Atti del Convegno / Abstract Book VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Bologna, 17-19 Giugno / June, 2013 A cura di / Edited by Assunta Bertaccini Struttura Ospitante / Host University Alma Mater Studiorum - Università di Bologna Scuola di Agraria e Medicina veterinaria Vicepresidenza di Agraria www.agrariaveterinaria.unibo.it Partners IPWG International Phytoplasmologist Working Group www.ipwgnet.org SIPaV Società Italiana di Patologia Vegetale www.sipav.org SIROE Società Italiana per la Ricerca sugli Oli Essenziali www.siroe.it L'ORTOFRUTTICOLA Albenga www.ortofrutticola.it ADAMO CANEL S.A.S. Col San Martino - TV www.canel.it Comitato Scientifico / Scientific Committee Alberto Alma Marina Barba Assunta Bertaccini Piero Attilio Bianco Maurizio Conti Caio Bruno Faraglia Ruggero Osler Gianfranco Romanazzi Comitato Organizzatore / Organizing Committee Maria Grazia Bellardi Assunta Bertaccini Enrico Biondi Lisa Cavicchi Nicoletta Contaldo Carla Lucchese Paola Minardi Samanta Paltrinieri Juan Fernando Mejia Stefano Ardizzi Alma Mater Studiorum - Università di Bologna Scuola di Agraria e Medicina veterinaria Vicepresidenza di Agraria Viale G. Fanin 46, 40127 - Bologna, Italy Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Presentazione Facendo seguito agli ormai tradizionali appuntamenti iniziati ad Udine quasi vent’anni fa, il gruppo di studio sulle fitoplasmosi delle piante ha organizzato presso l’Università di Bologna il "VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi" con lo scopo di aggiornare la comunità scientifica e gli operatori del settore sui vari aspetti delle problematiche legate a queste importanti malattie. Viene presentata come introduzione al convegno la coltivazione dei fitoplasmi in substrato axenico che potrà aprire la strada a ricerche nuove e più focalizzate in questo importante settore fitopatologico. Sono pervenute 36 comunicazioni che coprono i diversi aspetti del settore: nuove malattie e malattie da quarantena, trasmissione ed insetti vettori, interazione con gli ospiti, epidemiologia, controllo e diagnostica. Le tre giornate di lavori si concluderanno con una tavola rotonda che verterà sul tema “Fitoplasmi e territorio: diffusione, diagnosi e sistemi innovativi di controllo”. Presentation Following the traditional meetings started in Udine almost twenty years ago the phytoplasmology group is organizing at Bologna University, the “VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases” in order to update the scientific community and the stakeholders on the different aspect of phytoplasma and phytoplasma associated diseases. The introduction will present the axenic cultivation of phytoplasmas that could open new research avenues leading to eventually increase the knowledge in this relevant plant pathology field. The different aspects of the phytoplasma research such as new diseases and quarantine diseases, transmission and insect vectors, phytoplasmahost interactions, epidemiology, control and diagnostic are covered by 36 communications. The three days meeting will end with a round table about “Phytoplasma and environment: diffusion, diagnostic and innovative management systems”. 5 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Indice / Index RELAZIONE INTRODUTTIVA INVITED PRESENTATION Contaldo N., A. Bertaccini, S. Paltrinieri, D. Windsor, H. Windsor Cultivation of several phytoplasmas from a micropropagated plant collection / Coltivazione di fitoplasmi in substrato axenico utilizzando ceppi mantenuti in collezione mediante micropropagazione ............................................................pag. 13 NUOVE MALATTIE E MALATTIE DA QUARANTENA NEW AND QUARANTINE PHYTOPLASMA DISEASES Casati P., Y. Abou-Jawdah, A. Cominetti, F. Quaglino, E. Choueiri, M. Molino Lova, R. Tedeschi, S. Prati, L. Picciau, A. Alma, P.A. Bianco Identificazione molecolare di ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in piante spontanee presenti in frutteti del Libano / Molecular identification of ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in spontaneous plants in fruit orchards in Lebanon ..........................pag. 21 Paltrinieri S., M. Piergiacomi, N. Contaldo, F.R. De Salvador, A. Bertaccini Indagine sulla presenza di fitoplasmi in Actinidia spp. in Italia centrosettentrionale / Survey to verify phytoplasmas presence in Actinidia spp. in North-Central Italy ..........................................................................................pag. 25 Ermacora P., F. Ferrini, M. Martini, F. Pavan, A. Loschi, N. Loi, S. Moruzzi, R. Osler Caratterizzazione biologica e molecolare di un fitoplasma associato alla fillodia della cicoria nel nord-est dell’Italia / Biological and molecular characterization of a phytoplasma associated with chicory phyllody in North-East Italy ......................pag. 29 Gentili A., L. Ferretti, E. Costantini, A. Zoina, L. Cozzolino, P. Spigno, G. Pasquini Rilevamento di flavescenza dorata ceppo FD-D in areali viticoli dell’isola di Ischia / Identification of “flavescence dorée” strain FD-D in viticultural areas of Ischia island (Campania, Italy) .............................................................................................pag. 33 Contaldo N., A. Bertaccini, G. Bozzano, G. Parrella, L. Cavicchi, M.G. Bellardi Infezione da “stolbur” e virus dell’avvizzimento maculato del pomodoro (TSWV) in Lupinus polyphyllus / Mixed infection by “stolbur” phytoplasmas and tomato spotted wilt virus (TSWV) in Lupinus polyphyllus .........................................................pag. 37 Spallino R.E., S. Rizza, C. Marzachì, M. Tessitori Scopazzi della ginestra in Sicilia / Spartium witches’ broom in Sicily ...............pag. 41 7 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Bertaccini A., J.F. Mejia, S. Paltrinieri, N. Contaldo, G. Granata Grave deperimento in kentia associato alla presenza di fitoplasmi / A severe kentia decline associated with phytoplasma presence ..................................................pag. 45 Marcone C., E. Seemüller Diffusa presenza di scopazzi del melo in impianti familiari in Val d’Agri, Basilicata / Widespread occurrence of apple proliferation in low-intensity orchards in Agri valley, Basilicata (Italy) ................................................................................................pag. 49 Quaglino F., P. Casati, Y. Abou-Jawdah, E. Choueiri, M. Molino-Lova, R. Tedeschi, A. Alma, P.A. Bianco Elevata omogeneità genetica in popolazioni di fitoplasmi associati agli scopazzi del mandorlo in Libano / High genetic homogeneity among almond witches’ broom phytoplasma populations in Lebanon .................................................................pag. 53 Salem N.M., F. Quaglino, A. Abdeen, P. Casati, D. Bulgari, A. Alma, P.A. Bianco Prima segnalazione di ‘Candidatus Phytoplasma solani’ associato a legno nero della vite in Giordania / First report of ‘Candidatus Phytoplasma solani’ associated with grapevine “bois noir” disease in Jordan ...........................................................pag. 57 Costantini E., L. Ferretti, A. Gentili, F. Punelli, G. Pasquini Identificazione di fitoplasmi appartenenti al gruppo 16SrIX-C in piante di Argyranthemum frutescens / Identification of 16SrIX-C phytoplasmas in Argyranthemum frutescens L. ............................................................................pag. 61 TRASMISSIONE DI FITOPLASMI ED INSETTI VETTORI PHYTOPLASMA TRANSMISSION AND INSECT VECTORS Conti M. Fitoplasmi e trasmissione per seme / Phytoplasmas and seed transmission .........pag. 67 Mori N., F. Pavan, N. Contaldo, S. Paltrinieri, A. Bertaccini Indagini epidemiologiche su ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ in colza / ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ epidemiology in oil seed rape ...........................................pag. 71 Monti M., M. Martini, R. Tedeschi Diagnosi e quantificazione specifiche di ‘Candidatus Phytoplasma mali’ in insetto mediante EvaGreen “real-time” PCR / Specific detection and quantification of ‘Candidatus Phytoplasma mali’ in insect by EvaGreen real-time PCR .................pag. 75 8 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Tedeschi R., L. Picciau, F. Quaglino, P. Casati, M. Molino-Lova, Y. Abou-Jawdah, P.A. Bianco, A. Alma Indagini preliminari su insetti vettori di ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in Libano / Preliminary survey on potential insect vectors of ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in Lebanon .....................................................................................pag. 79 Forte V. , E. Bortolamai, L. Filippin, E. Angelini, N. Mori Emitteri Auchenorrincha presenti in Ailanthus altissima infetto dal fitoplasma della flavescenza dorata della vite / Auchenorrhyncha fauna living on Ailanthus altissima infected by grapevine “flavescence dorée” phytoplasma ...................................pag. 83 Mori N., V. Forte, P. Collodel, E. Angelini Sopravvivenza dei diversi stadi di sviluppo di Scaphoideus titanus su Ailanthus altissima / Scaphoideus titanus survival on Ailanthus altissima .........................pag. 87 Rizza S., V. D’Urso, C. Marzachì, M. Tessitori Osbornellus horvathi potenziale vettore di fitoplasmi del gruppo 16SrIX / Osbornellus horvathi potential vector of 16SrIX phytoplasmas .............................................pag. 91 INTERAZIONE FITOPLASMA ED OSPITI INTERACTION AMONG PHYTOPLASMAS AND HOSTS Pacifico D., L. Galetto, S. Abbà, S. Bertin, S. Palmano, M. Rashidi, D. Bosco, G. Firrao, C. Marzachì Risultati preliminari dell’espressione genica del fitoplasma del giallume della margherita nella pianta e nell’insetto vettore / Preliminary results on gene expression of chrysanthemum yellows phytoplasma in plant and insect vector ...................pag. 97 Miotti L., R. Musetti, E. Angelini Studi di espressione genica in Catharanthus roseus infetto dal fitoplasma della flavescenza dorata della vite / Gene expression studies on Catharanthus roseus infected by grapevine “flavescence dorée” phytoplasma ..............................................pag. 101 Rashidi M., L. Galetto, F. Veratti, C. Marzachì, D. Bosco Studio in vivo del ruolo delle proteine di membrana di “chrysanthemum yellows phytoplasma” nella trasmissione con insetti vettori / In vivo assays to test the role of phytoplasma membrane proteins of chrysanthemum yellows phytoplasma on vector acquisition and transmission capabilities ........................................................pag. 105 Serwaa R.A., M. Kube, R. Reinhardt, S. Paltrinieri, A. Bertaccini Organizzazione del gene imp in ‘Candidatus Phytoplasma cynodontis’ / Organisation of the imp-locus in ‘Candidatus Phytoplasma cynodontis’ ...............................pag. 109 9 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Nissen L., P. Mattarelli, N. Contaldo, L. Cavicchi, A. Bertaccini, M.G. Bellardi Studio analitico-comparativo sull’attività antibatterica di oli essenziali di Monarda fistulosa sana e infetta da fitoplasmi / Comparative analysis of the antibacterial activity of essential oils from healthy and phytoplasma infected Monarda fistulosa............................................................................................................pag. 113 Margaria P., P. Caciagli, A. Ferrandino, A. Schubert, S. Palmano Analisi biochimiche e di espressione genica della via metabolica dei flavonoidi in viti affette da flavescenza dorata e risanate / Transcriptional and metabolic analyses of the flavonoid pathway in “flavescence dorée” affected and recovered grapevines .......................................................................................................pag. 117 EPIDEMIOLOGIA DELLE FITOPLASMOSI EPIDEMIOLOGY OF PHYTOPLASMA DISEASES Punelli F., A. Gentili, E. Costantini, L. Ferretti, G. Pasquini Variabilità molecolare multigenica del fitoplasma “stolbur” in relazione alla distribuzione geografica sul territorio italiano / MLST variability of “stolbur” phytoplasmas in relationship with their geographic distribution in Italy ......................................pag. 123 Bertaccini A., S. Paltrinieri, N. Contaldo, E. Gargani, P. Braccini, B. Bagnoli Variabilità genetica di fitoplasmi associati a flavescenza dorata in un vigneto della provincia di Massa Carrara / Genetic variability in phytoplasmas associated with “flavescence dorée” in a vineyard of the Massa Carrara province (Tuscany, Italy) ..............................................................................pag. 127 Vizzaccaro L., G. Pasquini, E. Costantini, A. Gentili, F. Punelli, L. Ferretti Studio della variabilità molecolare mediante analisi multigenica di ‘Candidatus Phytoplasma mali’, ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ e ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ / Investigation on molecular variability of ‘Candidatus Phytoplasma mali’, ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ and ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ by multilocus sequence analysis .............................................................................................pag. 131 Mejia J.F., L. Zamora, B. Duduk, M.L. Quiñones, A. Bertaccini, N. Contaldo Caratterizzazione molecolare di ceppi di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ da mais /Molecular characterization of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ strains from maize .......................................................................................................pag. 135 Duduk B., Y. Arocha, J. Mitrović, R. Michelutti, R. Benabid, J. Scott, A. Bertaccini Caratterizzazione molecolare di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ in ortensia in Canada / Molecular characterization of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ infecting hydrangea in Canada .......................................................................................pag. 139 10 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi CONTROLLO DELLE MALATTIE ASSOCIATE A FITOPLASMI CONTROL OF PHYTOPLASMA-ASSOCIATED DISEASES Osler R., P. Ermacora, N. Loi, M. Martini, R. Musetti Malattie da fitoplasmi: il “recovery” e le resistenze acquisite, l’epigenetica e la resilienza / Recovery and acquired resistances, epigenetic and resilience ..........................pag. 145 Romanazzi G., S. Murolo, E. Feliziani, L. Landi, V. Mancini Effetti dell’applicazione in campo di induttori di resistenza sulle caratteristiche quantitative e qualitative della produzione e sulle infezioni di legno nero della vite / Application of resistance inducers in grapevines affected by “bois noir”: effects on qualitative and quantitative production parameters.........................................pag. 149 Gonella E., E. Crotti, M. Mandrioli, D. Daffonchio, A. Alma Colonizzazione e trasmissione del batterio acetico Asaia in Scaphoideus titanus Ball, vettore del fitoplasma della flavescenza dorata della vite / Colonization and transmission pathways of the acetic acid bacterium Asaia in Scaphoideus titanus Ball, vector of “flavescence dorée” phytoplasma to grapevine ................................pag. 153 Lessio F., A. Alma Influenza dello sviluppo del ritidoma e della termoterapia sulle uova di Scaphoideus titanus Ball / Influence of bark’s development and hot water treatment on the eggs of Scaphoideus titanus Ball ..................................................................................pag. 157 Tessari F., N. Mori, F. Quaglino, G. Posenato, P.A. Bianco Possibilità di diffusione del legno nero della vite attraverso il materiale vivaistico / Possibility of grapevine “bois noir” diffusion through propagation material ...........................pag. 161 Poggi Pollini C., A.R. Babini, M. Dallara, C. Lanzoni, C. Ratti Valutazione di nuove varietà di albicocco nei confronti del giallume europeo delle drupacee (ESFY) mediante l’utilizzo di tecniche molecolari / Evaluation of tolerance to European Stone Fruit Yellows (ESFY) of new apricot cultivars with molecular methods ...........pag. 165 DIAGNOSI DI MALATTIE DA FITOPLASMI PHYTOPLASMA DISEASE DETECTION Pasquini G., A. Bertaccini, P.A. Bianco, P. Casati, E. Costantini, L. Ferretti, A. Gentili, M. Martini, C. Marzachì, S. Palmano, S. Paltrinieri, M. Barba Progetto ARNADIA: definizione di protocolli nazionali di diagnosi per ‘Candidatus Phytoplasma mali’ e ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ / ARNADIA project: definition of National diagnostic protocols for ‘Candidatus Phytoplasma mali’ and ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ ..............................................................pag. 171 11 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi CULTIVATION OF SEVERAL PHYTOPLASMAS FROM A MICROPROPAGATED PLANT COLLECTION N. Contaldo1, A. Bertaccini1, S. Paltrinieri1, D. Windsor2, H. Windsor2 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 Mycoplasma Experience - Reigate, UK 1 E-mail: [email protected] and [email protected] Introduction The recognition that certain plant diseases were associated with mycoplasmalike structures in the sieve-tubes was first reported by Doi and coworkers in 1967 who extended this observation by confirming possible disease causation, and their similarity to mycoplasmas, by showing that disease symptoms could be ameliorated by treatment with tetracycline (Ishiie et al., 1967). Hitherto, these diseases - referred to as the aster yellows group - had been thought to be caused by viruses. In animals and humans, mycoplasma infections had similarly often been regarded as viral in nature due partly to their filterability through membranes of small pore size but also due to the inability to culture the infectious organism in common bacteriological media. Many workers, mainly plant pathologists rather than mycoplasmologists, took up the challenge to culture these organisms. An early outcome of this effort was the culture of spiroplasmas – microorganisms derived from insects capable of causing plant diseases following infection of the sieve tubes. This distinct group of organisms grew readily in mycoplasma media formulations whereas the mycoplasma-like objects (phytoplasmas) did not and a possible reason was that a closer alignment of media to sieve-tube sap composition was required. Morphologically the two groups were quite distinct, spiroplasmas having a spiral structure as the name suggests whereas phytoplasmas were generally pleomorphic. Some reports of successful phytoplasma culture were published (Lombardo and Pignattelli, 1970; Lin et al., 1970; Giannotti and Vago, 1971; Ghosh et al., 1975) but none proved repeatable and as the years of failure increased, hope of cultivation decreased to such an extent that some plant workers came to consider that phytoplasmas were indeed uncultivable (reviewed in Maramorosch, 2011). Over forty years had elapsed since Doi’s publication but there were workers who believed culture to be possible and a collaboration was initiated in 2008 between Bologna University and Mycoplasma Experience. Early success was definitely not anticipated and a lengthy process of medium modification/alignment to sieve-tube sap composition was envisaged. 13 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Materials and methods The collaboration started with routine mycoplasma liquid and solid media (lacking thallium acetate) being sent to Bologna for isolation attempts from the micropropagated plant collection infected with phytoplasmas. Several lots of media were sent to Bologna and before any modifications were made to the formulation, evidence of phytoplasma cultivation was obtained (Bertaccini et al., 2010). Sliced midribs, leaf stalks and stems from infected and healthy micropropagated shoots were inoculated into 2 ml volumes of liquid medium and incubated at 26°C. The broth culture inoculated with some “stolbur” phytoplasma strain (Contaldo et al., 2012) was seen to have a strong acid colour change (yellow as phenol red is the pH indicator) after about 1 to 9 months incubation. The colour change was passaged in fresh liquid medium and the colonies produced on Mycoplasma Experience solid medium were in-keeping with the size and overall shape of mycoplasma colonies. Several other apparent successful isolations did show that, however surprising, culture of phytoplasmas was a reasonable interpretation of the evidence, so it was important to repeat this work in UK laboratories. Phytoplasma infected micropropagated plants were accordingly transferred and culture was repeated. So, despite many failures over the years, why has this effort succeeded with a medium that supported animal mycoplasmas? Here is a list of necessary requirements for phytoplasma cultivation. 1. Plant tissue selected for isolation must contain viable phytoplasmas. 2. Release from the plant tissue of viable phytoplasmas. Disruption of whole plants could release factors inhibitory to growth. Release of phytoplasmas must be achieved from the sieve-tubes in the presence of sieve-tube sap coagulation mechanisms to prevent loss on trauma. 3. Culture media and temperature must be suitable to support growth of the phytoplasma species infecting the chosen plant. Where solid media are chosen for isolation attempts, the atmosphere must also be considered. 4. The incubation period must be of sufficient time to allow evidence of phytoplasma growth to manifest itself. 