di incubazione della malattia (fino a tre anni) fa sì che sia possibile impiantare un vigneto con
materiale infetto e identificare la malattia solo dopo molti anni. In Francia, INRA e ENTAV stanno
usando la termoterapia immergendo le radici e la parte aerea in acqua a temperatura di 50°C per
45 minuti per controllare la FD e BN (Geoffrion, 1998).
Il monitoraggio dei vivai, osservando la presenza di sintomi spia (e la seguente analisi di
laboratorio per l’eventuale conferma) dovrebbe essere una pratica raccomandata. Le piante
presenti nei vigneti che sono potenziali depositi di fitoplasmi e/o dell’insetto vettore (Maixner et al,
2001) dovrebbero essere monitorate, specialmente nei vivai.
QUAL E’ LA SITUAZIONE IN PORTOGALLO?
I fitoplasmi in Portogallo sono organismi in quarantena. Fino ad oggi, nessun fitoplasma è stato
ancora identificato in Portogallo, ma per quanto ne sappiamo, non sono stati eseguiti test di
laboratorio. Adulti e ninfe di S. titanus, vettore della FD sono stati trovati nel Nord del Portogallo
(nelle regioni Entre-Douro e Minho) nel 2000 e 2001 (Quartau et al, 2001); per questa ragione è
consigliabile valutare se la sua presenza è sporadica o se, viceversa l’insetto si è già inserito
stabilmente. Considerando l’importanza economica della vite in Portogallo, la facilità di
circolazione del materiale vegetativo, il danno potenziale della FD e la presenza del vettore in
Portogallo, consideriamo urgente effettuare un monitoraggio più attento sia del vettore che del
organismo patogeno, completato da test di laboratorio per l’identificazione dei fitoplasmi della
vite.
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Fig. 1 - Clorosi ed arricciamento delle foglie di
Baco 22 A infettata da flavescenza dorata (A.
Caudwell, 1988).
Fig. 2 – Ripiegamento dei lembi
fogliari e necrosi delle nervature
principali in una foglia di Baco 22
A infettata da flavescenza dorata
(A. Caudwell, 1988).
Fig.
3
–
delimitate
Macchie
dalle
secondarie
ben
nervature
risultanti
dalla
fitossicità delle punture da
cicalina
verde,
Empoasca
vitis (A. Caudwell, 1988).
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Fig. 4 – Arricciamento fogliare con viraggio precoce e
mantenimento del colore verde delle nervature principali
come risultato dell’infezione da GLRaV3 (foto di M.
Carvalho, Vila Real,1997).
Fig. 5 - Adulto e ninfa di S. titanus (foto di L. Torres, Vila Real, 2001).
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