5. The observer must be able to recognize elements of microbial growth if it occurs. This is not always straight forward and time-consuming inspections of solid media may be required. Inadequacy on any of these points would result in failure so there are many reasons, apart from a suitable medium, that could be responsible for previous failures. It is quite possible that isolations have been made but not recognized as such, or not suitably subcultured for isolation to be confirmed. PCR amplification using phytoplasma specific primers (Gibb et al., 1995; Gundersen and Lee, 1996; Lee et al., 1994; 1995) under previously described conditions (Schaff et al., 1992; Lee et al., 1998) confirmed that the colonies were indeed identical to 14 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi the phytoplasmas that were initially transferred to the agar plates. Identification using RFLP analysis and direct sequencing of selected amplicons confirmed phytoplasma identity. Results and discussion Phytoplasmas reveal their presence by turning the medium acid (yellow) and this can often become strongly acid overnight. Endosymbionts, if present, can also cause strong acid colour changes, but on plating these organisms produce large, spreading colonies that cover the entire plate on continued incubation. Filtration of acid broth cultures through 0.8 µm filters can sometimes exclude the endosymbionts whilst allowing through the phytoplasmas. The incubation time required before a phytoplasma induced colour change occurs, as demonstrated by plating and colony development, is extremely variable. Colonies are conveniently detected by observing plates at an overall magnification of X25 with colonial growth commonly occurring in three to seven days. Storage of cultures at -70°C has resulted in stable counts so far – mycoplasma suspensions are stable for tens of years at -70°C (death occurs within months at -20°C). Inactivation of phytoplasmas, like mycoplasmas, occurs at temperatures around 50°C to 60°C. Besides the initial seven phytoplasmas (Contaldo et al., 2012), five additional strains were grown: potato witches’ broom (PWB, ribosomal group 16SrVI-A), witches’ broom disease of lime (WBDL, ribosomal group 16SrII-B), peach X disease (CX, ribosomal group 16SrIII-A), clover phyllody England (KVE, ribosomal group 16SrI-C), Pichris echioides yellows (PEY, ribosomal group 16SrIX-C). Because PCR confirmation of these latter phytoplasmas is still in progress, they should be regarded as preliminary results. Additional types of phytoplasmas are in the initial isolation stage, but it appears that all the available phytoplasma strains can be cultured. Contrary to the prevailing dogma in plant pathology, therefore, phytoplasmas, like mycoplasmas, can indeed be grown independently from the host(s). The commercial medium used for phytoplasma isolation and cultivation utilizes media available for purchase at Phytoplasmas in vitro Ltd. (Reigate, UK), although their composition is proprietary. From the preliminary cultivation work a patent was submitted (Bertaccini et al., 2012) to cover the commercial exploitation of the methodology. However, research carried out for scientific purposes is not restricted by the patent. Another key point for in vitro cultivation is that micropropagated periwinkle shoots infected with phytoplasmas must be used for initial isolation. These can be obtained from the official collection of phytoplasma strains in micropropagation (http://www.ipwgnet.org/collection.html) and have been available since 1990 (Bertaccini et al., 1992). A major advantage of the procedure is that it makes it possible to obtain a source of phytoplasma cultures from different strains, which may then be compared in order to improve understanding of these microorganisms and their mechanisms of pathogenesis. Possible applications of phytoplasma cultivation include improvement of diagnostic 15 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases techniques by allowing the preparation of specific antisera and assessment of compounds/ biochemical agents for inhibition of phytoplasma growth. Selection and screening of plants resistant to phytoplasma infection, as well as the study of the modes of colonization by phytoplasmas of plant and insect vectors, are other possible applications. As a consequence, strategies aiming to treat and/or prevent phytoplasma related plant diseases could be better defined and more effective. In addition, faster production of diagnostic reagents can be achieved, as well as a more detailed knowledge about basic mechanisms that regulate the survival of phytoplasmas, which are among the smallest known living organisms. Key words: phytoplasmas, axenic growth, PCR/RFLP analyses, sequencing Coltivazione di fitoplasmi in substrato axenico utilizzando ceppi mantenuti in collezione mediante micropropagazione Viene descritta la coltivazione in substrato axenico di diversi ceppi di fitoplasmi ottenuta per la prima volta ed utilizzando materiale infetto mantenuto in micropropagazione. Il successo di questa ricerca, dopo oltre 40 anni di tentativi, è dovuto principalmente alla collaborazione fra l’Università di Bologna e l’azienda inglese che produce substrati per la coltura dei micoplasmi patogeni per uomo ed animali. Dopo tentativi preliminari che avevano fatto capire che i fitoplasmi erano in grado di svilupparsi in maniera autonoma in substrato liquido, è stata messa a punto una metodologia specifica per il prelievo e la coltivazione in substrati liquido e solido che è stata poi brevettata. Fino ad ora è stato possibile ottenere colonie di 12 ceppi di fitoplasmi e precisamente “stolbur”, ceppo STOL (gruppo ribosomico 16SrXII-A); legno nero, ceppo CH-1 (gruppo ribosomico 16SrXII-A); “Chrysanthemym yellows”, ceppo CY-TO (gruppo ribosomico 16SrI-B); “tomato big bud”, ceppo TBB (gruppo ribosomico 16SII-D); “pear decline”, ceppo PD (gruppo ribosomico 16SrX-C); “apple proliferation”, ceppo AP-15 (gruppo ribosomico 16SrX-A); “poinsettia branching factor”, ceppo JR (gruppo ribosomico 16SrIII-J); “potato witches’ broom”, ceppo PWB (gruppo ribosomico 16SrVI-A); “witches’ broom disease of lime”, ceppo WBDL (gruppo ribosomico 16SrII-B), “peach X disease”, ceppo CX (gruppo ribosomico 16SrIII-A), “clover phyllody”, ceppo KVE (gruppo ribosomico 16SrI-C) e “Pichris echioides yellows”, ceppo PEY (gruppo ribosomico 16SrIX-C). Da quanto fatto si ipotizza che tutti i fitoplasmi possano essere coltivati su questo substrato o su sue varianti. La conferma dell’avvenuto isolamento viene ottenuta mediante l’osservazione delle colonie al microscopio ottico a 25 ingrandimenti e l’analisi dell’acido nucleico estratto dalle colonie seguita da saggio PCR. L’impiego di “primers” ribosomici e non, specifici per i diversi fitoplasmi, seguita dall’analisi RFLP e dal sequenziamento degli ampliconi ottenuti hanno confermato che non vi sono rilevanti variazioni nelle sequenze studiate degli acidi nucleici rispetto ai ceppi originali identificati nelle piante ospiti. 16 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Le ricadute a livello scientifico e pratico di questo lavoro vanno dalla possibilità di soddisfare i postulati di Koch, chiarendo i ruolo di questi patogeni nelle malattie ad essi associate, alle prospettive di produzione di specifici reagenti per kit diagnostici di rapida e facile applicazione, fino allo studio di possibili resistenze ai diversi patogeni. Parole chiave: fitoplasmi, cultura axenica, analisi PCR/RFLP, sequenziamento Lavori citati / References Bertaccini a., r.e. Davis, i-M. Lee, 1992. In vitro micropropagation for maintenance of mycoplasmalike organisms in infected plant tissues. Horticultural Science, 27(9), 1041-1043. Bertaccini a., n. contaLDo, a. caLari, s. PaLtrinieri, H.M. WinDsor, D. WinDsor, 2010. Preliminary results of axenic growth of phytoplasmas from micropropagated infected periwinkle shoots. 18th Congress IOM, Chianciano Terme, Italy abstr. P-147, page 153. Bertaccini a., n. contaLDo, D.G. WinDsor, 2012. Method for culturing phytoplasma. Pct/Ib2012/052965, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna Phytoplasmas In Vitro Ltd. contaLDo n., a. Bertaccini, s. PaLtrinieri, H.M. WinDsor, D.G. WinDsor, 2012. Axenic culture of plant pathogenic phytoplasmas. Phytopathologia Mediterranea, 51(3), 607−617. Doi Y., M. teranaka, k. Yora, H. asuYaMa, 1967. 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Biochemical Biophysical Research Communications, 186, 1503-1509. 18 NUOVE MALATTIE E MALATTIE DA QUARANTENA neW anD Quarantine PHYtoPLasMa Diseases Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi IDENTIFICAZIONE MOLECOLARE DI ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA PHOENICIUM’ IN PIANTE SPONTANEE PRESENTI IN FRUTTETI DEL LIBANO P. Casati1, Y. Abou-Jawdah2, A. Cominetti1, F. Quaglino1, E. Choueiri3, M. Molino Lova4, R. Tedeschi5, S. Prati1, L. Picciau5, A. Alma5, P.A. Bianco1 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 2 Faculty of Agricultural and Food Sciences (FAFS), American University of Beirut, PO Box 11-0236, Beirut, Lebanon 3 Lebanese Agricultural Research Institute, Tal Amara, Rayak, PO Box 287, Zahlé, Lebanon 4 AVSI Lebanon, Rue St. Fawka, Centre Jean Paul II, 1200 Jounieh Ghadir, Lebanon 5 DISAFA, Università degli Studi di Torino– via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 1 E-mail: [email protected] Introduzione Il mandorlo rappresenta una delle principali colture arboree in Libano. Durante gli ultimi dieci anni, la comparsa di una malattia denominata “almond witches’ broom” (AlmWB) ha portato al suo rapido declino nelle regioni di maggiore produzione (Choueri et al., 2001; Abou-Jawdah et al., 2002). Questa malattia, in tempi recenti, ha interessato anche peschi e nettarine (Abou-Jawdah et al., 2009). Fitoplasmi della specie ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’, gruppo tassonomico 16SrIX (sottogruppi 16SrIX-B, -D, -F, -G), sono stati individuati in piante infette (Molino Lova et al., 2011; Lee et al., 2012). Al fine di chiarire alcuni aspetti dell’epidemiologia di AlmWB, sono state condotte indagini per individuare altri ospiti del patogeno tra la flora spontanea presente nei frutteti. Materiali e metodi Durante l’autunno 2011 e la primavera 2012, sono state campionate le specie vegetali spontanee presenti in aree pilota del nord e sud del Libano, dove sono state segnalate piante di mandorlo, pesco e nettarine con sintomi di AlmWB. Sono stati raccolti 521 campioni da piante appartenenti a differenti specie. I DNA estratti dai campioni vegetali sono stati analizzati mediante un nuovo saggio diagnostico di “real time” PCR (qPCR), basato sull’impiego della coppia di “primers” ALW-F2/ 21 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases ALW-R2 (Abou-Jawdah et al., 2003) e dell’intercalante Sybr® Green. La miscela di reazione era costituita da Master Mix 1X Kapa Sybr® Fast qPCR e dai “primers” alla concentrazione finale di 0,4 mM. Alla fine di ogni ciclo di amplificazione è stata determinata la curva di dissociazione per ciascun campione; inoltre la specificità del frammento amplificato è stata verificata mediante corsa elettroforetica su gel di agarosio. In ciascun esperimento sono stati inseriti controlli positivi (DNA estratto da mandorli infetti) e negativi (DNA proveniente da mandorli sani e da vinche infette da fitoplasmi appartenenti a gruppi tassonomici diversi da 16SrIX, e campioni in cui non è stato inserito DNA). Risultati e discussione Durante i sopralluoghi effettuati sono stati raccolti numerosi campioni appartenenti a 76 specie. L’indagine ha evidenziato una diversa distribuzione delle piante spontanee tra il nord e il sud del Paese. Il saggio qPCR è risultato un buon metodo diagnostico in quanto specifico per i fitoplasmi del gruppo 16SrIX. Tale dato è stato confermato sia dalla curva di dissociazione eseguita dopo ogni ciclo di amplificazione sia dalla corsa elettroforetica effettuata con i frammenti ottenuti dalla reazione di qPCR. Sono stati ritenuti positivi unicamente i campioni che mostravano una Tm uguale a quella del controllo positivo inserito nel saggio e un amplificato delle dimensioni attese (390 bp). I dati acquisiti mostrano che le piante spontanee infette da fitoplasmi del gruppo 16SrIX sono 39 nelle regioni al nord del Libano e 25 nel sud. Le piante spontanee positive al saggio qPCR appartengono alle seguenti specie: Quercus sp., Smilax aspera, Clematis sp., Osyris alba, Rahaia sp., Asparagus sp., Solanum nigrum, Allium sp., Polypodiales sp., Geranium purpureum e Malva silvestris al nord, e Amaranthus sp., Bryonia multiflora, Pistacia palaestina, Quercus sp., Rhamnus punctata, Inula viscosa, Scolymus maculatus, Convolvulus sp., Euphorbia sp., Lactuca serriola, Sinapsis arvensis, Anthemis sp., Medicago sp. e Onobrychis sp. al sud. I dati preliminari non includono l’identificazione del sottogruppo di appartenenza dei fitoplasmi rilevati nelle piante spontanee, ma confermano la grande diffusione di questi patogeni (Bertaccini e Duduk, 2011). I risultati ottenuti, una volta confermati e identificato il sottogruppo di appartenenza dei fitoplasmi, saranno di notevole aiuto per l’impostazione di piani per il contenimento della malattia e di gestione dei trattamenti insetticidi ed erbicidi, intervenendo con criteri di razionalità e sostenibilità ambientale sia sul vettore sia sugli eventuali ospiti alternativi del fitoplasma. Parole chiave: “almond witches’ broom”, 16SrIX, diagnostica 22 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Molecular identification of ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in spontaneous plants in fruit orchards in Lebanon In the last decades, almond witches’ broom (AlmWB) disease caused severe crop losses of almond, peach and nectarine in Lebanon. Even the agents associated with AlmWB have been identified as phytoplasma strains of ‘Ca. P. phoenicium’ (subgroup 16SrIX), no accurate information are available about the AlmWB epidemiology such as insect vector(s) and additional phytoplasma plant hosts. In the present study, the spontaneous plant species in Lebanese fruit orchards were monitored and real time PCR (qPCR) assays were performed for detecting the presence of the pathogen. During the survey carried out in autumn 2011 and spring 2012, 76 spontaneous plant species, differently distributed in orchards of North and South Lebanon, were identified, and 521 leaf samples were collected for molecular analyses. Real time PCR assays revealed the presence of AlmWB phytoplasmas in 64 out of 521 samples (39 in North and 25 in South Lebanon) collected from the plant species Quercus sp., Smilax aspera, Clematis sp., Osyris alba, Rahaia sp., Asparagus sp., Solanum nigrum, Allium sp., Polypodiales sp., Geranium purpureum, and Malva silvestris in North Lebanon orchards, and the plant species Amaranthus sp., Bryonia multiflora, Pistacia palaestina, Quercus sp., Rhamnus punctata, Inula viscosa, Scolymus maculatus, Convolvulus sp., Euphorbia sp., Lactuca serriola, Sinapsis arvensis, Anthemis sp., Medicago sp., and Onobrychis sp. in South Lebanon orchards. These data confirmed the spread of 16SrIX phytoplasmas in a wide range of host plants. Further analyses will be carried out for determining the subgroup(s) of phytoplasma strains identified in these spontaneous plants. Information from present and future studies will be crucial for developing novel environmentallyfriendly strategies to manage the AlmWB phytoplasma rapid spread. Key words: almond witches’ broom, 16SrIX, diagnostic Lavori citati / References aBou-JaWDaH Y., H. DakHiL, s. eL-MeHtar, i-M. Lee, 2003. Almond witches’ broom phytoplasma, a potential threat to almond, peach and nectarine. Canadian Journal of Plant Pathology, 25, 28-32. aBou-JaWaDH Y., a. karakasHian, H. soBH, M. Martini, i-M. Lee, 2002. An epidemic of almond witches’-broom in Lebanon: classification and phylogenetic relationship of the associated phytoplasma. Plant Disease, 86, 477-484. aBou-JaWDaH Y., H. soBH., M. akkarY, 2009. First report of almond witches’-broom phytoplasma (‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’) causing a severe disease on nectarine and peach trees in Lebanon. EPPO Bulletin, 39, 94-98. 23 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Bertaccini a., B. DuDuk, 2011. Taxonomy of phytoplasmas associated with emerging diseases. In: Extended abstract of the Cost Meeting Emerging phytoplasma diseases of stone fruits and other crops and their possible impact on EU Countries, Istanbul, Turkey 1-2 December, 1-6. cHoueiri e., f. JreiJiri, s. issa, e. verDin, J. Bové, M. Garnier, 2001. First report of a phytoplasma disease of almond (Prunus amygdalus) in Lebanon. Plant Disease, 85, 802. Lee i-M., k.D. Bottner-Parker, Y. ZHao, a. Bertaccini, r.e. Davis, 2012. Differentiation and classification of phytoplasmas in the pigeon pea witches’ broom group (16SrIX): an update based on multiple gene sequence analysis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 62, 2279-2285 MoLino Lova M., f. QuaGLino, Y. aBou-JaWDaH, e. cHoueiri, H. soBH, P. casati, r. teDescHi, a. aLMa, P.a. Bianco, 2011. Identification of new 16SrIX subgroups, -F and -G, among ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ strains infecting almond, peach and nectarine in Lebanon. Phytopathologia Mediterranea, 50(2), 273-282. 24 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi INDAGINE SULLA PRESENZA DI FITOPLASMI IN ACTINIDIA SPP. IN ITALIA CENTRO-SETTENTRIONALE S. Paltrinieri1, M. Piergiacomi1, N. Contaldo1, F.R. De Salvador2, A. Bertaccini1 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum – Università di Bologna viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 CRA - Centro di Ricerca per la Frutticoltura, CRA-FRU – via Fioranello, 52, 00156 Roma 1 E-mail: [email protected] Introduzione Negli ultimi anni, a livello mondiale, si è verificata una rapida diffusione del cancro batterico del kiwi (Psa) in tutti gli areali di coltivazione dell’actinidia. Anche in Italia si è assistito ad una maggior sensibilizzazione nei confronti del problema da parte dei produttori e del mondo scientifico e, dal 2011, in alcuni frutteti situati in zone particolarmente vocate per la coltivazione del kiwi, sono stati organizzati sopralluoghi per monitorare la presenza di Psa. Nel corso di queste indagini sono stati osservati alcuni quadri sintomatologici diversi da quelli tipicamente riferibili alla batteriosi e riconducibili alla possibile presenza di fitoplasmi. Alcune delle analisi effettuate per verificare la presenza di Psa sono risultate negative, spingendo a verificare la presenza di eventuali altri patogeni quali i fitoplasmi. La prima segnalazione di questi patogeni in actinidia risale al 1999 (Marzachì et al., 1999) quando venne segnalato il gruppo 16SrXII-A (“stolbur”) in campioni di actinidia provenienti dalla Liguria. Recentemente è stata individuata la presenza di fitoplasmi diversi in piantine di actinidia che presentavano sintomatologie tipiche quali arrossamenti fogliari (Bertaccini et al., 2011). Materiali e metodi L’indagine è stata condotta su 71 campioni provenienti da tre fra le principali aree di coltivazione di actinidia in Italia: Emilia-Romagna, Veneto e Lazio. Il materiale vegetale è stato prelevato nel periodo di aprile-maggio in actinidieti in cui era stata riscontrata anche la presenza di Psa; i campioni sono stati prelevati sia da piante asintomatiche che da piante che mostravano sintomi tipicamente associati alla presenza di fitoplasmi: foglie di consistenza cartacea con evidenti ingiallimenti e arrossamenti, arrotolamento della lamina verso il basso e, in alcuni casi, presenza di ricacci dalla base delle piante. Le piante campionate appartenevano alle principali cultivar di interesse economico/agronomico quali Jintao, Hayward e Belen. 25 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Per verificare la presenza di fitoplasmi si è ricorsi all’estrazione dell’acido nucleico utilizzando un protocollo che prevede l’impiego di cloroformio/fenolo (Prince et al., 1993) e successivamente sono stati effettuati saggi di PCR diretta e “nested” utilizzando i “primer” P1/P7 (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995), R16F2/ R2 (Lee et al., 1995) e 16R758f/16R1232r (=M1/M2) (Gibb et al., 1995). Per confermare i risultati ottenuti sono stati impiegati anche i “primers” gruppo specifici R16(I)F1/R1 e R16(X)F1/R1 (Lee et al., 1994). L’identificazione dei fitoplasmi individuati è avvenuta mediante analisi RFLP utilizzando gli enzimi di restrizione Tru1I, RsaI, SspI e HhaI. Risultati e discussione Dalle analisi molecolari eseguite è emersa in tutte e tre le zone campionate la presenza di fitoplasmi. Il DNA ottenuto dall’estrazione è risultato sempre molto colloso e caratterizzato da elevata presenza di impurità, probabilmente attribuibile ad una elevata percentuale di polifenoli. Questa caratteristica, tipica del DNA estratto da fruttiferi, in kiwi è risultata particolarmente accentuata, creando problemi nella preparazione delle diluizioni necessarie per le analisi molecolari. A conferma delle difficoltà di individuazione dei fitoplasmi nei tessuti di kiwi, probabilmente correlabili alle difficoltà tecniche dovute alle caratteristiche del DNA, i campioni sono risultati positivi sempre in seconda amplificazione. Dalle analisi sono risultate positive più della metà delle piante saggiate e sono stati individuati, in infezione singola o mista, i seguenti fitoplasmi: 25% 16SrI-B (giallume dell’astro), 11% 16SrX-A (scopazzi del melo), 6% 16SrXII-A (“stolbur”), 11% infezione mista di 16SrI+16SrX, 4% infezione mista di 16SrX+16SrXII-A, 2% infezione mista di 16SrI+16SrXII-A. Le varietà di kiwi a polpa gialla sono risultate quelle maggiormente suscettibili rispetto quelle a polpa verde, in quanto positive nel 75% dei casi esaminati. Non sono stati ancora studiati insetti vettori di fitoplasmi in actinidia però l’elevata presenza di piante infette in alcuni degli impianti sottoposti ad indagine potrebbe essere riconducibile al materiale utilizzato nella propagazione vegetativa, essendo noto che questi procarioti si mantengono nel materiale micropropagato che non sia sottoposto a drastiche metodiche di risanamento mediante coltura di meristemi (Bertaccini, 2007). E’ altresì estremamente diffusa infatti la pratica di utilizzare materiale micropropagato di kiwi per l’impianto di vivai e la diffusione nel mondo di materiali di propagazione. I risultati di queste indagini rendono necessarie ulteriori approfondimenti per conoscere meglio la diffusione dei fitoplasmi nelle coltivazioni di kiwi e per verificare la possibilità di un’eventuale correlazione tra la loro presenza e la diffusione epidemica del nuovo ceppo di Psa (Scortichini et al., 2012; Biondi et al., 2013). Infatti è noto che piante debilitate dalla presenza di stress biotici quali fitoplasmi e/o virus risultano maggiormente suscettibili alle infezioni di altri patogeni. Parole chiave: kiwi, fitoplasmi, Psa, PCR/RFLP, identificazione patogeni 26 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Survey to verify phytoplasma presence in Actinidia spp. in North-Central Italy During surveys carried out to monitor the kiwi plants showing severe canker symptoms caused by Pseudomonas syringae pv actinidiae (Psa) phytoplasmas were also detected. Further surveys were then carried out in kiwi plantations located in North and Central Italy. Analyses were carried out on 71 samples collected in Emilia-Romagna, Veneto and Lazio regions from plants showing symptoms of leaf reddening and downward curling and crinkling; the green variety (Hayward) show also leaf reddening while in Jintao (yellow) there was a general plant decline and yellowing of the leaves. Scattered plants also showed other symptoms such as irregular shape of non lignified branches and reddening shoot proliferation from the rootstock. These samples showed negative results for Psa presence, while phytoplasma presence was confirmed in the majority of tested samples. Yellow varieties resulted to be more susceptible than green varieties to phytoplasma presence, resulting positive in the 75% of tested samples. In particular the 25% of positive samples were infected by 16SrI-B (aster yellows), the 11% by 16SrX-A (apple proliferation), the 6% by 16SrXII-A (“stolbur”). Moreover the 11% of the positive samples presented mixed infection by 16SrI+16SrX, the 4% by 16SrX+16SrXII-A, the 2% by 16SrI+16SrXII-A. No studies related to possible vector of phytoplasmas to kiwi plants were carried out, but there is the possibility of infection by micropropagation techniques that are massively used to produce nursery materials for all varieties. These results confirm preliminary reports and further work is in progress to evaluate possible interaction of the two prokaryotes in infected plants and the phytoplasma influence in the epidemic of canker disease. Key words: kiwi, phytoplasmas, Psa, PCR/RFLP, pathogen identification Lavori citati / References Bertaccini a., 2007. Phytoplasmas: diversity, taxonomy, and epidemiology. Frontieres in Bioscience, 12, 673-689. Bertaccini a., s. PaLtrinieri, c. LuccHese, e. BionDi, M. PierGiacoMi, s. arDiZZi, a. GaLeone, n. contaLDo, P. MinarDi, 2011. Possibile influenza di fitoplasmi sul cancro batterico del kiwi. L’Informatore Agrario, 32, 63-65. BionDi e., a. GaLeone, n. kuZManović, s. arDiZZi, c. LuccHese, a. Bertaccini, 2013. Pseudomonas syringae pv. actinidiae detection in kiwifruit plant tissue and bleeding sap. Annals of applied Biology, 162(1), 60-70. DenG s., c. Hiruki, 1991. Amplification of 16S rRNA genes from culturable and nonculturable Mollicutes. 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Pavan, A. Loschi, N. Loi, S. Moruzzi, R. Osler DISA - Università di Udine, Via delle Scienze, 206, 33100 Udine, Italy E-mail: [email protected] Introduzione Nel corso delle estati 2011 e 2012 sono state rinvenute in comune di Carlino (UD) piante di cicoria (Cichorium intybus L., 1753) che presentavano alterazioni a carico degli organi fiorali quali virescenza e fillodia, e proliferazione delle gemme ascellari. La forte incidenza della malattia in un’areale ristretto faceva ipotizzare la presenza di vettori attivi e l’analisi molecolare sul gene 16S rDNA di alcuni campioni metteva in evidenza la presenza di un fitoplasma appartenente al gruppo “pigeon pea witches’ broom” (16SrIX) (Martini et al., 2012). Lo scopo del lavoro è stato quello di caratterizzare dal punto di vista molecolare e biologico il fitoplasma associato alla fillodia della cicoria, classificandolo e sviluppando sistemi di diagnosi specifici oltre che definire la gamma di piante ospiti del patogeno e studiarne la trasmissione mediante vettori. Materiali e metodi Nel corso del 2011-2012 è stato condotto un monitoraggio capillare nel sito di Carlino volto a definire la gamma di piante ospiti del fitoplasma associato alla cicoria e ed effettuare quindi la sua caratterizzazione biologica. A partire da maggio sono state effettuate, a cadenza bisettimanale, visite in campo per il monitoraggio delle specie vegetali sintomatiche e per catture di insetti auchenorrinchi. Gli insetti catturati sono stati identificati e quelli appartenenti a specie tipicamente floemomize sono stati esposti a piante di cicoria e vinca sane allevate in serra. Adulti di Neoaliturus fenestratus sono stati raccolti anche in località esenti dalla malattia ed allevati in ambiente controllato in serra ottenendo così una colonia sana utile per caratterizzare alcuni parametri di trasmissione della fitoplasmosi. Neanidi sane sono state poste ad acquisire su una pianta di cicoria sintomatica per 48 ore dopo di che sono state poste su un gruppo di tre piante di cicoria sane sostituendo le piante ogni 7 giorni per un totale di 15 piante esposte durante un periodo di 5 settimane. 29 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases La diagnosi del fitoplasma nelle piante erbacee sintomatiche e in insetti è stata condotta con PCR diretta o “nested” su geni per le proteine ribosomiche (rp) usando “primer” specifici disegnati nel corso del presente lavoro e “primers” semi-universali per i fitoplasmi (Martini et al., 2007). La caratterizzazione molecolare mediante PCRRFLP, il sequenziamento e l’analisi filogenetica di alcuni ceppi di fitoplasma della fillodia della cicoria e di altre piante erbacee sintomatiche è stata condotta sul gene 16S rDNA e sui geni più variabili rp e secY (Lee et al., 2012). Risultati e discussione Tra le specie vegetali raccolte ed analizzate sono risultate positive alla presenza di fitoplasmi: Cichorium spp., Erigeron annuus, Vicia sativa e Convolvolus arvensis. Gli insetti catturati in campo con maggior frequenza sono risultati essere: N. fenestratus, Aphrodes makarovi., Psammotettix spp., Anaceratagallia ribauti. Dalle analisi molecolari sono risultati positivi diversi adulti di Neoaliturus fenestratus raccolti a maggio-giugno ed a fine settembre-ottobre mentre quelli raccolti in estate sono risultati negativi. La sopravvivenza di N. fenestratus in cattività su cicoria è stata buona e durante il periodo estivo si sono susseguite diverse generazioni a cadenza pressoché mensile mentre la forzatura dell’insetto su vinca ha evidenziato una sua sopravvivenza media di 15 giorni senza il completamento del ciclo. Tale forzatura su vinca ha portato alla trasmissione del fitoplasma alla pianta indicatrice, con lo sviluppo, dopo circa due mesi di sintomi di giallumi, virescenza e fillodia. La caratterizzazione dei parametri di trasmissione del fitoplasma mediante N. fenestratus ha evidenziato che le fasi giovanili dell’insetto sono in grado, con un’alimentazione di 48 ore su ospite infetto, di acquisire il fitoplasma; il periodo di latenza nel vettore è risultato di circa 28 giorni (alle condizioni di temperatura di massima 26°C e minima 22°C), evidenziando quindi il ruolo degli adulti nella diffusione della malattia. Le analisi PCR/RFLP, delle sequenze e filogenetiche hanno dimostrato che tutti i ceppi analizzati erano quasi identici tra di loro con similarità di sequenza molto elevate (99,7-100%) in tutti e tre i geni, che sono risultati strettamente correlati ai ceppi PEY (“Picris echioides yellows”) e NaxY (“Naxos periwinkle virescente”) e come questi appartenenti ai sottogruppi 16SrIX-C, rp(IX)-C1 e secY(IX)-C1. In conclusione, il presente lavoro ha evidenziato la diffusione epidemica, seppure ancora geograficamente limitata, di una fitoplasmosi mai segnalata in precedenza nel nord-est Italia associata ad un fitoplasma del sottogruppo 16SrIX-C, a cui appartengono fitoplasmi riportati soprattutto al sud, in Basilicata e Sicilia, regioni a clima mediterraneo. Saranno oggetto di approfondimenti futuri il monitoraggio sulla diffusione della malattia e lo studio di eventuali correlazioni con i cambiamenti climatici. Parole chiave: fillodia della cicoria, Neoaliturus fenestratus, caratterizzazione molecolare, caratterizzazione biologica 30 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Biological and molecular characterization of a phytoplasma associated with chicory phyllody in North-East Italy Phytoplasma disease symptoms were observed on chicory in a restricted area near Carlino (North East Italy). Preliminary analyses demonstrated the presence of a phytoplasma belonging to pigeon pea witches’ broom (16SrIX) group. Aims of this study were to characterize the phytoplasma associated with chicory phyllody, to develop specific diagnostic tools as well as to define the host range of the pathogen and its natural vectors. During 2011-2012 an extensive survey was conducted starting from May by collection of symptomatic herbaceous plants and Auchenorrincha every two weeks. The captured insects were identified and exposed to test plants of chicory and periwinkle. Healthy Neoliturus fenestratus insects were used to characterize some of the parameters of phytoplasma transmission. The phytoplasmas detection in herbaceous plants and in individual insects was carried with direct or nested PCR on ribosomal proteins (rp) genes. Molecular characterization by PCR-RFLP, sequencing and phylogenetic analysis of phytoplasma strains was conducted on 16S rDNA, rp and secY genes. Among the collected plants Chicorium spp., Erigeron annuus, Vicia sativa and Convolvulus arvensis were positive. The insects captured in the field were mostly: N. fenestratus, Aphrodes makarovi, Psammotettix spp., Anaceratagallia ribauti. Molecular analysis were positive for several adults of N. fenestratus. N. fenestratus was reared in greenhouse on chicory. Young stages of the insect were able to acquire the phytoplasma feeding 48 hours on infected chicory; the latent period was approximately 28 days. Molecular characterization showed that all the phytoplasma strains were nearly identical (99.7-100% similarity) on the three genes and were closely related to 16SrIX-C strains PEY (Picris echioides yellows) and NaxY (Naxos periwinkle virescence). This epidemic on chicory in Northern Italy associated with a 16SrIX-C phytoplasmas is the first in this areas since previous reports in Italy were mostly in Mediterranean regions. Key words: chicory phyllody, Neoaliturus fenestratus, molecular characterization, biological characterization Lavori citati / References LEE I-M., K.D. Bottner-Parker, Y. ZHao, A. Bertaccini, R.E. Davis, 2012. Differentiation and classification of phytoplasmas in the pigeon pea witches’ broom group (16SrIX): an update based on multiple gene sequence analysis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 62, 2279-2285. 31 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Martini M., I-M. Lee, K. D. Bottner, Y. ZHao, S. Botti, A. Bertaccini, N.A. Harrison, L. Carraro, C. Marcone, A.J. KHan, R. OsLer, 2007. Ribosomal protein gene-based phylogeny for finer differentiation and classification of phytoplasmas. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 57, 2037-2051. Martini M., P. ErMacora, S. MoruZZi, N. Loi, R. OsLer, 2012. Molecular characterization of phytoplasma strains associated with epidemics of chicory phyllody. Journal of Plant Pathology, 4(supplement), doi:10.4454/JPP. V95I4SUP.006. 32 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi RILEVAMENTO DI FLAVESCENZA DORATA CEPPO FD-D IN AREALI VITICOLI DELL’ISOLA DI ISCHIA A. Gentili1, L. Ferretti1, E. Costantini1, A. Zoina2, L. Cozzolino2, P. Spigno3, G. Pasquini1 Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Centro di Ricerca per la Patologia vegetale, CRA-PAV - via C.G. Bertero, 22, 00156 Roma 2 ArBoPaVe Sezione Patologia Vegetale, Università di Napoli, via Università 100, 80055 Portici, Napoli 3 Laboratorio di Patologia Vegetale, Servizio Fitosanitario Regione Campania, via Don Bosco, 9E, Napoli 1 E-mail: [email protected] Introduzione In Italia la diffusione di flavescenza dorata (FD) è limitata agli areali viticoli settentrionali, ad eccezione di occasionali rilevamenti in Toscana (Bertaccini et al., 2003), Marche (Credi et al., 2002) ed Umbria (Natalini et al., 2005). Negli areali viticoli del centro-sud Italia i monitoraggi effettuati hanno sempre individuato la sola presenza del fitoplasma “stolbur” (16SrXII-A), agente di legno nero (LN), in viti con sintomi riferibili ai giallumi. Il vettore di FD, Scaphoideus titanus è stato invece identificato in alcune località di diverse regioni del centro-sud: Lazio, Abruzzo, Campania e Basilicata (Viggiani et al., 2002, 2004; Romanazzi et al., 2007; Bagnoli et al., 2008), dove probabilmente l’insetto è arrivato sfarfallando da uova trasportate su materiale propagativo di vite e si è ormai insediato, pur non essendo mai stato associato a nuovi focolai di infezione da FD. Nel 2011, nell’ambito dei monitoraggi effettuati dal Servizio Fitosanitario Regionale della Campania in ottemperanza al Decreto di Lotta Obbligatoria per flavescenza dorata e per il suo vettore, un focolaio di FD è stato individuato in alcuni vigneti localizzati sull’isola di Ischia, dove sono stati catturati in seguito anche individui di S. titanus (Griffo et al., 2011). In questo lavoro viene riportata la caratterizzazione molecolare del ceppo di FD individuato sull’isola di Ischia, tramite analisi sul gene 16S rDNA e sul gene secY (FD9). La tipizzazione del fitoplasma è stata effettuata nel 2012 su campioni di vite sintomatici prelevati negli stessi impianti in cui l’anno precedente era stata rilevata la presenza di FD ed in impianti adiacenti. Materiali e metodi Dieci campioni da piante di vite sintomatiche appartenenti a varietà locali e nazionali (Grenache, Biancolella e Shiraz) sono stati raccolti nel Settembre 2012 da 4 vigneti 33 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases commerciali di 9-16 anni di età localizzati in due aree della parte sud-occidentale dell’isola di Ischia (Comune Forio). In questo areale la presenza di sintomi di giallumi era stata già osservata a partire dal 2009, ma solo nel 2011 era stata accertata la presenza di un focolaio di FD. I campioni sono stati sottoposti ad una prima analisi molecolare mediante PCR diretta effettuata con i “primers” universali P1/P7, seguita da due PCR “nested” gruppospecifiche, effettuate con le coppie di “primers” R16(V)F1/R1 and R16(I)F1/R1 (Lee et al., 1994). Gli ampliconi ottenuti dalla PCR “nested” effettuata con i primers R16(V) F1/R1 sono stati sottoposti a digestione enzimatica con l’endonucleasi BfaI e successiva analisi dei frammenti di restrizione. Per determinare il sottogruppo di appartenenza degli isolati risultati positivi alla presenza di FD, gli ampliconi ottenuti da PCR diretta con i “primers” P1/P7 sono stati ulteriormente amplificati con i “primers” 16R758f (Gibb et al., 1995) e M23SR1804r (Padovan et al., 1995) e sottoposti ad analisi di restrizione mediante digestione enzimatica con TaqI. Infine, tutti gli isolati sono stati analizzati sul frammento di DNA non-ribosomico FD9, mediante amplificazione diretta e “nested” con le coppie di primers FD9f2 (Angelini et al., 2001)/FD9r (Daire et al., 1997) e FD9f3/FD9r2 (Angelini et al., 2001), seguita da analisi di restrizione mediante digestione con le endonucleasi AluI e MseI. Gli amplificati dei frammenti FD9 sono stati sequenziati e le sequenze nucleotidiche ottenute sono state confrontate in banca dati mediante software BLAST. I campioni di riferimento inseriti nei protocolli di PCR sono stati i seguenti: viti infette da FD-C e FD-D (Regione Veneto, 16SrV-C e 16SrV-D), vinche infette da EY (“Elm yellows”, 16SrV-A) e vinche infette da SAY (“severe aster yellows”, 16SrI-B) (CRAPAV) e pomodoro infetto da STOL (“stolbur”, 16SrXII-A) (CRA-PAV). Risultati e discussione Tutti i campioni di vite sintomatici hanno mostrato una banda delle dimensioni attese nella amplificazione PCR “nested” effettuata con i “primers” R16(V)F1/ R1, mentre nessuna banda di amplificazione si è evidenziata nella “nested” PCR effettuata con i “primers” R16(I)F1/R1, escludendo la presenza nei campioni di fitoplasmi riferibili ai giallumi della vite appartenenti ai gruppi 16SrI e 16SrXII. L’analisi di restrizione dopo digestione enzimatica degli ampliconi ottenuti in PCR “nested” R16(V)F1/R1 con l’enzima BfaI ha evidenziato in tutti i campioni profili identici a quelli generati dai fitoplasmi di riferimento appartenenti ai sottogruppi ribosomici 16SrV-C e 16SrV-D. Tutti i campioni di vite analizzati hanno mostrato bande di amplificazione anche in PCR “nested” effettuata con i “primers” 16R758f/M23SR1804r ed il profilo di restrizione, ottenuto dopo digestione degli ampliconi con TaqI, ha evidenziato profili riferibili a quello del controllo 16SrV-D in tutti i campioni saggiati. La presenza di isolati di flavescenza dorata di tipo D è stata, infine, confermata anche sul frammento non ribosomico FD9. L’analisi del profilo di restrizione ottenuto dopo 34 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi digestione enzimatica con AluI e MseI degli ampliconi ottenuti in PCR “nested” ha evidenziato, infatti, nei campioni di vite un unico profilo per ogni enzima considerato, identico a quello del controllo 16SrV-D. Il ceppo di flavescenza dorata FD-D, associato con i primi focolai di infezione identificati in Veneto negli anni ’90, è considerato un ceppo maggiormente virulento rispetto a FD-C, almeno nei vigneti italiani, e sembra confinato agli areali italiani settentrionali (Bertaccini et al., 2008). Considerando l’isolamento geografico dell’isola di Ischia, l’introduzione del ceppo FD-D e del relativo vettore potrebbero essere spiegati come risultato di un movimento a lunga distanza. La presenza del vettore aumenta, comunque, il rischio di diffusione del fitoplasma sull’isola, con un conseguente grave danno economico alla viticoltura locale. Le piante riscontrate infette nel 2011 sono state prontamente eradicate, tuttavia nella stagione vegetativa successiva nuove piante sintomatiche sono state individuate negli stessi areali. D’altro canto, essendo questo nuovo focolaio localizzato in un area geograficamente isolata, è certamente più facile il controllo da parte del Servizio Fitosanitario affinché l’epidemia non comprometta anche la viticoltura regionale. Parole chiave: FD, caratterizzazione molecolare, Campania, 16S, gene secY Identification of “flavescence dorée” strain FD-D in viticultural areas of Ischia island (Campania, Italy) “Flavescence doreé” (FD) in Italy, where several major outbreaks of FD have occurred in the past, is still mainly restricted to the Northern regions and is under mandatory regulation. In 2011 the disease was recorded for the first time in Southern Italy, in several vineyards located on the isle of Ischia (Campania). In order to determine the FD strain infecting these grapevines, molecular investigations were carried out on grapevine samples collected from several FD infected vineyards. The 16S rDNA/ spacer region and the FD9 non-ribosomal fragment (secY gene) were investigated using a PCR/RFLP based method; a nucleotide sequence analysis of the FD9 amplified fragments was also carried out. The RFLP profiles obtained from all the analyzed samples showed the presence of FD-D phytoplasmas, on both 16S and secY regions. Sequencing of the FD9 fragments showed a 99% nucleotide sequence identity among the tested isolates and the various FD-D strains retrieved from the NCBI database. Key words: FD, molecular characterization, South Italy, 16S, secY gene Ringraziamenti / Acknowledgements Il lavoro è stato svolto nell’ambito del P.F. EUPHRESCO GRAFDEPI, finanziato dal MiPAAF. 35 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References anGeLini e., D. cLair, M. BorGo, a. Bertaccini, e. BouDon-PaDieu, 2001. Flavescence dorée in France and Italy. Occurrence of closely related phytoplasma isolates and their near relationships to Palatinate grapevine yellows and an alder yellows phytoplasma. Vitis, 40, 79-86. BaGnoLi B., L. ferretti, v. triveLLone, L. nucciteLLi, G. PasQuini, 2008. Occurrence of Scaphoideus titanus in Latium region. Petria, 18(2), 304-308. Bertaccini a., e. anGeLini, P.a. Bianco, s. Botti, P. casati, G. Durante, L. fiLiPPin, c. MarZacHì, D. Pacifico, s.PaLtrinieri, f. QuaGLino, 2008. Molecular characterization of “Flavescence dorée” strains detected in Italy from 2004 to 2008. Petria, 18(2), 268-271. Bertaccini a., s. Botti, a. tonoLa, c. MiLano, P. Braccini, a. sfaLaGna, 2003. Identificazione di fitoplasmi di Flavescenza dorata in vigneti della Toscana. L’informatore Agrario, 59(21), 65-67. creDi r., f. terLiZZi, f. stiMiLLi, G. narDi, r. LaGnese, 2002. Flavescenza dorata della vite nelle Marche. L’informatore Agrario, 58(22), 61-63. Daire, X., D. cLair, J. Larrue, e. BouDon-PaDieu, 1997. Detection and differentiation of grapevine yellows phytoplasmas belonging to elm yellows group and to the stolbur subgroup by PCR amplification of non-ribosomal DNA. European Journal of Plant Pathology, 103, 507-514. GiBB k.s., a.c. PaDovan, B.D. MoGen, 1995. Studies on sweet potato little-leaf phytoplasma detected in sweet potato and other plant species growing in Northern Australia. Phytopathology, 85, 169-174. Griffo r., D. BencHi, a. BifuLco, G. PesaPane, 2011. Flavescenza dorata anche in Campania. L’informatore Agrario, 44, 67. Lee i-M., D.e. GunDersen, r.W. HaMMonD, r.e. Davis, 1994. Use of mycoplasmalike organism (MLO) group-specific oligonucleotide primers for nested-PCR assays to detect mixed-MLO infections in a single host plant. Phytopathology, 84, 559-566. nataLini G., c. santineLLi, c. PorcaccHia, 2005. Bilancio Fitosanitario 2004 Umbria. Informatore Fitopatologico, 25(15), 49. PaDovan a. c., k.s. GiBB, a. Bertaccini, M. viBio, r.G. BonfiGLioLi, P.a. MaGareY, B.B. sears, 1995. Molecular detection of Australian grapevine yellows phytoplasma and comparison with grapevine yellows phytoplasmas from Italy. Australian Journal of Grape and Wine Research, 1, 25-31. roManaZZi G., s. MuroLo, D. D’ascenZo, r. Di Giovanni, 2007. Nuove acquisizioni sulla diffusione dei giallumi della vite in Abruzzo. Italus Hortus, 14, 253-256. viGGiani G., 2002. Il vettore della Flavescenza dorata trovato in Basilicata. L’Informatore agrario, 58(36), 59. viGGiani G., 2004. Il vettore della Flavescenza dorata anche in Campania. L’informatore Agrario, 60(18), 98. 36 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi INFEZIONE DA “STOLBUR” E VIRUS DELL’AVVIZZIMENTO MACULATO DEL POMODORO (TSWV) IN LUpINUS poLyphyLLUS N. Contaldo1, A. Bertaccini1, G. Bozzano2, G. Parrella3, L. Cavicchi4, M.G. Bellardi1 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 Cooperativa L’Ortofrutticola, Reg Masseretti 31, Fraz. Bastia, 17031 Albenga, Savona 3 Istituto per la Protezione delle Piante, CNR, via Università 133, 80055 Portici, Napoli 4 Plesso Didattico G. Scarabelli, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Ascari 17, 40026 Imola, Bologna 1 E-mail: [email protected] Introduzione Nel maggio 2012 in una coltivazione in vaso di lupino ornamentale (Lupinus polyphyllus Lindt.; famiglia Fabaceae) della zona di Albenga (Savona) sono state notate numerose piante caratterizzate da una grave sintomatologia sulle foglie tipicamente riferibile all’infezione da Tospovirus: anulature concentriche clorotiche, rosso-arancio e/o nerastre; i fiori apparivano leggermente screziati. Alcuni degli esemplari con sintomi fogliari erano inoltre di taglia ridotta, gli steli fiorali erano vistosamente ripiegati “a gomito” e le foglie più giovani rimanevano piccole e raggomitolate. Materiali e metodi Sono state svolte indagini virologiche al fine di verificare la presenza di Tospovirus nelle piante con anulature concentriche sulle foglie applicando la tecnica sierologica del “Lateral Flow Test” (LFT). Inoltre, sono state eseguite inoculazioni meccaniche su piante di saggio appartenenti a diverse famiglie botaniche, fra cui Lamiaceae, Fabaceae e Solanaceae. E’ stata quindi applicata, sull’RNA totale estratto da foglie di lupino ornamentale sintomatico con il kit commerciale “E.Z.N.A. Plant RNA kit” (Omega Bio-tek, USA), la tecnica molecolare rt-PCR utilizzando la coppia di inneschi 5’-GA(A/G)GAACATCTTCCTTTGG-3’ e 5’-CCTCTTCTTCTTCAACTGATC-3’ specifica del gene NSM della proteina di movimento (MP) del virus dell’avvizzimento maculato del pomodoro (TSWV) (Finetti Sialer et al., 2002). Inoltre, nelle piante infette da TSWV e caratterizzate anche da nanismo e ripiegamento dello stelo fiorale, previa estrazione dell’acido nucleico mediante un metodo basato su cloroformio e 37 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases fenolo (Prince et al., 1993), è stata verificata la presenza di fitoplasmi applicando la tecnica PCR con i “primers” universali P1/P7 (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995), seguita da PCR-“nested” con i “primers” R16(I)F1/R1 (Lee et al., 1994) e da analisi RFLP effettuata utilizzando gli enzimi di restrizione TruI, TaqI e Tsp509I (Fermentas, Vilnius, Lituania). Risultati e discussione Dalle analisi sierologiche eseguite applicando la tecnica LFT è risultato che in tutte le piante con anulature concentriche sulle foglie era presente il virus dell’avvizzimento maculato del pomodoro (TSWV) che è stato trasmesso con inoculazione meccanica su specie erbacee fra cui basilico, fava e peperone (sintomi locali e sistemici di necrosi ed avvizzimento) e fagiolino dall’occhio (anulature locali). L’identità del virus è stata confermata anche mediante RT-PCR, impiegando per lo scopo “primers” specifici per il gene NSM di TSWV. Tali “primers”, infatti, hanno prodotto, solo nei campioni provenienti dalle piante con anulature clorotiche, un amplicone della lunghezza attesa (670 bp). Due degli ampliconi ottenuti, provenienti da due piante sintomatiche distinte, sono stati clonati e sequenziati alla MWG (Germania). Le sequenze ottenute sono risultate 100% identiche fra loro, mentre confrontandole con le sequenze di TSWV presenti in GeneBank sono risultate per il 99,25% identiche a due isolati di TSWV (35-2 e 43-2). Inoltre, nelle piante infette da TSWV e caratterizzate anche da nanismo e ripiegamento dello stelo fiorale, è stata verificata la presenza di fitoplasmi appartenenti al gruppo ribosomico 16SrXII-A noto anche come “stolbur”. Infezione da TSWV in lupino in Italia, e precisamente ad Albenga, era già stata descritta nel 2007, ma il virus non era stato caratterizzato dal punto di vista molecolare (Bellardi et al., 2008). Dai dati ottenuti l’isolato TSWV-L. polyphyllus si inserisce nella tipologia “A” cui afferiscono anche gli isolati di TSWV detti RB (“Resistant Breaking”) in quanto capaci di superare la resistenza a TSWV in pomodoro. Per quanto riguarda l’infezione da fitoplasmi “stolbur”, si tratta del primo caso di infezione naturale in L. polyphyllus. Dal punto di vista epidemiologico di particolare rilievo risulta l’associazione di questi due patogeni, conseguenza di contemporanee infestazioni nella coltivazione di lupino ornamentale oggetto di studio di tripidi e cicadellidi, vettori di Tospovirus e fitoplasmi rispettivamente. Parole chiave: lupino ornamentale, anulature concentriche, PCR/RFLP, RT-PCR, infezioni miste 38 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Mixed infection by “stolbur” phytoplasmas and Tomato spotted wilt virus (TSWV) in Lupinus polyphyllus In May 2012 some pot plants of Lupinus polyphyllus Lindt. (Fabaceae) at blooming stage cultivated in the area of Albenga (Liguria region) showed Tospovirus-like leaf symptoms such as chlorotic, black, red and orange concentric rings; flowers also showed some colour breaking. Some plants were also stunted with floral stems bent at “S” shape and younger leaves smaller and rolled. Lateral flow analysis detected Tomato spotted wilt virus (TSWV) presence in all plants with leaf concentric rings. The virus was mechanically transmitted to herbaceous hosts, such as basil, broad bean, pepper and blackeye bean, and molecularly characterized by a specific RT-PCR, amplifying the TSWV NSM gene. Sequences obtained from amplicons produced by RT-PCR, revealed 99.25% nucleotide identities with isolates TSWV-35-2 and TSWV43-2. In order to verify possible phytoplasma presence, the plants were also tested by direct PCR with primers P1/P7 followed by nested PCR with primers R16(I)F1/ R1. RFLP analyses allowed to classify the detected phytoplasmas as belonging to ribosomal group 16SrXII-A (“stolbur”). TSWV was already detected in Albenga area in 2007; the isolate TSWV-L. polyphyllus belongs to “A” type which includes “resistant breaking” isolates able to overcome TSWV resistance in tomato. This case represents the first phytoplasma report in L. polyphyllus. From an epidemiological point of view, mixed infection of TSWV and “stolbur” could be explained by simultaneous infestations of crops by thrips and leafhoppers, vectors of Tospovirus and phytoplasmas respectively. Key words: ornamental lupine, concentric rings, PCR/RFLP, RT-PCR, mixed infections Lavori citati / References BeLLarDi M.G., G. BoZZano, v. viccHi, 2008. Lupinus polyphyllus infetto da TSWV. Clamer informa, 2, 49-52. DenG s., c. Hiruki, 1991. Amplification of 16S rRNA genes from culturable and nonculturable Mollicutes. Journal of Microbiology Methods, 14, 53-61. finetti siaLer M.M., c. Lanave, M. PaDuLa, c. vovLas, D. GaLLiteLLi, 2002. Occurrence of two distinct Tomato spotted wilt virus subgroups in Southern Italy. Journal of Plant Pathology, 84, 145-152. Lee i-M., D.e. GunDersen, r.W. HaMMonD, r.e. Davis, 1994. Use of mycoplasmalike organism (MLO) group-specific oligonucleotide primers for nested-PCR assays to detect mixed-MLO infections in a single host plant. Phytopathology, 84, 559-566. 39 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Prince J.P., r.e. Davis, t.k. WoLf, i-M. Lee, B.D. MoGen, e.L. DaLLY, a. Bertaccini, r. creDi, M. BarBa, 1993. Molecular detection of diverse mycoplasmalike organisms (MLOs) associated with grapevine yellows and their classification with aster yellows MLOs. Phytopathology, 83, 1130-1137. scHneiDer B., e. seeMüLLer, c.D. sMart, B.c. kirkPatrick, 1995. Phylogenetic classification of plant pathogenic mycoplasmalike organisms or phytoplasmas. Molecular and diagnostic procedures in mycoplasmology, Vol. 2, 369-380. 40 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi SCOPAZZI DELLA GINESTRA IN SICILIA R.E. Spallino1, S. Rizza1, C. Marzachì2, M. Tessitori1 Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari – Sez. Fitopatologia e Genetica vegetale, Università di Catania – via S. Sofia, 100 - 95123 Catania 2 Istituto di Virologia vegetale, CNR - Strada delle Cacce, 73 – 10135 Torino 1 E-mail: [email protected] Introduzione La ginestra (Spartium junceum) è un’importante specie vegetale pioniera nel bacino del Mediterraneo. Come pianta spontanea, insieme a Genista aetnensis, segue i licheni nella colonizzazione delle colate laviche ed è tipica del paesaggio dell’Italia meridionale ed insulare. Per il suo accrescimento rapido e la sua capacità di adattamento, viene usata per combattere l’erosione dei suoli. La sindrome degli scopazzi (“spartium witches’ broom”, SpaWB) della ginestra è stata registrata, spesso in forma sporadica, in quasi tutte le regioni italiane, dove la specie è presente (Marcone et al., 1996). La malattia è stata individuata anche in Spagna (Torres et al., 2002; 2003). L’associazione alla sindrome di fitoplasmi del gruppo 16SrV-C e 16SrX-D, in infezione singola o mista è stata dimostrata e ‘Candidatus Phytoplasma spartii’ (GeneBank A.N. X92869) è stato descritto come suo ceppo di riferimento per il gruppo 16SrX-D (Marcone et al., 2004). Dal 2010 continue e ripetute segnalazioni di scopazzi della ginestra sono state registrate in Sicilia ed in particolare nel territorio sulle pendici dell’Etna. Materiali e metodi In base alle segnalazioni registrate si è deciso di eseguire un monitoraggio per il rilevamento di sintomi caratteristici ed il prelievo di campioni da sottoporre ad analisi, in differenti siti/areali della Sicilia: pendici dell’Etna, isole Eolie, provincie di Palermo e di Enna. Allo scopo di rilevare la presenza di fitoplasmi nelle piante in studio, il DNA totale è stato estratto dai tessuti floematici delle piante sintomatiche con il metodo descritto da Marzachì e collaboratori (1999) e, successivamente, analizzato tramite “nested”-PCR (Lee et al., 1995) utilizzando due coppie di “primers” universali (P1/16S-SR seguiti da R16F2n/R2). Allo scopo di accertare possibili infezioni miste dei due fitoplasmi associati a SpaWB, “primers” specifici per il sottogruppo 16SrX-D (Marcone et al., 1996) sono stati utilizzati in parallelo. Gli ampliconi ottenuti tramite R16F2n/ R2 sono stati clonati utilizzando il kit pGEM®-T Easy Vector System (Promega) e il DNA ricombinante è stato sequenziato in entrambe le direzioni. Le sequenze 41 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases nucleotidiche ottenute sono state comparate con quelle depositate in GeneBank e classificate tramite analisi RFLP virtuali utilizzando il programma iPhyClassifier (Zaho et al., 2009). Risultati e discussione In tutti i siti monitorati i sintomi osservati sono stati: scopazzi, giallumi, fasciazioni, diminuzione o assenza di fioritura. I sintomi evolvevano in 1-2 anni portando al disseccamento della pianta colpita. Tutti i campioni sintomatici prelevati nei diversi siti sono risultati positivi a fitoplasmi con ampliconi della taglia attesa di circa 1.200 bp dopo amplificazione “nested” con i “primers” R16F2n/R2. In base allo studio di similarità di sequenza in BLAST ed alla successiva analisi tramite RFLP virtuali i campioni saggiati sono risultati positivi a fitoplasmi del gruppo 16SrV-C (GenBank A.N. del ceppo di riferimento AY197642) o 16SrX-D, quest’ultimo è stato riscontrato con maggiore frequenza. L’accertamento della presenza di infezioni miste tramite “primers” specifici per il sottogruppo 16SrX-D ha permesso di individuare sporadiche infezioni miste dei due fitoplasmi. La diffusione epidemica di questa sindrome in ginestra e la sua associazione a fitoplasmi del gruppo 16SrV-C, non ancora segnalati in Sicilia, desta preoccupazione vista l’associazione di fitoplasmi di questo sottogruppo con la flavescenza dorata (Martini et al., 1999), e la possibilità di una loro possibile trasmissione a vite (Arnaud et al., 2007). La viticoltura siciliana è un settore trainante dell’economia regionale ed è caratterizzata, tra l’altro, da un importante patrimonio varietale, di cui non è mai stata studiata la resistenza/tolleranza alle fitoplasmosi. Parole chiave: Spartium junceum, 16SrV-C, 16SrX-D Spartium witches’ broom in Sicily Spartium junceum is an important pioneer species in the Mediterranean basin. Spartium witches’ broom (SpaWB) disease was already described in both Italy and Spain. Besides the characteristic symptom, the infected plants show fasciations, yellowing of twigs, flower malformation and death of the whole plant. Both ‘Candidatus Phytoplasma spartii’ (16SrX-D) and a phytoplasma member of the 16SrV-C group have been associated to SpaWB. Since 2010 increasing reports of this syndrome were registered in Sicily region (South Italy) and particularly in the Etna area, a valuable viticultural territory. Detection and molecular characterization of phytoplasmas in symptomatic Spartium plants was carried out through analysis of the 16S ribosomal RNA gene amplified by nested-PCR using universal primer pairs. Phytoplasma- 42 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi specific amplicons were cloned and sequenced and the obtained sequences allowed to classify the detected pathogens, on the basis of virtual RFLP analysis performed by iPhyClassifier, in 16SrV-C and 16SrX-D subgroups. Key words: Spartium junceum, 16SrV-C, 16SrX-D Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro svolto in parte nell’ambito della convenzione con Servizio Fitosanitario della Regione Siciliana D.D. n. 1450 del 8/04/2013 “Individuazione di focolai del fitoplasma (16SrRNA V) agente causale della flavescenza dorata della vite” ed in parte nell’ambito del PON SO.PRO.ME, O.R.9 “Patogeni emergenti e da quarantena di specie ornamentali”. Lavori citati / References arnauD G., s. MaLeMBic-MaHer, P. saLar, P. Bonnet, M. MaiXner, c. Marcone, e. BouDon-PaDieu, X. foissac, 2007. Multilocus sequence typing confirms the close genetic interrelatedness of three distinct flavescence dorée phytoplasma strain clusters and group 16SrV phytoplasmas infecting grapevine and alder in Europe. Applied Environmental Microbiology, 73, 4001-4010. Lee i-M., a. Bertaccini, M. viBio, D.e. GunDersen, 1995. Detection of multiple phytoplasmas in perennial fruit trees with decline symptoms in Italy. Phytopathology, 85, 728-735. 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International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 59, 2582-2593. 44 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi GRAVE DEPERIMENTO IN KENTIA ASSOCIATO ALLA PRESENZA DI FITOPLASMI A. Bertaccini1, J.F. Mejia1, S. Paltrinieri1, N. Contaldo1, G. Granata2 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum, Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 DiGeSA, Università di Catania - Via S. Sofia, 100 - 95123 Catania 1 E-mail: [email protected] Introduzione La kentia (Howea forsteriana, Becc.) appartiene all’ordine delle Arecales ed è una specie ampiamente utilizzata come pianta ornamentale da giardino e da interni. Il genere deriva dal nome della capitale dell’isola Lord Howe situata nel sud est dell’Australia dove è endemico e da dove è stato diffuso nel mondo dalla fine del 1700 mediante l’impiego di semi. La pianta adulta ha foglie pinnate e lunghe oltre 2 metri, in natura può raggiungere i 15 metri. Quando la pianta viene coltivata in vaso raggiunge comunque dimensioni ragguardevoli e solitamente viene impiegata per la decorazione di interni di piccole e grandi dimensioni. Poche sono le problematiche fitopatologiche descritte, oltre agli attacchi di cocciniglia che provocano macchie circolari clorotiche delle foglie; inoltre, necrosi e disseccamenti fogliari sono dovuti a Phytophthora palmivora che, da sola o in associazione ad altre specie, è segnalata come agente causale di marciume radicale, favorito da condizioni ambientali caldo-umide ed una antracnosi a foglie e fusti causata da Colletotricum gloeosporioides (Ciccarone, 1997). I fitoplasmi sono stati associati alla presenza di diverse malattie delle palme in molte aree del mondo. I sintomi prevalentemente associati alla loro presenza sono giallumi fogliari, riduzioni di taglia e deperimenti rapidi o lenti. La malattia associata alla presenza di fitoplasmi più conosciuta e devastante delle palme è il “lethal yellowing” descritto finora in almeno 30 specie di palme fra cui Phoenix dactylifera, Veitchia merrilli, Caryota rumphiana, Phoenix canariensis e Elaeis guineensis (Nejat et al., 2009; 2013; Mehdi et al., 2012). La malattia ha ucciso milioni di palme in particolare da cocco (Cocos nucifera) nei Caraibi, in Florida e Messico ed in altre aree dell’America centrale (Oropeza et al., 2011; Ntushelo et al., 2012). Viene qui descritta una malattia individuata in kentia in Sicilia orientale alla quale è stato possibile associare la presenza di fitoplasmi. Materiali e metodi Piante di H. forsteriana con sintomatologia di giallume fogliare, malformazioni e necrosi parziale delle foglie più interne sono state prelevate insieme a piante asintomatiche in un vivaio sito nei pressi di Catania e mantenute in serra a prova di 45 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases insetto. In particolare sono state analizzati campioni da 4 piante prelevate nel 2007 e da 6 piante prelevate nel 2011 e da campioni asintomatici aventi la stessa età. Si è proceduto all’estrazione di acido nucleico da 1,0 g di nervature fogliari o di piccioli mediante una metodologia basata sull’uso di cloroformio e fenolo (Prince et al., 1993). Le piante sono state analizzate due volte: a settembre 2011 ed a febbraio/marzo 2013. L’analisi molecolare mediante PCR è stata effettuata utilizzando i “primers” F1/B6 (Davis e Lee, 1993; Padovan et al., 1995), o P1/P7 (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995), seguiti in PCR “nested” dai “primers” R16mF2/mR1 (Gundersen e Lee, 1996) o R16F2/R2 (Lee et al., 1995). Una ulteriore PCR “nested” è stata poi effettuata sugli amplificati ottenuti, mediante i “primers” 16R758f/16SR1232r (=M1/M2, Gibb et al., 1995) ed R16(I)F1/R1 (Lee et al., 1994). Sono infine state effettuate analisi RFLP mediante l’enzima di restrizione Tru1I (Fermentas, Vilnius, Lituania) sugli amplificati ottenuti con le coppie di “primers” M1/M2 e R16(I)F1/R1 e con Tsp509I (Fermentas, Vilnius, Lituania) solo sugli amplificati ottenuti con i “primers” M1/M2. Risultati e discussione La sintomatologia presente nelle piante sia prelevate nel 2007 che nel 2011 era simile e consisteva in ingiallimento acropeto delle giovani foglie cui seguivano necrosi progressive e disseccamenti. La malattia si manifesta anche in giardini e piante all’esterno di età variabile fra i 5 e i 30 anni con sintomatologie simili che però in molti casi progrediscono in maniera rapida e portano alla malformazione delle foglie, mancata schiusura di quelle giovani con marcata epinastia, fino al deperimento della pianta nel giro di pochi anni. La stessa sintomatologia si riscontra in Australia su piante di kentia e su piante del genere Archontophoenix (G. Granata, dati non pubblicati). Le piante mantenute in serra hanno mostrato una progressione più lenta della malattia che ha portato comunque a morte tre degli esemplari prelevati nel 2007. Le analisi molecolari hanno presentato notevoli problemi dovuti alla verosimile presenza di batteri endofiti che hanno interferito con la diagnosi per individuare la presenza di fitoplasmi e che, in alcuni casi, sono anche stati amplificati e sequenziati. E’ stato necessario mettere a punto un sistema di PCR “nested” specifiche per i fitoplasmi individuati e che nel contempo riducesse l’interferenza di altro DNA di origine procariotica. L’uso di una seconda PCR “nested” ha permesso di rendere il sistema specifico e di individuare la presenza di fitoplasmi appartenenti ai gruppi ribosomici 16SrI-B (giallume dell’astro) e 16SrXII-A (“stolbur”). I fitoplasmi sono stati individuati in infezione singola sia nei campioni prelevati nel 2007 che nel 2011, in entrambe le analisi effettuate e con entrambe le coppie di “primers” impiegate. E’ stato anche possibile individuare, in una pianta prelevata nel 2007, nelle analisi effettuate sui prelievi di settembre 2011 la presenza di un fitoplasma appartenente al gruppo ribosomico 16SrI che è risultato differenziabile dal profilo RFLP da quelli finora descritti. La presenza di fitoplasmi in kentia allarga il numero dei generi di piante suscettibili all’infezione di questi procarioti, occorre comunque verificare che non vi siano altri 46 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi agenti che concorrono a determinare la grave sindrome riscontrata in campo per poter correttamente intervenire bloccando la diffusione della malattia. Parole chiave: deperimento, giallume dell’astro, “stolbur”, kentia, diagnosi A severe kentia decline associated with phytoplasma presence Kentia (Howea forsteriana) is worldwide grown as ornamental especially for inside decorations. Phytoplasmas have been associated with several diseases of palm trees with symptoms that are quite variable and consist of leaf yellowing, reduction in fruit and stalk size, stunting, wilting and severe or slow decline. Lethal yellowing, lethal decline, root wilt, white tip die-back and Al-Wijaam are some of the reported phytoplasmas-associated diseases associated with different species of palm in the world. Lethal yellowing is however a disease associated worldwide with phytoplasmas that affects at least 30 species of palm, among which the most relevant are Phoenix dactylifera, Veitchia merrilli, Caryota rumphiana, Phoenix canariensis and Elaeis guineensis. This disease has killed millions of palm trees such as coconut (Cocos nucifera) throughout the Caribbean, Florida, Mexico, and the Central American region. Kentia plants showing severe symptoms of decline quite similar to the lethal yellowing were observed in outside garden in some areas of Eastern Sicily. To study the disease ten potted plants were collected a few months after sprouting and maintained under insect-proof greenhouse. Total nucleic acids were extracted from 1 g of tissue from leaves and petioles with a chloroform/phenol-based method and direct and nested PCR assays were carried out in two different period of the year (Autumn and Spring). All the samples were negative to phytoplasma presence while in some cases RFLP profiles and sequences related to possible endophitic bacteria were detected. A second nested PCR assay with more specific primers allow to detect phytoplasmas that were identified as belonging to aster yellows (16SrI-B) and “stolbur” (16SrXII-A) ribosomal groups. The detection of these phytoplasmas in kentia with decline symptoms increases the number of plant species that can be infected by these prokaryotes. It is however necessary to further evaluate the possible presence of other microorganisms that may contribute to determine the severe disease detected in open field in order to devise the appropriate disease management to contain its spread. Key words: decline, aster yellows, “stolbur”, kentia, diagnosis Lavori citati / References ciccarone c., 1997. Frog-eye of kentia palms in Southern Italy. Informatore Fitopatologico, 47(11), 43-48. DenG s., c. Hiruki, 1991. Amplification of 16S rRNA genes from culturable and nonculturable Mollicutes. Journal of Microbiology Methods, 14, 53-61. 47 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Davis r.e., i-M. Lee, 1993. Cluster-specific polymerase chain reaction amplification of 16Sr DNA sequences for detection and identification of mycoplasmalike organisms. Phytopathology, 83, 1008-1001. GiBB k.s., a.c. PaDovan, B.a. MoGen, 1995. Studies on sweet potato little-leaf phytoplasmas detected in sweet potato and other plant species growing in Northern Australia. Phytopathology, 85, 169-174. GunDersen D.e., i-M. Lee, 1996. Ultrasensitive detection of phytoplasmas by nested-PCR assays using two universal primer pairs. Phytopathologia meditteranea, 35, 144-151. 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Seemüller2 1 Dipartimento di Farmacia, Università degli Studi di Salerno, via Ponte Don Melillo, 84084 Fisciano (Salerno) 2 Julius Kuehn Institute, Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Plant Protection in Fruit Crops and Viticulture, 69221 Dossenheim, Germany E-mail: [email protected] Introduzione Gli scopazzi del melo (“apple proliferation” = AP) costituiscono una delle più importanti malattie associate alla presenza di fitoplasmi presenti in Europa. Essi sono associati ad AP ‘Candidatus Phytoplasma mali’, membro del gruppo 16SrX (IRPCM, 2004; Seemüller e Schneider, 2004). AP è diffuso nei paesi dell’Europa centrale ed in Italia, nelle regioni estreme settentrionali (Seemüller et al., 2011). Studi condotti con l’ausilio di metodiche molecolari, hanno consentito di individuare cinque piante di melo affette da AP in un impianto di tipo familiare in Val d’Agri, una tra le principali aree agricole della Basilicata (Marcone et al., 1996a). Non sono note, finora, segnalazioni della presenza di AP in altre aree dell’Italia centro-meridionale. Si è, pertanto, ritenuto opportuno approfondire ed estendere le conoscenze sulla reale diffusione e dannosità di AP in Val d’Agri, considerando in particolare impianti di tipo familiare i quali, di solito, non sono soggetti a trattamenti insetticidi o lo sono solo raramente. Materiali e metodi A partire dal 2010, una serie di osservazioni di campo è stata svolta in vari impianti familiari ubicati in Val d’Agri, con maggiore frequenza in periodi di più intensa attività vegetativa, al fine di individuare piante di melo mostranti sintomi tipici di AP. Le piante esaminate erano costituite prevalentemente da cultivar locali ed avevano una età di oltre 20 anni. Campioni di rametti, foglie e radici sono stati prelevati da piante di melo apparentemente sane e da piante sintomatiche e sono stati saggiati mediante PCR per verificare la presenza di fitoplasmi. Come campione di controllo positivo è stato utilizzato il ceppo AT del fitoplasma AP di origine tedesca, in vinca. L’estrazione del DNA totale è stata eseguita da piccioli e nervature fogliari e da porzioni floematiche di rametti e radici, del diametro approssimativo di 1 cm, di piante malate ed apparentemente sane, seguendo la tecnica di arricchimento di Ahrens e Seemüller (1992). Per l’estrazione del DNA da vinca, sono state utilizzate le parti apicali delle piante infette. Per l’analisi PCR 49 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases sono stati impiegati gli iniziatori specifici fO1/rO1, che amplificano un frammento di circa 1080 nucleotici del 16S rDNA di tutti i fitoplasmi del gruppo 16SrX e la coppia fAT/rAS che amplifica un frammento di circa 460 nucleotidi del 16S rDNA e la regione spaziatrice situata tra tale gene e il 23S rDNA del fitoplasma AP (Lorenz et al., 1995; Smart et al., 1996). I prodotti di amplificazione ottenuti con i “primer” fO1/rO1 sono stati sottoposti ad analisi di restrizione separatamente con le endonucleasi SspI e BsaAI seguendo metodiche descritte in letteratura (Marcone et al., 1996b). Risultati e discussione Piante di melo mostranti sintomi tipici di AP sono state individuate in quasi tutti gli impianti esaminati con percentuali di incidenza variabili dal 5 ad oltre il 50%. I sintomi consistevano principalmente in scopazzi, stipole ingrandite e foglie disposte a rosetta all’apice dei germogli. Oltre che sulla parte aerea, scopazzi sono stati rinvenuti a livello ipogeo, ove si originavano dalle grosse radici delle piante affette. Inoltre, alla base delle piante malate è stata spesso evidenziata l’emissione di nuovi getti. Nella maggioranza dei casi, comunque, la gravità dei sintomi non è risultata particolarmente elevata. Sintomi particolarmente intensi, invece, sono stati evidenziati su piante che erano state sottoposte a drastiche potature e/o capitozzatura durante la precedente stagione di stasi vegetativa. Prodotti di amplificazione sono stati ottenuti da tutti i campioni prelevati dai meli sintomatici saggiati impiegando sia i “primer” fO1/rO1, sia quelli fAT/rAT. Nessuna amplificazione è stata ottenuta da meli asintomatici. Con entrambe le coppie di “primer” è stato, inoltre, amplificato il DNA del ceppo di controllo AT. La comparazione dei profili di restrizione ottenuti previa digestione delle sequenze amplificate del 16S rDNA con le sopra citate endonucleasi nonché la specificità dei “primer” impiegati, hanno evidenziato che i meli sintomatici lucani albergavano l’agente AP ‘Ca. P. mali’. La presenza diffusa di AP negli impianti familiari in Val d’Agri è da mettere in relazione al fatto che detti impianti non sono sottoposti a trattamenti insetticidi o lo sono solo raramente. Tali trattamenti, invece, vengono eseguiti normalmente in meleti commerciali, ampiamente presenti in Val d’Agri, nei quali AP non sembra costituire affatto un problema. Una situazione simile a quella presente in Val d’Agri è stata evidenziata in Germania ove una elevata percentuale di piante di melo coltivate in impianti familiari è affetta da AP (Seemüller et al., 2008). Il presente studio ha contribuito ad aggiornare le conoscenze sulla reale diffusione di AP in Val d’Agri, ove soltanto un numero molto limitato di piante affette da AP, presenti in un solo impianto, era stato rinvenuto in passato (Marcone et al., 1996a). I risultati ottenuti, inoltre, evidenziano che le condizioni climatiche dell’Italia meridionale non sono sfavorevoli ad AP e che l’areale di distribuzione di questa temibile malattia da quarantena è molto più spostato verso sud di quanto riportato in precedenza. Parole chiave: ‘Candidatus Phytoplasma mali’, scopazzi del melo, PCR, 16S rDNA 50 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Widespread occurrence of apple proliferation in low-intensity orchards in Agri valley, Basilicata (Italy) Over the last three years, visual symptom assessment and PCR amplification were used to survey the occurrence of apple proliferation (AP) disease in low-intensity orchards in the Agri valley, a major cultivation area of Basilicata region. The apple trees examined, whose scion cultivars were not determined and consisted mostly of local cultivars, were more than 20 years old and therefore had been exposed to insect vectors for a long time. The survey revealed that a high percentage of trees were infected reaching more than 50% in some locations. The symptoms of diseased trees were generally mild and consisted of enlarged stipules, rosettes, witches’ brooms as well as basal witches’ broom-like growth arising from large roots. However, incidence and severity of symptoms in the aerial parts of affected trees were pronounced only in trees which had been heavily pruned in the previous dormant season. Specificity of the primers used and restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis of PCR-amplified 16S rDNA sequences employing SspI and BsaAI restriction endonucleases showed that the trees testing positive by PCR were infected by the AP agent ‘Candidatus Phytoplasma mali’. The high incidence of AP infections in lowintensity orchards in Agri valley is likely associated with inappropriate vector control. The trees examined were not or only rarely treated with insecticides. On the other hand, typical AP symptoms seem to be uncommon in commercial apple orchards in Agri valley, which are treated with standard insecticide programs. Although a few APaffected apple trees grown in a low-intensity orchard in Agri valley had previously been observed, our survey shows that the distribution of AP disease in Europe extents further south than previously thought and that the climatic conditions of Southern Italy are not unsuitable for this quarantine disease. Key words: ‘Candidatus Phytoplasma mali’, apple proliferation, PCR, 16S rDNA Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro eseguito con fondi FARB, anno 2011, dell’Università degli Studi di Salerno. Lavori citati / References aHrens u., e. seeMüLLer, 1992. Detection of DNA of plant pathogenic mycoplasmalike organisms by a polymerase chain reaction that amplifies a sequence of the 16S rRNA gene. Phytopathology, 82, 828-832. LorenZ k.-H., B. scHneiDer, u. aHrens, e. seeMüLLer, 1995. 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International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 54, 1243-1255. seeMüLLer e., B. scHneiDer, 2004. ‘Candidatus Phytoplasma mali’, ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ and ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’, the causal agents of apple proliferation, pear decline and European stone fruit yellows, respectively. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 54, 1217-1226. seeMüLLer e., H. kison, k.-H. LorenZ, 1998. On the geographic distribution and prevalence of the apple proliferation phytoplasma in low-intensity orchards in Germany. Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, 105(4), 404-410. seeMüLLer e., L. carraro, W. JarauscH, B. scHneiDer, 2011. Apple proliferation phytoplasma. In: Virus and Virus-Like Diseases of Pome and Stone Fruits. Hadidi A., Barba M., Candresse T., Jelkmann W., (Eds). The American Phytopathological Society (APS Press), St. Paul, Minnesota, USA, 67-73. sMart c.D., B. scHneiDer, c.L. BLoMQuist, L.J. Guerra, n.a. Harrison, u. aHrens, k.-H. LorenZ, e. seeMüLLer, B.c. kirkPatrick, 1996. Phytoplasma-specific PCR primers based on sequences of the 16-23S rRNA spacer region. Applied and Environmental Microbiology, 62(8), 2988-2993. 52 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi ELEVATA OMOGENEITÀ GENETICA IN POPOLAZIONI DI FITOPLASMI ASSOCIATI AGLI SCOPAZZI DEL MANDORLO IN LIBANO F. Quaglino1, P. Casati1, Y. Abou-Jawdah2, E. Choueiri3, M. Molino-Lova4, R. Tedeschi5, A. Alma5, P.A. Bianco1 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia,Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 2 Faculty of Agricultural and Food Sciences, American University of Beirut, PO Box 11-0236, Beirut, Lebanon 3 Lebanese Agricultural Research Institute, Tal Amara, Rayak, PO Box 287, Zahlé, Lebanon 4 AVSI Lebanon, Rue St. Fawka, Centre Jean Paul II, 1200 Jounieh Ghadir, Lebanon 5 DISAFA, Università degli Studi di Torino – via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 1 E-mail: [email protected] Introduzione I fitoplasmi ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ appartenenti ai sottogruppi 16SrIX-B, -D, -F, -G (Molino Lova et al., 2011; Lee et al., 2012), sono associati alla malattia denominata scopazzi del mandorlo (AlmWB) in Libano. Tale malattia colpisce mandorlo, pesco e nettarina, causando notevoli perdite di produzione e, soprattutto in mandorlo, arrivando a provocare la morte delle piante malate in pochi anni dalla comparsa dei primi sintomi (Abou-Jawdah et al., 2003; 2009). Nonostante la diversità genetica rilevata sul gene 16S rDNA, l’analisi di geni meno conservati (rplV-rpsC e secY) ha permesso di riscontrare una forte omogeneità in fitoplasmi associati a AlmWB (Lee et al., 2012). In questo lavoro, la variabilità genetica in popolazioni di fitoplasmi associati ad AlmWB è stata valutata impiegando geni mai usati in precedenza per la caratterizzazione di ceppi di ‘Ca. P. pheonicium’. Materiali e metodi Nel corso delle attività di monitoraggio di AlmWB svolte nel 2012 in Libano, sono stati raccolti campioni fogliari da 41 piante sintomatiche in regioni del Nord (19 mandorli) e del Sud (9 mandorli) e nella valle della Bekàa (8 mandorli e 5 peschi). I fitoplasmi associati ad AlmWB (AlmWBf) sono stati rilevati attraverso analisi PCR con l’impiego dei “primers” ALW-F2/ALW-R2 (Abou-Jawdah et al., 2003). I ceppi di AlmWBf identificati sono stati caratterizzati attraverso analisi PCR-RFLP e sequenziamento dei geni 16S rRNA, tuf, degV e groEL. Per il 16S rDNA, sono 53 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases stati impiegati “primers” e condizioni di reazione precedentemente descritti (Lee et al., 1998). Due fitoplasmi di riferimento sono stati utilizzati come controlli positivi: AlmWBf (sottogruppo 16SrIX-D) e PEY (giallume di Picris echioides, sottogruppo 16SrIX-C). Gli ampliconi ottenuti sono stati digeriti con gli enzimi TaqI e BstUI (Molino Lova et al., 2011). Per i geni tuf, degV e groEL, i “primers” sono stati disegnati sulla base dei dati ottenuti dal sequenziamento parziale del genoma di un ceppo di AlmWBf (dati non pubblicati). Le condizioni di reazione sono state: 94°C per 5 min, 35 cicli (94°C per 1 min, 50°C (53°C per la PCR-“nested”) per 2 min, 72°C per 3 min), 72°C per 10 min. Gli amplificati del gene degV sono stati digeriti con gli enzimi DraI, HinfI, MboII; quelli del gene groEL con gli enzimi AluI, HinfI, HpyCH4V, MboII, TaqI; quelli del gene tuf con gli enzimi AluI, MboII, HpyCH4V, Tsp509I. Al fine di valutare la presenza di eventuali differenze esterne ai siti di taglio, 12 prodotti PCR (4 ampliconi rappresentativi dei ceppi di AlmWBf identificati nelle diverse aree esaminate) sono stati sequenziati e successivamente allineati mediante il programma BioEdit. Risultati e discussione Fitoplasmi riferibili ad AlmWB sono stati identificati mediante analisi PCR con l’impiego dei “primers” ALW-F2/ALW-R2 in tutte le piante sintomatiche in esame, confermando l’efficacia e la specificità del saggio diagnostico utilizzato (AbouJawdah et al., 2003). Soltanto per AlmWBf identificati in 33 piante (13 del Nord, 13 del Sud, 7 della Bekàa) è stato possibile ottenere l’amplificazione dei geni 16S rRNA, tuf, degV e groEL, impiegati per la successiva caratterizzazione molecolare. Le analisi RFLP, condotte sui quattro geni esaminati, hanno mostrato profili di restrizione identici nei 33 ceppi di AlmWBf. Tali profili sono risultati indistinguibili da quelli del ceppo di riferimento del sottogruppo 16SrIX-D, ma distinti da quelli del ceppo PEY (sottogruppo 16SrIX-C). Le analisi degli allineamenti delle sequenze nucleotidiche di geni 16S rRNA, tuf, degV e groEL, amplificati da 12 ceppi rappresentativi di AlmWBf, hanno confermato l’estrema omogeneità genetica all’interno della popolazione fitoplasmatica. In particolare, le sequenze dei geni 16S rRNA, tuf e groEL dei ceppi esaminati sono risultate identiche (100% identità di sequenza). Per quanto riguarda il gene degV, la sequenza di un ceppo di AlmWBf, identificato in una pianta di mandorlo nel Nord del Libano, è risultata distinta dalle sequenze dei ceppi rimanenti per la presenza di una mutazione puntiforme situata all’esterno di siti di restrizione. La presenza di tale mutazione è stata confermata dalla ripetizione dell’amplificazione e del sequenziamento dallo stesso DNA. I risultati dell’analisi di sequenza di geni multipli, effettuata attraverso la caratterizzazione molecolare di quattro frammenti genomici di AlmWBf, ha evidenziato un’omogeneità genetica estremamente elevata all’interno di popolazioni di ceppi di ‘Ca. P. phoenicium’ associati a AlmWB, suggerendo la possibile proprietà clonale di tali popolazioni fitoplasmatiche in Libano. Ulteriori studi saranno condotti su geni meno conservati (per esempio, regioni genomiche di origine fagica) al fine di approfondire tale aspetto. 54 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Parole chiave: analisi di sequenze geniche multiple, ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’, RFLP High genetic homogeneity among almond witches’ broom phytoplasma populations in Lebanon ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ (CaPphoe), subgroups 16SrIX-B, -D, -F, -G, is associated with almond witches’ broom (AlmWB) disease in Lebanon. The severity of AlmWB symptoms and related crop losses produced in almond, peach and nectarine prompted further studies on diverse aspects of the disease epidemiology. In the present work, analyses focused on molecular characterization of CaPphoe populations associated with AlmWB through a multilocus sequence typing (MLST) approach based on PCR-RFLP and sequence analyses of the genes 16S rRNA, tuf, degV, and groEL. Forty-one symptomatic plants were sampled in northern and southern Lebanon, and in the Bekàa valley. PCR-based detection confirmed the presence of CaPphoe in all the analyzed samples. MLST analyses were performed on 33 AlmWB phytoplasma strains that were positive to amplifications of the four analyzed genes. Identical patterns from RFLP analyses of 16S rRNA, tuf, degV, and groEL genes were shared by the CaPphoe strains examined. Such profiles were undistinguishable from those of CaPphoe reference strain of subgroup 16SrIX-D, but distinct from those of PEY (Pichris echioides yellows) strain (16SrIX-C). Alignments of 16S rRNA, tuf, degV, and groEL gene sequences of 12 representative CaPphoe strains (from North and South Lebanon, and from Bekàa valley) revealed the presence of a single nucleotide polymorphism within the degV gene of one CaPphoe strain identified in almond. Nucleotide sequences of other CaPphoe strains are completely identical. MLST analyses evidenced an unexpected high genetic homogeneity among CaPphoe populations from diverse geographic regions of Lebanon. These data suggested the possible clonal properties of CaPphoe strains in Lebanon. Further studies on less conserved genes will be carried out to confirm results from the present work. Key words: multilocus sequence typing, ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’, RFLP Lavori citati / References aBou-JaWDaH Y., H. DakHiL, s. eL-MeHtar, i.-M. Lee, 2003. Almond witches’ broom phytoplasma, a potential threat to almond, peach and nectarine. Canadian Journal of Plant Pathology, 25, 28-32. aBou-JaWDaH Y., H. soBH, M. akkarY, 2009. First report of Almond witches’ broom phytoplasma (‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’) causing a severe disease on nectarine and peach trees in Lebanon. Bulletin OEPP/EPPO, 39, 94-98. 55 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lee i-M., k.D. Bottner-Parker, Y. ZHao, a. Bertaccini, r.e. Davis, 2012. Differentiation and classification of phytoplasmas in the pigeon pea witches’ broom group (16SrIX): an update based on multiple gene sequence analysis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 62, 22792285. Lee i-M., D.e. GunDersen-rinDaL, r.e. Davis, i.M. BartosZYk, 1998. Revised classification scheme of phytoplasmas based on RFLP analyses of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences. International Journal of Systematic Bacteriology, 48, 1153-1169. MoLino Lova M., f. QuaGLino, Y. aBou-JaWDaH, e. cHoueiri, H. soBH, P. casati, r. teDescHi, a. aLMa, P.a. Bianco, 2011. Identification of new 16SrIX subgroups, -F and -G, among ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ strains infecting almond, peach and nectarine in Lebanon. Phytopathologia Mediterranea, 50(2), 273-282. 56 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi PRIMA SEGNALAZIONE DI ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA SOLANI’ ASSOCIATO A LEGNO NERO DELLA VITE IN GIORDANIA N.M. Salem1, F. Quaglino2, A. Abdeen3, P. Casati2, D. Bulgari2, A. Alma4, P.A. Bianco2 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Jordan, Amman, 11942, Jordan 2 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia,Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 3 Knowledge Sector, Royal Scientific Society, Amman, 11942, Jordan 4 DISAFA, Università degli Studi di Torino – via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 1 E-mail: [email protected] Introduzione Il legno nero (LN) è una malattia del complesso dei giallumi della vite (GY) associata a ‘Candidatus Phytoplasma solani’, appartenenti al sottogruppo 16SrXII-A, trasmessi principalmente dal cixiide polifago Hyalesthes obsoletus Signoret (Alma et al., 1987). LN è diffuso soprattutto in Europa e nei Paesi del Bacino del Mediterraneo ma, negli ultimi anni, la sua presenza è stata rilevata anche in Sud America, Sud Africa, Cina ed Iran (Botti e Bertaccini, 2006; Gajardo et al., 2009; Karimi et al., 2009; Duduk et al., 2010). In questo lavoro si riporta la prima segnalazione di fitoplasmi associati a LN in Giordania. Materiali e metodi Nel corso delle attività di monitoraggio condotte in vigneti della Giordania in agosto e ottobre 2012, sono stati raccolti campioni fogliari da 25 piante di vite (Vitis vinifera L.) che mostravamo alterazioni cromatiche accompagnate da accartocciamento della lamina fogliare, disseccamento dei grappoli e maturazione irregolare dei tralci, sintomi tipici dei giallumi della vite (GY) (Belli et al., 2012). Negli stessi vigneti, sono stati raccolti campioni fogliari da sei piante di convolvolo (Convolvulus arvensis L.) che mostravano riduzione della crescita e alterazioni cromatiche, sintomi solitamente associati alla presenza di fitoplasmi. Campioni fogliari sono stati raccolti anche da piante asintomatiche di vite e di convolvolo. Il DNA totale è stato estratto dai campioni in esame e impiegato come templato in reazioni di amplificazione (“nested” PCR) del gene 16S rRNA condotte mediante l’impiego delle coppie di “primers” P1/P7 e 57 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases R16F2n/R2, universali per il genere ‘Candidatus Phytoplasma’ (Lee et al., 1998). Inoltre, i DNA estratti da piante di vinca [Catharanthus roseus G. (Don)] infetta dai ceppi STOL (‘Ca. P. solani’, 16SrXII-A), SAY (‘Ca. P. asteris’, 16SrI-B) e EY (‘Ca. P. ulmi’, 16SrV-A) sono stati impiegati come controlli positivi. Il DNA estratto da vinca sana e la miscela di reazione priva di DNA sono stati usati come controlli negativi. I prodotti PCR ottenuti sono stati sequenziati da un servizio commerciale (Primm, Milano) e depositati in GenBank (no. KC835139, vite; no. KC835140, convolvolo). Per l’identificazione molecolare dei fitoplasmi, le sequenze sono state analizzate con i software BlastN (identità di sequenza), BioEdit (allineamento) e iPhyClassifier (attribuzione sottogruppo tassonomico). Risultati e discussione Le reazioni di “nested” PCR hanno evidenziato la presenza di un frammento della lunghezza attesa (circa 1250 nucleotidi) in tre piante di vite sintomatiche, in cinque piante di convolvolo sintomatiche e nei tre controlli positivi, confermando la presenza di fitoplasmi in vite e convolvolo in Giordania. Nessuna amplificazione è stata riscontrata nelle piante asintomatiche e nei controlli negativi. L’analisi BlastN delle sequenze nucleotidiche ha evidenziato che i fitoplasmi, identificati in vite e convolvolo in Giordania, condividono un’identità di sequenza del 99,5% con STOL (sequenza no. AF248959), il ceppo di riferimento della specie ‘Ca. P. solani’. Inoltre, l’allineamento effettuato con il software BioEdit ha mostrato che i fitoplasmi individuati possiedono le sequenze distintive di STOL senza alcuna mutazione (Quaglino et al., 2009; 2013). La successiva analisi di RFLP virtuale, condotta con il software iPhyClassifier, ha confermato l’appartenenza dei ceppi al sottogruppo 16SrXII-A. Tali evidenze sperimentali hanno consentito di segnalare, per la prima volta, la presenza di ‘Ca. P. solani’, associati a LN della vite in Giordania. Ulteriori indagini saranno condotte per accertare il ruolo di H. obsoletus, già segnalato in Giordania, e di altri possibili insetti vettori nella diffusione di ‘Ca. P. solani’ e nell’epidemiologia di LN. Parole chiave: Vitis vinifera L., 16S rDNA, sequenze distintive, Hyalesthes obsoletus First report of ‘Candidatus Phytoplasma solani’ associated with grapevine “bois noir” disease in Jordan During a survey carried out in Jordan vineyards in August and October 2012, grapevine plants showing typical grapevine yellows disease symptoms were observed. In the same vineyards, bindweed plants showing stunting and leaf chromatic alteration suggesting the involvement of phytoplasmas in the disease were found. Total DNA was extracted from leaf veins of 25 symptomatic and two asymptomatic grapevines, and from five 58 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi symptomatic and two asymptomatic bindweeds. 16S rDNA nested PCRs, carried out using the primer pairs P1/P7 followed by R16F2n/R16R2, evidenced the presence of a band of the expected size (1,250 nuclotides) in three grapevine and in five bindweed samples. Selected PCR products were sequenced and deposited in NCBI GenBank under accession no. KC835139 (strain from grapevine) and KC835140 (strain from bindweed). The 16S rDNA nucleotide sequences of phytoplasmas identified in grapevine and bindweed in Jordan shared >99.5% sequence identify with ‘Candidatus Phytoplasma solani’ reference strain STOL (AF248959), and carried identical STOL-unique signature sequence and distinguishing sequence blocks. Moreover, phylogenetic and in silico RFLP analyses confirmed the affiliation of phytoplasma strains identified in grapevine and bindweed in Jordan to ‘Ca. P. solani’ (subgroup 16SrXII-A), opening to future studies focusing on investigating more accurately the diffusion and impact of BN in Jordan, where the insect Hyalesthes obsoletus Signoret, a polyphagous Cixiidae responsible for BN phytoplasma transmission in vineyards in Europe, was previously reported. Key words: Vitis vinifera L., 16S rDNA, signature sequence, Hyalesthes obsoletus Lavori citati / References aLMa a., c. arnò, a. arZone, c. viDano, 1987. New bio-logical reports on Achenorrhyncha in vineyards, pp. 509-516. In: Proceeding of the 6th Auchenorrhyncha Meeting, Turin, Italy, 7-11 September 1987. BeLLi G., P.a. Bianco, M. conti, 2010. Grapevine yellows in Italy: past, present and future. Journal of Plant Pathology, 92, 303-326. Botti s., a. Bertaccini, 2006. First report of phytoplasmas in grapevine in South Africa. Plant Disease, 90, 1360. DuDuk B., J.B. tian, n. contaLDo, X.P. fan, s. PaLtrinieri, Q.f. cHen, Q.f. ZHao, a. Bertaccini, 2010. Occurrence of phytoplasmas related to stolbur and to ‘Candidatus Phytoplasma japonicum’ in woody host plants in China. Journal of Phytopathology, 158(2), 100-104. GaJarDo a., n. fiore, s. ProDan, s. PaLtrinieri, s. Botti, a.M. Pino, a. ZaMorano, J. MonteaLeGre, a. Bertaccini, 2009. Phytoplasmas associated with grapevine yellows in Chile. Plant Disease, 93, 789-796. kariMi M., n. contaLDo, B. MaHMouDi, B. DuDuk, a. Bertaccini, 2009. Identification of stolbur-related phytoplasmas in grapevine showing decline symptoms in Iran. Le Progrès agricole et viticole, HS, 208-209. Lee i-M., D.e. GunDersen-rinDaL, r.e. Davis, i.M. BartosZYk, 1998. Revised classification scheme of phytoplasmas based on RFLP analyses of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences. International Journal of Systematic Bacteriology, 48, 1153-1169. 59 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases QuaGLino f., Y. ZHao, P.a. Bianco, W. Wei, P. casati, G. Durante, r.e. Davis, 2009. New 16Sr subgroups and distinct single nucleotide polymorphism lineages among grapevine Bois noir phytoplasma populations. Annals of Applied Biology, 154, 279-289. QuaGLino f., Y. ZHao, P. casati, D. BuLGari, P.a. Bianco, W. Wei, r.e. Davis, 2013. ‘Candidatus Phytoplasma solani’, a novel taxon associated with stolbur and bois noir related diseases of plants. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (Epub ahead of print, doi:10.1099/ijs.0.044750-0). 60 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi IDENTIFICAZIONE DI FITOPLASMI APPARTENENTI AL GRUPPO 16SrIX-C IN PIANTE DI ArgyrANTheMUM frUTeSCeNS L. E. Costantini, L. Ferretti, A. Gentili, F. Punelli, G. Pasquini Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura- Centro di Ricerca per la Patologia vegetale, CRA-PAV – via C.G. Bertero, 22, 00156 Roma E-mail: [email protected] Introduzione Le malattie associate alla presenza di fitoplasmi oltre ad interessare specie agronomiche quali vite, drupacee, pomacee e piante orticole, possono colpire anche specie ornamentali di interesse florovivaistico. In questo caso i danni sono a carico della qualità delle produzioni floricole: l’infezione riduce, infatti, la vigoria e la vitalità delle piante, la differenziazione e la formazione completa dei fiori, con conseguente riduzione del valore commerciale di tali produzioni, che vengono drasticamente compromesse e annullate. Le principali fitoplasmosi che colpiscono le piante ornamentali sono state riscontrate in crisantemo, in cui si manifestano fenomeni di virescenza e di fillodia a carico dei fiori e riduzioni della dimensione fogliare (Ragozzino et al., 1977; Bertaccini et al., 1990; 1992); in ranuncolo, in cui si ha un anomalo sviluppo delle branche laterali ed infiorescenze malformate (Bertaccini et al., 1998); in margherita in cui si manifestano giallumi fogliari ed emissione eccessiva di ricacci laterali a carico delle branche (Conti e Mela, 1987). In questo lavoro viene riportata la prima segnalazione del “Picris echioides yellows phytoplasma” (fitoplasma appartenente al gruppo 16SrIX) in piante di margherita (Argyranthemum frutescens L.). Materiali e metodi Durante un programma di monitoraggio condotto presso alcuni vivai della regione Lazio, sono state individuate delle piante di A. frutescens manifestanti sintomi riconducibili ad infezioni di origine fitoplasmatica: giallumi diffusi a livello fogliare, anomalo sviluppo di germogli ascellari laterali, tale da fare assumere alle piante il tipico aspetto di scopazzi, malformazioni di foglie ed infiorescenze. Il DNA totale è stato estratto da otto piante sintomatiche seguendo il protocollo proposto da Doyle e Doyle (1990) opportunamente modificato, partendo da 0,5 g di tessuto fogliare. Al fine di individuare la presenza del fitoplasma, il DNA è stato sottoposto ad amplificazione genica mediante PCR con la coppia di “primer” universale P1/P7 (Deng and Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995) e PCR “nested” con 61 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases i “primers” R16F2n/R16R2 (Gundersen e Lee, 1996); è stata inoltre effettuata una PCR diretta con la coppia di “primers” universali U5/U3 (Lorenz et al., 1995). L’amplificazione con i “primers” P1/P7 e R16F2n/R16R2, è stata eseguita secondo i seguenti parametri: denaturazione iniziale a 94°C per 3 min, 35 cicli comprendenti denaturazione a 94°C per 45 s, “annealing” a 55°C per 1 min, ed allungamento a 72°C per 2 min, a cui è seguita una fase di allungamento finale a 72°C per 10 min. I prodotti della prima amplificazione sono stati utilizzati come templato nella PCR “nested”, con le seguenti condizioni di temperatura: denaturazione iniziale a 95°C per 3 min, 35 cicli comprensivi di denaturazione a 94°C per 1 min, “annealing” a 55°C per 2 min, allungamento a 72°C per 3 min, ed infine un’ultima fase di allungamento a 72°C per 7 min. L’amplificazione con i “primers” U5/U3 è stata invece ottenuta con una denaturazione iniziale di 95°C per 3 min, 35 cicli comprendenti: denaturazione a 94°C per 1 min, “annealing” a 55°C per 1 min, allungamento a 72°C per 1 min 30 s, e una fase di allungamento finale a 72°C per 10 min. I seguenti campioni di riferimento sono stati inseriti come controlli positivi: “Picris echioides yellows phytoplasma” (PEY, 16SrIX-C) (Bertaccini, 2010), “severe aster yellows phytoplasma” (SAY, 16SrI-B); “elm yellows phytoplasma” (EY, 16SrV-A) e “stolbur phytoplasma” (STOL, 16SrXII-A), questi ultimi presenti in collezione presso il CRA-PAV. In ogni esperimento sono stati altresì inclusi un controllo negativo (sano) e il bianco. I frammenti di DNA così ottenuti sono stati sottoposti ad analisi del polimorfismo della lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP), utilizzando le seguenti endonuclesi: TaqI, RsaI e MseI (Bio-labs®Inc). Dieci microlitri del prodotto della PCR “nested” sono stati digeriti secondo le indicazioni fornite dall’azienda produttrice e i profili di restrizione sono stati separati in un gel di poliacrilammide al 5% in tampone TBE 1X e visualizzati a luce UV dopo essere stati trattati con bromuro di etidio. Inoltre il DNA amplificato in PCR “nested” è stato purificato con il kit commerciale Microcon PCR kit – Amicon, Bedford, MD, USA, e clonato in un sistema vettore pGEM–T easy secondo le istruzioni del produttore (Promega, Madison, WI, USA). I cloni sono stati, quindi, sequenziati e la sequenza ottenuta è stata confrontata in banca dati (NCBI) mediante software BLAST. La stessa sequenza è stata sottoposta ad un saggio di restrizione in silico con l’endonucleasi AluI, utilizzando il software iPhyClassifier (Zhao et. al., 2009) al fine di caratterizzare ulteriormente il fitoplasma individuato. Risultati e discussione Tra le piante di Argyranthemum frutescens L. saggiate soltanto tre, provenienti dallo stesso vivaio, sono risultate positive sia alla PCR “nested” con i “primers” R16F2n/ R16R2 che nella PCR diretta effettuata con i “primers” U5/U3, confermando la presenza di fitoplasmi. La mancata positività delle altre piante potrebbe essere dovuta al fatto che i tessuti floematici erano già fortemente compromessi per la gravità dei sintomi. L’analisi dei profili di restrizione eseguita con le endonucleasi TaqI, RsaI e MseI ha 62 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi confermato la presenza di un fitoplasma appartenente al gruppo 16SrIX. Dall’analisi dei frammenti di restrizione virtuale, effettuata con l’enzima AluI, è stato possibile confermare l’appartenenza del fitoplasma individuato sulle piante di margherita sintomatiche al sottogruppo di “Picris echioides yellows” (16SrIX-C) (Heinrich et al., 2001). Le sequenze dei cloni relative al gene ribosomico 16S, analizzate con il programma NCBI BLAST, hanno messo in evidenza un’omologia del 99% con “Picris echioides yellows” (PEY, 16SrIX-C). Questo lavoro rappresenta la prima segnalazione di un fitoplasma strettamente correlato a “Pichris echioides yellows” in Argyranthemum frutescens L. L’indagine effettuata in alcuni vivai del Lazio ha evidenziato la presenza di piante di margherita con sintomi simili a quelli descritti in diversi vivai al dettaglio. Ciò mette in luce l’importanza di controlli fitosanitari a livello di produzione, per garantire la qualità e la sanità del materiale che viene immesso sul mercato. Parole chiave: “Pichris echioides yellows phytoplasma”, Argyranthemum frutescens, PCR “nested” Identification of 16SrIX-C phytoplasmas in Argyranthemum frutescens L. Phytoplasmas diseases are well known to affect not only vegetable species of very high economic importance like grape, stone and pome fruits, but even plant species of horticultural interest, like ornamental species. In these cases the pathogens reduce dramatically the quality of production, the vigor and vitality of the plants, modify the flowers differentiation, compromising drastically their commercial value. Ssymptomatic plants of cultivated Argyranthemum frutescens L., identified in some nurseries located in Latium region were tested for phytoplasmas presence. The plants showed strong symptoms including general yellowing and stunting, little-leaf and/or abnormal proliferation of axillary shoots resulting in witches’ broom appearance, and reduced size of flowers. The presence of a phytoplasma infection in symptomatic samples was confirmed by amplification of 16S rDNA in direct PCR using the universal primers P1/ P7, followed by a nested PCR with primers R16F2n/R16R2, and in direct PCR using universal primers U5/U3. The analysis of restriction fragments length polymorphism of amplicons obtained in nested PCR, performed with the endonucleases TaqI, RsaI and MseI, revealed that the phytoplasma belonged to the group 16SrIX. The same amplicons were purified, cloned into pGEM–T easy vector system and sequenced. The 16S rRNA gene sequences analyzed through in silico restriction assay using AluI endonuclease (iPhyClassifier software) identified the phytoplasma as Picris echioides yellows, belonging to the 16SrIX subgroup C. The sequence analysis (NCBI BLAST program) showed an homology of 99% with the same phytoplasma. This is the first report of 16SrIX-C phytoplasma infection in A. frutescens. Key words: Pichris echioides yellows phytoplasma, Argyranthemum frutescens, PCR nested 63 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Ringraziamenti / Acknowledgements Il lavoro è stato svolto nell’ambito del P.F. STRATECO, finanziato dal MiPAAF. Lavori citati / References Bertaccini A., 2010. http://www.ipwgnet.org/index.php?option=com_content&view=artic le&id=29&Itemid=5, last entered February 11, 2013 Bertaccini A., f. Marani, s. raPetti, 1988. Phyllody and virescence in Ranunculus hybridus. Acta Horticolturae, 234, 123-128. Bertaccini A., r.e. Davis, i-M. Lee, 1990. Distinctions among mycoplasmalike organisms (MLOs) in Gladiolus, Ranunculus, Brassica, and Hydrangea through detection with nonradioactive cloned DNA probes. Phytopathologia Mediterranea, 29, 107-113. Bertaccini A., r.e. Davis, R.W. HaMMonD, M. BiBio, M.G. BeLLarDi, i-M. Lee, 1992. 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New York: Academic Press. 64 TRASMISSIONE DI FITOPLASMI ED INSETTI VETTORI PHYTOPLASMA TRANSMISSION AND INSECT VECTORS Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi FITOPLASMI E TRASMISSIONE PER SEME Maurizio Conti Istituto Virologia Vegetale, CNR, (IVV) Strada delle Cacce 73, 10135 Torino, Italy. E-mail: [email protected] Introduzione L’eventualità che i fitoplasmi possano trasmettersi attraverso il seme delle piante ospiti non è stata presa in considerazione se non lungo tempo dopo la scoperta di questi patogeni (1967), forse perché molto spesso le piante infette presentano alterazioni di tale gravità da renderle sterili, inducendo ad escludere tale possibilità a priori. Conforta questa opinione anche il fatto che i virus delle piante localizzati nel solo floema – come i fitoplasmi - non sono trasmessi per seme. Le prime ricerche specifiche sulla trasmissione per seme dei fitoplasmi, iniziate tra la fine del ‘900 e il principio del secolo corrente, hanno evidenziato la complessità di questi studi e lasciano ancora adito a molte incertezze (Khan et al., 2002a; Cordova et al., 2003; Jiang et al., 2004; Botti e Bertaccini, 2006; Calari et al., 2011). Con il presente lavoro si intende portare a conoscenza di risultati di indagini realizzate negli anni settanta del secolo scorso e mai pubblicate perché incompiute, che potrebbero però fornire spunti utili a nuovi studi sull’argomento. Materiali e metodi Al fine di ottenere semi da piante infette, alcune vinche (Catharanthus roseus) allevate da seme in serra, sono state innestate con marze prelevate da piante infette con un isolato di “aster yellows” (CY: 16SrI-B) dopo che avevano sviluppato 2-4 fiori. I primi sintomi di infezione sono comparsi 2-3 settimane più tardi ma gli ultimi fiori normali hanno prodotto frutti con semi che sono stati raccolti, conservati a secco per un mese circa e quindi seminati in terreno sterilizzato, in serra. I semenzali ottenuti sono stati allevati in condizioni di isolamento per oltre due anni, insieme con piante coetanee sane, utilizzate come controlli per agevolare il rilevamento di eventuali sintomi di infezione. Soggetti che presentavano alterazioni di natura dubbia sono stati controllati per la presenza di infezioni da fitoplasmi mediante microscopia elettronica (in sezioni ultrasottili di tessuti) e prove di trasmissione per innesto a vinche sane. E’ appena il caso di ricordare che all’epoca i moderni mezzi diagnostici non erano purtroppo disponibili. 67 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Risultati e discussione I sintomi sulle vinche in fioritura infettate per innesto sono stati: virescenza, giallume, riduzione di sviluppo, accorciamento degli internodi e scopazzi. Dai frutti prodotti sono stati raccolti complessivamente un centinaio di semi che hanno originato 79 semenzali. A circa quattro mesi dall’emergenza, questi presentavano due aspetti distinti: (A) normali, non distinguibili dai controlli sani: in tutto 36 piante; (B) di sviluppo ridotto e portamento cespuglioso per l’emissione di numerosi ricacci basali e laterali: 39 piante, delle quali solo 7 con uno o più fiori. Altre 4 piante avevano aspetto intermedio ai precedenti. Con il passare del tempo, ciascun gruppo di piante ha mantenuto il portamento originario, accentuandone anzi i caratteri: le piante di tipo A sono cresciute in modo normale, conservando l’aspetto di piante sane, come i controlli; le piante di tipo B sono rimaste di sviluppo ridotto, aspetto cespuglioso e non hanno prodotto fiori, se non in pochi casi e parecchi mesi dopo l’emergenza. I fiori erano inoltre di numero e dimensioni inferiori alla norma, con petali disuguali e deformati. Da piante del tipo B prove di trasmissione per innesto a vinche sane sono state eseguite 8, 13 e 20 mesi dopo l’emergenza. Una sola pianta delle 82 innestate complessivamente ha sviluppato sintomi di infezione da CY (riduzione di sviluppo, virescenza, miniaturizzazione delle foglie) e la microscopia elettronica ha confermato in essa la presenza di fitoplasmi (R.G. Milne, dati non pubblicati). Gli altri controlli effettuati al microscopio elettronico direttamente su piante del tipo B, a vari stadi di sviluppo, fino a due anni dall’emergenza, sono risultati tutti negativi. Anche le indagini di molti anni or sono, su riportate, non hanno fornito risultati conclusivi sulla trasmissibilità per seme dei fitoplasmi come anche, del resto, quasi tutti gli studi condotti in epoca più recente (Cordova et al., 2003; Jiang et al., 2004; Chung et al., 2006). Tra questi, i risultati ottenuti con le indagini sulla malattia degli scopazzi dell’erba medica, diffusa in Oman, sono quelli che maggiormente sembrano suggerire la possibilità della trasmissione per seme, almeno per questa particolare malattia (Khan et al., 2002b; Botti e Bertaccini, 2006). Grazie alle metodologie diagnostiche attualmente disponibili, gli studi sulla trasmissibilità per seme dei fitoplasmi potrebbero essere affrontati, oggi, con probabilità di successo molto maggiori: se così fosse, anche qualcuno dei dati riferiti nel presente lavoro potrebbe forse tornare utile allo scopo. Parole chiave: epidemiologia, interazioni pianta-patogeno, prevenzione, lotta, quarantena Phytoplasmas and seed transmission The question of whether or not phytoplasmas might be transmitted through the seeds of their host plants was not considered for long after they had been discovered as plant pathogens (1967). This may be because phytoplasma diseases often cause sterility of 68 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi the affected plants which would exclude such possibility, and possibly also because plant pathogenic viruses which, like phytoplasmas, are strictly limited to the phloem, are not seed borne. This paper reports some data from studies carried out long ago (1969-1974) on the seed transmissibility of one aster yellows phytoplasma (CY: 16SrI-B). Such studies could not be completed, mostly due to the lack of advanced diagnostic means like those now available but they might supply some data useful for future research. Healthy periwinkle plants grown in the glasshouse were graftinfected with CY when they were bearing 2-4 flowers and showed early symptoms of infection in 2-3 weeks. As plants grew on, symptoms became more severe but the last ‘normal’ flowers yielded several fruits with seeds. These were collected, stored for one month and then sown in steam sterilized soil in the glasshouse. About four months after 79 seedlings had emerged, 36 of them showed a normal appearance (A), resembling that of healthy controls, but 39 other plants showed growth reduction and bushy appearance due to the production of many basal and lateral shoots (B). Besides, only 7 of them had flowers. As plants grew on, those of the A type maintained their normal appearance, like healthy controls, while those of the B type became increasingly bushy, produced no or only very few flowers and remained considerably reduced in growth. Due to the lack of modern diagnostic techniques, attempts to detect possible phytoplasma presence in plants of the B type were done by graft-transmission to indicator plants and electron microscopy. Graft transmission trials were done 8, 13 and 20 months after plant emergency. As a result, only one of 82 graft-inoculated periwinkles developed CY symptoms and typical phytoplasma cells were detected in its phloem by the electron microscope. The other electron microscopy observations done directly on B-type plants were negative. Although the work here reported did not supply conclusive results, it was believed to worth publication in the hope that such data may be useful to and may stimulate future research in this field. Key words: epidemiology, plant-pathogen interactions, prevention, control, quarantine Lavori citati / References Botti s., a. Bertaccini, 2006. Phytoplasma infection trough seed transmission: further observations. 16th International Congress of the IOM, Cambridge, UK, 9-14 July 76, 113. caLari a., s. PaLtrinieri, n. contaLDo, D. sakaLieva, n. Mori, B. DuDuk, a. Bertaccini, 2011. Molecular evidence of phytoplasmas in winter oilseed rape, tomato and corn seedlings. Bulletin of Insectology, 64(Supplement), S157-S158. cHunG k.r., i.a. kHan, r.H. BrianskY, 2006. Citrus diseases exotic to Florida: witches’ broom disease of lime (WBDL). Plant Pathology Dept, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, Fact Sheet P-228, 3 pp. 69 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases corDova i., P. Jones, n.a. Harrison, c. oroPeZa, 2003. In situ PCR detection of phytoplasma DNA in embryos fron coconut palms with lethal yellowing disease. 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Bertaccini3 DAFNAE-Università di Padova, Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD) 2 DISA - Università di Udine, Via delle Scienze 206, 33100 Udine 3 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 1 E-mail: [email protected] Introduzione Dall’anno della sua prima segnalazione in Italia su colza nel 2009 (Rampin et al., 2010), piante con sintomi ascrivibili alla presenza di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ sono state segnalate in molti appezzamenti della crucifera in Veneto (Mori et al., 2010). La produzione delle piante sintomatiche è severamente compromessa sia a livello quantitativo che qualitativo. I semi, pur evidenziando malformazioni e avvizzimenti che determinano dimensioni e peso inferiori al normale, riescono comunque a germogliare e a propagare il fitoplasma (Olivier et al., 2006, Olivier e Galka, 2008; Calari et al., 2011). Lo scopo del presente lavoro è stato quello di indagare alcuni aspetti epidemiologici del fitoplasma agente del giallume dell’astro in colza. In particolare è stata confermata la trasmissione del fitoplasma attraverso il seme ed indagato il possibile ruolo nella diffusione dell’agente fitopatogeno di omotteri auchenorrinchi catturati nei od in prossimità degli appezzamenti infetti. Materiali e metodi Trasmissione del fitoplasma attraverso il seme. La sperimentazione è stata condotta durante la stagione vegetativa 2011 presso una serra a prova di insetto dislocata presso l’azienda sperimentale “L. Toniolo” dell’Università di Padova. Sono state indagate tre diverse cultivar di colza: PR45D01, Excalibur e Catalina. Per ogni cultivar è stato impiegato il seme commerciale utilizzato per la semina del 2008 e del 2009, e quello raccolto da piante sintomatiche e non nel 2010. I semi sono stati posti in alveoli contenente terriccio sterile nel marzo del 2011. A 3, 7, 15, 30 giorni dall’emergenza sono state effettuate osservazioni sulla germinabilità dei semi, sui sintomi e sullo sviluppo vegetativo (valutando il peso della massa vegetativa) delle piante, e sulla presenza di fitoplasmi attraverso indagini molecolari effettuate mediante estrazione dell’acido nucleico da campioni di 2 gr di materiale vegetale con il kit “Macherey-Nagel DNA from plant and fungi”. L’amplificazione è quindi stata effettuata utilizzando i “primers” P1A/P7A (Lee et al., 2004), seguiti da R16F2/ 71 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases R2 (Lee et al., 1995) e da 16R758f/16R1232r (=M1/M2) (Gibb et al., 1995) cui è seguita la digestione enzimatica di quest’ultimo amplicone con Tru1I (Fermentas, Vilnius, Lituania) a 65°C per 10 minuti. Cattura ed identificazione insetti potenziali vettori. Durante i mesi estivi del 2012 sono stati catturati con retino entomologico auchenorrinchi potenziali vettori di fitoplasmi presso appezzamenti con piante di colza infette situati nell’azienda “L. Toniolo”. Dato il notevole sviluppo vegetativo e l’alta densità delle piante, non è stato possibile indagare la presenza di questi omotteri al centro degli appezzamenti. Dopo la raccolta, gli insetti sono stati conservati in alcool 75%, identificati e sottoposti ad indagini molecolari effettuate con le metodologie descritte sopra dopo estrazione dell’acido nucleico con un metodo basato sull’uso di CTAB (Angelini et al., 2001). Risultati e discussione Trasmissione del fitoplasma attraverso il seme. I semi derivanti da piante sintomatiche hanno evidenziato una minore capacità di germinare (77,3%) rispetto a quelli da piante non sintomatiche (89,8%) o commerciali (93,9%). Semi provenienti da piante di colza infette hanno originato progenie mostranti malformazioni, ingrossamento del fusto, ingiallimento fogliare, ma per quanto riguarda lo sviluppo della plantula non sono state osservate differenze significative nel peso della massa vegetativa. Dalle analisi molecolari condotte, è emerso che il 40% delle plantule germinate da seme derivato da piante infette è risultato positivo alla presenza di ‘Ca. P. asteris’, lo stesso fitoplasma riscontrato nelle piante madri. Nelle plantule originatesi da seme proveniente da piante asintomatiche il fitoplasma è stato ritrovato nel 22% dei casi esaminati. La presenza del fitoplasma è stata rilevata in tutti i campioni analizzati da 3 fino a 30 giorni dall’emergenza. Anche le piante da seme commerciale sono risultate infette in percentuali variabili dal 5 al 40%. Questi dati confermano l’alta percentuale di piante infette provenienti da seme raccolto da piante sintomatiche osservato in canola (Brassica napus e B. rapa) (Olivier e Galka, 2008). I risultati dimostrano che può essere infetto anche il seme prelevato da piante non sintomatiche e quello commerciale. Identificazione e ruolo insetti potenziali vettori. In prossimità delle piante infette in pieno campo, sono stati catturati 132 omotteri auchenorrinchi. Sono stati raccolti individui appartenenti ai generi: Chiasmus, Euscelidius, Macrosteles, Psammotettix e Recilia della famiglia dei cicadellidi; Laodelphax e Toya della famiglia delfacidi; Cixius della famiglia cixiidi. Dalle analisi molecolari condotte è emerso che in 22 insetti (1 Macrosteles quadripunctulatus, 5 Psammottetix alienus, 2 P. confinis, 13 P. striatus, 1 Toya propinqua) sono stati identificati fitoplasmi appartenenti al gruppo ribosomico 16SrI (giallume dell’astro), i fitoplasmi erano sempre individuati in infezione singola. Le piante infette da fitoplasmi sono capaci di portare a termine la produzione di seme, seppur con caratteristiche quanti-qualitativo inferiori di quelle sane. Da questa 72 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi semente si sono sviluppate piante sintomatiche ed infette dallo stesso fitoplasma delle piante madri da cui sono state generate. Il movimento di sementi provenienti da piante infette spiegherebbe la diffusione geografica a largo raggio della malattia in aree in cui essa non è presente. Inoltre sono stati catturati molti insetti comunemente presenti negli areali di coltivazione padani, appartenenti agli omotteri auchenorrinchi, che sono risultati positivi alle analisi molecolari. Ulteriori indagini e prove di trasmissione dirette da pianta infetta a pianta sana sono in corso per verificare la reale capacità infettiva di queste specie. Parole chiave: giallume dell’astro, trasmissione via seme, auchenorrinchi, crucifere ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ epidemiology in oil seed rape The presence of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ in oilseed rape already reported in Italy was studied to verify its epidemiological aspects using three cultivars: PR45D01, Excalibur and Catalina. In particular results of analyses carried out to verify germination ability for this phytoplasmas/plant species show that seeds from infected plants have 77.3%, while seeds from asymptomatic plants 89.8% and commercial seeds 93.9%. Seedlings from infected mother plants show malformation, stem thickening, leaf yellowing, however no significant differenced were reported between these plants and seedlings from healthy mother plants in both weight and amount of vegetation. Molecular analyses carried out during the vegetation period show that 40% of seedling from infected mother plants was positive to ‘Ca. P. asteris’. Seedlings from asymptomatic mother plants was positive in 22% of the cases to phytoplasmas allowing to speculate an field-insect transmission or a latent infection in mother plants. Among the insect species collected in infected fields Macrosteles quadripunctulatus, Psammottetix alienus, P. confinis, P. striatus and Toya propinqua, resulted to carry 16SrI phytoplasmas. Phytoplasma infected plants are able to produce seed, seedlings produced were highly infected with same phytoplasma. This can explain the geographic spreading of the disease in non infected areas and the presence of numerous potential insect vector can be the way to further disseminate the disease producing eventually serious epidemic. Research are in progress to verify the roles of both transmission ways in the epidemiology of winter oil seed rape phytoplasmas disease epidemiology. Key words: aster yellows, seed trasmission, auchenorrincha, cruciferous plants Ringraziamenti/Acknowledgements Si ringrazia il dottor Davide Bollettin per la collaborazione prestata. 73 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References anGeLini e., D. cLair, M. BorGo, a. Bertaccini, e. BouDon-PaDieu, 2001. Flavescence dorée in France and Italy - Occurrence of closely related phytoplasma isolates and their near relationships to Palatinate grapevine yellows and an alder yellows phytoplasma. Vitis, 40(2), 79-86. caLari a., s. PaLtrinieri, n. contaLDo, D. sakaLieva, n. Mori, B. 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Petria, 20(3), 705-707. oLivier c., B. GaLka, 2008. Consequences of phytoplasma infection on canola crop production in the Canadian prairies. Proceedings of Endure International Conference, Diversifying crop protection, La Grande-Motte, France, 12-15 October 2008, O-47, 1-4. oLivier c.Y., G. séGuin-sWartZ, D. HeGeDus, 2006. First report of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’-related strains in Brassica rapa in Saskatchewan, Canada. Plant Disease, 90(6), 832. raMPin e., n. Mori, L. Marini, f. Zanetti, G. Mosca, v. GiroLaMi, n. contaLDo, a. Bertaccini, 2010. Segnalato su colza il fitoplasma del giallume dell’astro. L’Informatore Agrario, 66(17), 59-60. 74 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi DIAGNOSI E QUANTIFICAZIONE SPECIFICHE DI ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA MALI’ IN INSETTO MEDIANTE EVAGREEN “REAL-TIME” PCR M. Monti1, M. Martini2, R. Tedeschi1 DISAFA, Università degli Studi di Torino, Via Leonardo da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 2 DISA, Università Degli Studi di Udine, Via delle Scienze 206, 33100 Udine 1 E-mail: [email protected] Introduzione Diversi approcci di “real time” PCR sono stati sviluppati per l’identificazione e quantificazione di ‘Candidatus Phytoplasma mali’(“apple proliferation phytoplasma”, APP) in piante ospiti e vettori, alcuni basati sull’uso di agenti intercalanti come il SYBR Green, (Galetto et al., 2005; Jarausch et al., 2004), altri invece sull’impiego di sonde specifiche come quelle TaqMan (Baric e Dalla-Via, 2004; Aldaghi et al., 2009; Nikòlic et al., 2010). In questo lavoro si è scelto di utilizzare l’agente intercalante EvaGreen®, dimostrato più efficiente del SYBR®Green (Eischeid, 2011), in combinazione con un approccio relativo di quantificazione che correla la quantità del fitoplasma a quella del DNA dell’insetto. Materiali e metodi Per la messa a punto del metodo sono stati impiegati DNA di individui di Cacopsylla melanoneura (Förster) infetti da ‘Ca. P. mali’ e di insetti infetti da altri fitoplasmi quali ‘Ca. P. pyri’,‘Ca. P. prunorum’, flavescenza dorata e ‘Ca. P. phoenicium’ (usati come controlli). Il metodo consiste di due reazioni “real time” PCR consecutive usando 2x SsoFast™ EvaGreen® Supermix (Bio-Rad, CA). La prima prevede l’uso della coppia di “primers” rpAP15f-mod/rpAP15r3 (TGCTGAAGCTAATTTGGC/ CCCATGAATATTAACCTCCT) (Martini et al., 2010), e amplifica una porzione di 238 nucleotidi del gene ribosomico rplV di APP, mentre la seconda, necessaria per poter normalizzare i dati e quantificare il titolo del fitoplasma, utilizza la coppia di “primers” MqFw/MqRv (AACGGCTACCACATCCAAGG/GCCTCGGATGAGTCCCG), che amplifica una porzione di 98 nucleotidi del gene 18S rDNA (Marzachì et al., 2005). Per entrambi i geni, è stata prodotta una curva standard a partire da 8 diluizioni seriali di un plasmide contenente il frammento del gene rp del fitoplasma AP15 (Martini et al., 2010), e di uno contenente la porzione del gene 18S rDNA dell’insetto (Marzachì e Bosco, 2005). Per ottenere una stima della quantità dell’intero gene 18S rDNA di C. melanoneura il risultato dell’amplificazione è stato moltiplicato per 20, sulla base 75 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases dell’ipotesi che il frammento amplificato sia circa 1/20 della dimensione dell’intero gene 18S rDNA dello psillide Trioza eugeniae Froggatt (2.199 nucleotidi). Per l’amplificazione e l’analisi di “melting temperature” di APP e del 18S rDNA sono stati seguiti i seguenti protocolli termici: incubazione a 95°C per 2 min, e 40 cicli di amplificazione a 94°C per 15 s, 56°C per 15 s, 72°C per 20 s, estensione finale a 72°C per 8 min; incremento da 65°C a 95°C di 0,2°C/s (per APP) e incubazione a 94°C per 3 min, e 37 cicli di amplificazione a 94°C per 45s, 65°C per 1 min e incremento da 65°C a 94°C di 0,5°C/s (per il 18S rDNA). Il titolo del fitoplasma in ciascun insetto è stato espresso come unità genomiche (GU) di fitoplasma per picogrammi (pg) di 18S rDNA. La specificità della metodica è stata valutata utilizzando nella stessa reazione di “real time” PCR campioni di DNA di insetto contenenti ‘Ca. P. mali’, campioni contenenti ‘Ca. P. pyri’, ‘Ca. P. prunorum’, flavescenza dorata e ‘Ca. P. phoenicium’. La sensibilità del metodo è stata saggiata usando diluizioni seriali (da 109 a 1) di un campione di DNA di insetto infetto da ‘Ca. P. mali’, analizzate in “real time” PCR e in PCR “nested”, quest’ultima effettuata impiegando “primers” e condizioni di reazione precedentemente descritti (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995; Lorenz et al., 1995). Riproducibilità e ripetibilità di entrambi i saggi (APP e 18S rDNA) sono state valutate ed espresse come coefficiente di variazione (CV%) di GU di fitoplasma e pg del frammento 18S rDNA. Risultati e discussione Su un totale di 61 campioni inclusi nel saggio, la specificità dei “primer” per APP è stata confermata dalla amplificazione dei soli campioni di DNA contenenti ‘Ca. P. mali’, come dimostrato dalla presenza di un unico picco a 75,5°C (±0,260) osservato durante l’analisi della curva di dissociazione. Per questi campioni il titolo fitoplasmatico variava da 5,940x102 a 2,510x104 GU/pg di 18S rDNA dell’insetto. Sono state confermate buone efficienze delle curve standard per entrambi i geni: una pendenza media di -3,474 (±0,05) e R2 > 0,999, per il 18S rDNA, e di -3,345 (±0,08) e un R2 > 0,998, per il gene rplV, hanno dimostrato un’efficienza del 94 e 99%, rispettivamente. Inoltre non è stata individuata nessuna differenza in termini di sensibilità tra “real time” PCR e PCR-“nested” in quanto l’ultima quantità rilevata da entrambe le metodiche era pari a 38 GU/µl. Sono state dimostrate affidabilità e robustezza del saggio per APP e per 18S rDNA: sono stati ottenuti valori di CV inferiori a 13,63 e 5,88% per il test di ripetibilità e inferiori a 9,11 e 10,08%, per il test di riproducibilità, rispettivamente. Il metodo sviluppato è risultato valido ed efficiente per la quantificazione del titolo di ‘Ca. P. mali’ negli insetti. Il suo impiego potrebbe quindi essere lo studio del titolo fitoplasmatico negli insetti nel tempo, nell’ottica di capire meglio la biologia del patogeno e sviluppare strategie di controllo più efficaci. Parole chiave: gene rp, gene 18S rDNA, psille, scopazzi del melo, titolo fitoplasmatico 76 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Specific detection and quantification of ‘Candidatus Phytoplasma mali’ in insect by EvaGreen real-time PCR An implemented real time PCR protocol has been developed for the sensitive and specific quantification of ‘Candidatus Phytoplasma mali’ (apple proliferation phytoplasma, APP) in Cacopsylla melanoneura. The approach relates the concentration of the phytoplasma to insect 18S rDNA, running two separated real time PCR assays using 2x SsoFast™ EvaGreen® Supermix (Bio-Rad, CA), each with a specific primer pair: rpAP15f-mod/rpAP15r3 primers which amplify a 238 bp fragment of the ribosomal protein rplV (rpl22) gene of APP, and MqFw/MqRv primer pair which amplifies a 98 bp fragment of 18S rDNA gene. Standard curves prepared from serial dilutions of plasmid containing a portion of 18S rDNA and rplV-rpsC genes were used for absolute quantification of 18S rDNA and APP. The phytoplasma titre in insects was expressed as genome units (GU) of phytoplasma per picogram (pg) of individual insect 18S rDNA. Values ranging from 5.94*102 to 2.51*104 GU/pg of insect 18S rDNA were obtained for C. melanoneura adults. Both assays revealed a good efficiency of amplification (94% for 18S rDNA and 99% for rplV gene). Specificity was demonstrated by running in the same real time PCR assay APP samples with other phytoplasmas: ‘Ca. P. pyri’, ‘Ca. P. prunorum’, ‘Ca. P. phoenicium’ and “flavescence dorée” phytoplasma. The sensibility was evaluated comparing the real time PCR method with a conventional 16S rDNA-based nestedPCR procedure. Repeatability and reproducibility were also evaluated: CV equal to 13.3% and 5.88% for reproducibility test, and equal to 9.11% and 10.08% for repeatability test were obtained for phytoplasma and insect qPCR assays, respectively. The method described has been demonstrated reliable, sensitive and specific for APP quantification in insects and can be applied for studying the trend of phytoplasma titre in the vectors, allowing a deepen investigation on the disease epidemiology. Keywords: apple proliferation, psyllids, phytoplasma titre, rp gene, 18S rDNA gene Lavori citati / References aLDaGHi M., s. Massart, o. DutrecQ, a. Bertaccini, M.H. JiJakLi, PH. LePoivre, 2009. 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Alma1 DISAFA, Università degli Studi di Torino - via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 2 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia,Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 3 AVSI Lebanon, Rue St. Fawka, Centre Jean Paul II, 1200 Jounieh Ghadir, Lebanon 4 Faculty of Agricultural and Food Sciences (FAFS), American University of Beirut, PO Box 11-0236, Beirut, Lebanon 1 E-mail: [email protected] Introduzione La malattia denominata “almond witches’ broom” (AlmWB) ed associata alla presenza di ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ ha seriamente compromesso, nell’ultimo decennio, la coltivazione di mandorlo e nettarine in Libano (Abou-Jawdah et al., 2002; 2009). Gli insetti vettori di questa malattia sono ancora sconosciuti, anche se recenti ricerche incentrate sulla famiglia Cicadellidae (Hemiptera, Auchenorrhyncha) (Dakil et al., 2011) hanno permesso di rilevare la presenza del fitoplasma in diverse specie, tra cui Asymmetrasca decedens (Paoli), Empoasca decipiens Paoli ed Euscelidius mundus (Haupt). Al fine di ampliare le conoscenze sui potenziali vettori di AlmWB, nuove indagini sono state condotte su altri due gruppi di insetti noti come vettori di fitoplasmi, gli psillidi (Hemiptera, Sternorrhyncha, Psillidae) ed i cixiidi (Hemiptera, Fulgoromorpha, Cixiidae). Materiali e metodi Durante gli anni 2010-2012 sono state effettuate regolari raccolte di insetti mediante trappole Malaise e cromotropiche gialle, da aprile a novembre, in due località del Libano, una nel Nord (Feghal) e una nel Sud (nella provincia di Marjayoun), coltivate rispettivamente a mandorlo e nettarine, dove sono stati osservati gravi attacchi di AlmWB negli ultimi anni. I barattoli delle trappole Malaise e le trappole cromotattiche sono stati sostituiti a intervalli quindicinali. Gli insetti raccolti sono stati successivamente osservati al microscopio stereoscopico per la loro identificazione e quindi sottoposti ad analisi molecolari. Il DNA è stato estratto seguendo il protocollo 79 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases descritto da Marzachì et al. (1998) e quindi amplificato mediante l’uso sia dei “primer” universali P1/P7 (Deng e Hiruki, 1991; Smart et al., 1996) seguiti dai “primers” R16F2n/ R2 (Gundersen e Lee, 1996) in “nested” PCR, sia dai “primers” gruppo-specifici ALW-F2/ALW-R2 (Abou-Jawdah et al., 2003). In ciascuna analisi sono stati inseriti controlli positivi (DNA estratto da mandorli infetti) e negativi (DNA di insetti sani). Risultati e discussione Per quanto riguarda gli psillidi, Cacopsylla myrthi (Puton) è stata la specie più abbondante in entrambe le località indagate, mentre un discreto numero di Trioza galii Förster è stato trovato nel Sud del Libano. Nessuno degli individui di psille saggiate è risultato positivo a ‘Ca. P. phoenicium’. Per quanto riguarda invece i cixiidi, le osservazioni morfologiche hanno permesso di individuare la presenza di 5 generi: Hyalesthes, Tachycixius, Cixius, Setapius e Pentastira. A causa delle ancora limitate conoscenze della cixiidofauna dell’area medio-orientale, l’attribuzione specifica è stata possibile solo per Hyalesthes obsoletus Signoret, mentre gli esemplari degli altri generi sembrano appartenere a diverse specie non ancora descritte. Gli individui appartenenti ai generi Cixius e Tachycixius sono risultati i più abbondanti in entrambe le località. Le analisi molecolari hanno permesso di rilevare la presenza di ‘Ca. P. phoenicium’ in esemplari di Cixius sp., Tachycixius spp., H. obsoletus e Pentastira spp. con percentuali variabili da 5% a 77%. Considerando che la presenza di un patogeno in un insetto non è prova della sua funzione di vettore, questi risultati dovranno essere avvalorati da prove sperimentali di trasmissione per accertare che i cixiidi risultati positivi a ‘Ca. P. phoenicium’ siano realmente in grado di trasmettere il fitoplasma a piante sane di mandorlo o nettarine. Inoltre, ulteriori indagini saranno necessarie per studiare la biologia di questi insetti in Libano e, in attesa di una accurata revisione tassonomica di questo gruppo di insetti, sono in corso di studio protocolli molecolari per discriminare le specie in esame. Parole chiave: “almond witches’ broom”, analisi molecolari, cixiidi, psillidi Preliminary survey on potential insect vectors of ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ in Lebanon Almond witches’ broom (AlmWB) phytoplasma caused, in the last decade, serious economic losses in peach, nectarine and almond cultivations in Lebanon. The insect vectors are still unknown even if recently some leafhoppers tested positive to ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’. New surveys were carried out in the years 80 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi 2010-2012 in the North (Feghal) and South (Marjayoun province) of Lebanon, to search further possible vectors. The focus was mainly on two groups, psyllids and planthoppers, that include many species known as phytoplasma vectors. The insects were sampled biweekly by means of Malaise and yellow sticky traps from April to November, observed under the microscope for morphological discrimination and analysed by molecular tools for phytoplasma presence. Cacopsylla myrthi (Puton) was the most abundant psyllid species in both localities, while in the South a fair number of Trioza galii Förster was collected. None of the analysed psyllids tested positive to ‘Ca. P. phoenicium’. Concerning cixiids, 5 genera were collected: Hyalesthes, Tachycixius, Cixius, Setapius e Pentastira. Due to the limited knowledge about the Middle-East cixiids, the identification at species level was possible only for Hyalesthes obsoletus Signoret, while the individuals of the other genera seem to belong to different yet undescribed species. Cixius sp. and Tachycixius spp. were the most abundant cixiids, and AlmWB phytoplasma was detected in Cixius sp., Tachycixius spp., H. obsoletus and Pentastira spp. specimens, with infection rates ranging from 5% to 77%. As the detection of phytoplasmas in an insect does not prove its vector activity, these results need to be validated by transmission trials. Moreover, further investigations on the biology of these species in Lebanon are required. Awaiting a careful revision this insect group taxonomy, molecular tools for their specific discrimination are being implemented. Key words: almond witches’ broom, molecular analyses, planthoppers, psyllids Lavori citati / References aBou-JaWaDH Y., a. karakasHian, H. soBH, M. Martini, i-M. Lee, 2002. An epidemic of almond witches’ broom in Lebanon: classification and phylogenetic relationship of the associated phytoplasma. Plant Disease, 86, 477-484. aBou-JaWDaH Y., H. soBH., M. akkarY, 2009. 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Mori2 CRA-VIT – Viale XXVIII Aprile 26, 31015 Conegliano (TV) DAFNAE-Università degli Studi di Padova – Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD) 1 2 E-mail: [email protected] Introduzione Il fitoplasma associato alla flavescenza dorata (FD), malattia epidemica che ancora oggi causa gravi danni alla produzione viticola dell’Italia settentrionale, è stato ritrovato, oltre che nella vite, anche in Ailanthus altissima (Mill.) (Filippin et al., 2010). Questa pianta simaroubacea introdotta dalla Cina in Europa nel 1751, grazie al suo sistema radicale esteso ed alla capacità di provocare effetti allopatici (Mergen, 1959), è divenuta specie invasiva in continua espansione. Oltre al vettore naturale Scaphoideus titanus Ball, sono stati segnalati altri insetti in grado di trasmettere o veicolare la FD, come Dictyophara europaea (L.) e Orienthus ishidae (Matsumura) (Filippin et al., 2009; Mehle et al., 2011). Lo scopo del presente lavoro è stato quello di indagare l’auchenorrincofauna su siepi di ailanto con piante infette, presenti in prossimità di vigneti, al fine di evidenziare la presenza di insetti in grado di veicolare il fitoplasma di FD. Materiali e metodi Il monitoraggio dell’auchenorrincofauna è stato effettuato nel 2011 tramite campionamenti diretti della vegetazione con retino ed aspiratore entomologico e con l’ausilio di trappole cromotropiche gialle. Con le trappole cromotropiche sono state indagate una siepe in provincia di Treviso ed una in provincia di Vicenza. Le trappole, sostituite ogni 15 giorni, da luglio a settembre, sono state poste a due diverse altezze (0.4 m e 2 m). Con i campionamenti diretti, eseguiti ogni 15 giorni da maggio a settembre, sono state investigate 4 siepi situate in provincia di Treviso. Gli insetti raccolti sono stati conservati in alcol 70% a -20°C per l’identificazione e per le indagini molecolari. La presenza del fitoplasma negli esemplari raccolti, analizzati singolarmente o a pool di 2-5 individui, è stata effettuata mediante Taqman “real time” PCR (Angelini et al., 2007). 83 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Risultati e discussione Con i campionamenti diretti della vegetazione sono stati catturati 431 esemplari, di cui 306 appartenenti alle specie Empoasca vitis (Göthe) e Metcalfa pruinosa (Say), molti dei quali neanidi e ninfe. Tra le specie di maggior interesse sono stati raccolti esemplari di D. europaea, Hyalesthes obsoletus (Signoret), H. scotti (Ferrari) e Reptalus quinquecostatus (Dufour). Sono stati analizzati mediante analisi “real time” PCR 125 individui, per un totale di 39 campioni, che sono risultati tutti non infetti da fitoplasmi. Ulteriori studi su siepi o piante isolate di ailanto infette, presenti ai bordi dei vigneti, sono in corso. Il monitoraggio con le trappole cromotropiche ha permesso di catturare 166 esemplari, raggruppabili in 25 specie di auchenorrinchi. Circa la metà degli individui catturati appartiene alle specie: Fieberiella florii (Stål), Japananus hyalinus (Osborn), O. ishidae, Philaenus spumarius (L.) e Synophropsis lauri (Horváth). Il 64% di tali insetti è stato catturato con le trappole posizionate a 40 cm dal suolo. In provincia di Vicenza è stato catturato un numero maggiore di specie e di individui rispetto a Treviso, probabilmente a causa della ridotta estensione della siepe trevigiana, posta peraltro ai limiti di una strada asfaltata. Tra le specie catturate, sono stati identificati 2 individui di S. titanus e 12 di D. europaea, oltre a diversi esemplari appartenenti alla famiglia dei Cixiidi dei generi: Cixius, Hyalesthes e Reptalus. In sintesi, complessivamente con le trappole e con il retino sono stati raccolti 597 individui, appartenenti a quasi 40 specie e 10 famiglie. Tra le specie catturate sono state rinvenute specie vettrici di fitoplasmi, come D. europaea, che trasmette i fitoplasmi FD-C da clematide a vite (Filippin et al., 2009), F. florii, che diffonde il ‘Candidatus Phytoplasma mali’ (Tedeschi e Alma, 2006), H. obsoletus, vettore dell’agente di legno nero (Maixner, 1994) ed infine alcune specie del genere Reptalus spp., associate a fitoplasmi del gruppo 16SrXII (Palermo et al., 2004; Pinzauti et al., 2008; Cvrković et al., 2013). E’ stata rilevata una grande variabilità dell’entomofauna raccolta nei diversi siti, probabilmente a causa della differente ubicazione delle siepi, della diversa dimensione delle piante o della presenza di altre specie erbacee ed arbustive all’interno delle stesse. In generale, il numero di insetti presenti su ailanto è stato basso, a dimostrazione che questa pianta non è un ospite gradito a insetti con apparato boccale pungente succhiatore. Dato il limitato numero di specie catturate in questo lavoro e alla mancanza di individui infetti, si può ipotizzare che A. altissima abbia un ruolo circoscritto nell’epidemiologia di FD. Parole chiave: ailanto, cicaline, potenziali vettori 84 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Auchenorrhyncha fauna living on Ailanthus altissima infected by grapevine “flavescence dorée” phytoplasma “Flavescence dorée” (FD) is one of the most serious phytoplasma grapevine diseases in North-Italy. It is an epidemic disease, spread by the Cicadellidae Scaphoideus titanus Ball. However, recently new insect vectors or potential vectors of the phytoplasma were identified: the leafhoppers Dictyophara europaea (L.) and Orienthus ishidae (Matsumura). Moreover, the identification of FD phytoplasma in plants of Ailanthus altissima and Clematis vitalba provided further insight into the epidemiology of the disease and has led to the necessity of new focused studies. Investigation were therefore carried out on the Auchenorrhyncha fauna living on A. altissima (tree of heaven), in order to identify the potential vectors responsible for the transmission of FD from A. altissima to other plants, including grapevine. Monitoring with sticky traps and sweep net was carried out in 6 localities of Treviso and Vicenza provinces (North-east of Italy). A total of 166 specimens, belonging to 25 species and 5 genera, were captured by sticky traps. Sweep net allowed capturing 431 specimens, 306 of them belonging to Empoasca vitis (Göthe) and Metcalfa pruinosa (Say) species. The most frequent species identified were Fieberiella florii (Stål), Japananus hyalinus (Osborn), O. ishidae, Philaenus spumarius (L.) and Synophrospis lauri (Horváth). Moreover, 2 specimens of S. titanus and 12 of D. europea were found. The presence of phytoplasmas belonging to the group of FD was analyzed in 125 specimens of the Auchenorryncha order using real time PCR assays. No insects infected with the FD phytoplasma were detected. Key words: leafhopper, potential vector, tree of heaven Ringraziamenti / Acknowledgements Si ringrazia il personale del CRA-VIT di Susegana per la collaborazione. Lavori citati / References anGeLini e., GL. BiancHi, L. fiLiPPin, c. Morassutti, M. BorGo, 2007. A new TaqMan method for the identification of phytoplasmas associated with grapevine yellows by real-time PCR assay. Journal of Microbiological. Methods, 68, 613-622. cvrković t., J. Jović, M. Mitrović, o. krstić, i. toševski, 2013. The role of Reptalus panzeri in transmission of “bois noir” disease in Serbian vineyards. 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Angelini2 DAFNAE-Università degli Studi di Padova – Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD) 2 CRA-VIT – Viale XXVIII Aprile 26, 31015 Conegliano (TV) 1 E-mail: [email protected] Introduzione Scaphoideus titanus Ball, vettore di flavescenza dorata della vite (FD), è un insetto ampelofilo: sulle piante del genere Vitis (V. riparia, V. vinifera, etc.), infatti, sono stati ritrovati tutti gli stadi di sviluppo, uovo compreso (Vidano, 1966; Lessio et al., 2007). Occasionalmente l’insetto è stato rinvenuto su piante erbacee ed arbusti spontanei, sia nel suo areale di origine (Gibson, 1973; Barnett, 1976) sia in Europa (Caudwell et al., 1970, Cravedi et al., 1993, Mazzoni et al., 2009). Recentemente il fitoplasma di FD è stato identificato in piante di Ailanthus altissima (Mill.) (Filippin et al., 2010); inoltre, indagini condotte sull’entomofauna presente su siepi di questa simaroubacea hanno evidenziato la presenza di adulti di S. titanus (Forte et al., 2013). Lo scopo del presente lavoro è stato quello di verificare la sopravvivenza dei diversi stadi di sviluppo di S. titanus su piante di A. altissima a confronto con quella su vite. Materiali e metodi Al fine di verificare se S. titanus sia in grado di nutrirsi su A. altissima, neanidi, ninfe ed adulti del cicadellide sono stati confinati in gabbie fabbricate su piante allevate in vaso. Per ogni stadio di sviluppo considerato sono state costruite 4 gabbie con rete antinsetto sull’ailanto ed altrettante su barbatelle di ‘Chardonnay’ di un anno. All’interno di ogni gabbia sono stati rilasciati mediamente 15 individui, ottenuti da un allevamento su vite allestito presso il CRA-VIT di Conegliano. Gli insetti sono stati confinati il 6 giugno (1à e 2à età), 22 giugno (ninfe di 3à, 4à e 5à età) e 13 luglio (adulti) nel 2011 e il 18 giugno, 29 giugno e 25 luglio nel 2012. Quotidianamente fino al 7° giorno, e successivamente ogni settimana fino a 2 mesi dall’immissione, è stata osservata e registrata la mortalità dei singoli individui. Complessivamente sono stati impiegati 24 vasi di A. altissima e 24 vasi di ‘Chardonnay’, sui quali sono stati immessi ed osservati circa 720 esemplari S. titanus. I dati raccolti sono stati normalizzati ed analizzati con le curve di sopravvivenza di Kaplam-Maier. 87 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Risultati e discussione Le neanidi allevate su A. altissima hanno evidenziato una sopravvivenza significativamente minore rispetto a quella riscontrata su vite. Infatti dopo un giorno di confinamento è stata registrata una mortalità media nei due anni del 43% e dopo 7 giorni solo l’8% degli individui immessi era ancora vivo. Sui vasi di Chardonnay, invece, oltre il 60% degli individui era sopravvissuto dopo una settimana in gabbia. La bassa vitalità dei primi stadi di sviluppo di S. titanus sull’ailanto può essere imputata alla difficoltà di adattamento delle neanidi dalla vite, su cui sono nate, alla nuova pianta. Le ninfe allevate su A. altissima non hanno evidenziato diversità di sviluppo rispetto a quelle confinate su vite. Dopo qualche giorno, in entrambe le piante, è stato osservato un regolare cambio della muta ed un progressivo completamento dello sviluppo dallo stadio preimmaginale a quello adulto. Per quanto riguarda la sopravvivenza, dopo 7, 28 e 56 giorni erano ancora vivi l’86, il 45 ed il 31% degli individui immessi su ailanto, ed il 93, 48 e 24% su vite, senza differenze significative tra le due tesi. Gli adulti confinati su ailanto hanno evidenziato una buona adattabilità, anche se più bassa rispetto alla vite. Infatti, sono stati osservati individui vivi di S. titanus fino a 35 giorni sulla simaroubacea, con una sopravvivenza del 67, 36 e 11% (rispettivamente a 7, 28 e 35 giorni); su ‘Chardonnay’ sono stati ritrovati adulti vivi anche dopo 48 giorni di confinamento ed una sopravvivenza significativamente maggiore (80, 51 e 38% rispettivamente a 7, 28 e 35 giorni). All’interno delle gabbie, su entrambe le piante, gli individui di tutti gli stadi di sviluppo si posizionavano nella pagina inferiore delle foglie, preferendo i siti più riparati e/o ombreggiati. I dati raccolti consentono di affermare che S. titanus è in grado di nutrirsi e sopravvivere su A. altissima. Solo le neanidi di 1à età e parzialmente gli adulti evidenziano una minore adattabilità rispetto alla vite. Alla morte di tutti gli individui, le gabbie sono state aperte per controllare l’eventuale ovideposizione. Non sono state riscontrate uova su ailanto: probabilmente la folta peluria che ricopre i germogli delle giovani piante impiegate nei vasi ha impedito alla femmine di deporre. Considerando che le femmine ovidepongono preferibilmente sul legno di almeno due anni (Bagnoli et al., 2011), per definire se A. altissima può essere considerata pianta ospite per S. titanus, è necessario condurre indagini su piante adulte in pieno campo. Parole chiave: ailanto, cicadellidi, flavescenza dorata, ospiti vegetali Scaphoideus titanus survival on Ailanthus altissima Scaphoideus titanus Ball, the vector of grapevine “flavescence dorèe” (FD), lives strictly associated to grapevine, where it lays its eggs. Nevertheless, it has been occasionally collected also on some wild plants. Recently, both the phytoplasma 88 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi associated to FD and its vector have been found on Ailanthus altissima plants (tree of heaven). The aim of the present work was to verify if S. titanus young and old nymphs and adults are able to survive on tree of heaven. S. titanus individuals were collected in June and July 2011 and 2012 from a rearing cage and confined in 48 cages containing potted grapevine cuttings or young A. altissima plants. Every cage hosted at least 15 insects. The survival was recorded every day for the first period and every week afterwards, until September. The young nymphs showed a clearly lower survival rate in A. altissima compared to V. vinifera. Indeed, after 7 days only 8% of the individuals survived on tree of heaven, compared to 60% on grapevine. The survival of the old nymphs was similar in both plants: after 7, 28 and 56 days respectively, 86, 45 and 3% of the individuals confined in tree of heaven were still alive, while values on grapevine were 93, 48 and 24%, respectively. The adults showed a good survival rate on A. altissima, where the last individuals died after 35 days: indeed, after 7, 28 and 35 days respectively, 67, 36 and 11% of the insects were still alive. On grapevine, adults survived 48 days, with the survival rate being significantly higher (80, 51 and 38% ). No egg deposition was observed on tree of heaven plants used in these trials. In conclusion, S. titanus is able to live on A. altissima. Young nymphs showed a strong difficulty to adapt to this host plants, however it is important to note that they were born on grapevine. Old nymphs did behave similarly on grapevine and A. altissima. S. titanus adults showed a slight lower adaptability to tree of heaven compared to the preferred host plant, however some individuals could survive up to 35 days. Key words: Cicadellidae, “flavescence dorée”, host plants, tree of heaven Lavori citati / References BaGnoLi B., e. anGeLini, M. BorGo, L. ferretti, e. GarGani, G. PasQuini, 2011. 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In: Abstract Book of the COST FAO 807 Meeting, Sitges, Spain, February 1-2, 14. 89 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases forte v., e. BortoLaMai, L. fiLiPPin, e. anGeLini, n. Mori, 2013. emitteri auchenorrinchi presenti in Ailanthus altissima infetta dal fitoplasma della flavescenza dorata della vite. Petria, 23(1), (in questo volume). GiBson L.P., 1973. An annotated list of the Cicadellidae and Fulgoridae of elm. U.S. Forest Service Research Paper NE, 278. Lessio f., r. teDescHi, a. aLMa, 2007. Presence of Scaphoideus titanus on American grapevine in woodlands, and infection with “flavescence dorée” phytoplasmas. Bulletin of Insectology, 60(2), 373-374. MaZZoni v., c. ioriatti, f. trona, a. LuccHi, a. De cristofaro, G. anfora, 2009. Study of the role of olfaction in host plant detection of Scaphoideus titanus (Hemiptera: Cicadellidae) nymphs. Journal of Economic Entomology, 102, 974–980. viDano c., 1966. Scoperta della ecologia ampelofila del Cicadellide Scaphoideus titanus Ball nella regione neartica originaria. Annali della Facoltà di Scienze Agrarie dell’Università degli Studi di Torino, III, 297-302. 90 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi oSBorNeLLUS horVAThI POTENZIALE VETTORE DI FITOPLASMI DEL GRUPPO 16SrIX S. Rizza1, V. D’Urso2, C. Marzachì3, M. Tessitori1 Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari – Sez. Fitopatologia e Genetica vegetale, Università di Catania – Via S. Sofia, 100 - 95123 Catania 2 Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali – Sez. Biologia Animale “M. La Greca” – Via Androne, 81 – 95125 Catania 3 Istituto di Virologia vegetale, CNR - Strada delle Cacce 73 – 10135 Torino 1 E-mail: [email protected] Introduzione Il gruppo 16SrIX include diversi fitoplasmi raggruppati, ad oggi, in 7 sottogruppi: 16SrIX-A, avente come ceppo di riferimento “pigeon pea witches’ broom” (PPWB); 16SrIX-B e -D, ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ (“almond witches’ broom”, AlmWB); 16SrIX-C, Pichris echiodes yellows (PEY); 16SrIX-E, “juniper witches’ broom” (JunWB); 16SrIX-F e 16SrIX-G, associati a drupacee in Libano (Molino Lova et al., 2011). I fitoplasmi appartenenti a questo gruppo ribosomico sono associati a malattie di piante erbacee e arboree in diverse parti del mondo. Nel 2008 sono stati anche associati a “huanglongbing” degli agrumi in Brasile (Texeira et al., 2008). Fitoplasmi del gruppo IX sono stati identificati in Campania in Dimorphotheca sinuata (Marcone et al., 2001), in echinacea ed altre specie in Emilia-Romagna (Bertaccini et al., 2009) ed in vinca e Picris echioides in Sicilia (Heinrich et al., 2001; Spallino et al., 2012). Studi preliminari su potenziali vettori di fitoplasmi del gruppo 16SrIX hanno evidenziato numerosi generi e specie di cicaline quali potenziali vettori solo di “almond witches’ broom” in Libano. In questo studio sono riportate indagine molecolari per verificare la presenza di fitoplasmi di questo gruppo in una cicalina potenziale vettrice in Sicilia. Materiali e metodi Il parco urbano di Monte Serra è situato nell’area protetta del Parco dell’Etna (Provincia di Catania). Nell’ambito di un monitoraggio per fitoplasmosi di piante spontanee e potenziali vettori nel sito sono state collocate trappole adesive cromotropiche gialle e contemporaneamente è stata eseguita una raccolta tramite retino entomologico sulla vegetazione spontanea. Una volta identificato genere e specie delle cicaline e psillidi catturati sono stati estratti gli acidi nucleici totali utilizzando il metodo di Doyle e Doyle (1990) modificato da Marzachì et al. (1998). Il DNA estratto da ciascun esemplare è stato analizzato 91 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases tramite nested-PCR (Lee et al., 1995) utilizzando due coppie di “primers” universali (P1/16S-SR seguiti da R16F2n/R2). Gli ampliconi della taglia attesa sono stati clonati utilizzando il kit pGEM®-T Easy Vector System (Promega) e il DNA ricombinante è stato sequenziato in entrambe le direzioni. Le sequenze nucleotidiche ottenute sono state comparate con quelle depositate in GeneBank e classificate tramite RFLP virtuali utilizzando il programma iPhyClassifier (Zaho et al., 2009). Risultati e discussione Delle 17 specie di cicadellidi (15), cixidi (1) e psillidi (2) individuate solo 2 sono risultate positive a fitoplasmi con ampliconi di taglia attesa di circa 1200 bp. Dopo identificazione e caratterizzazione degli ampliconi ottenuti, una delle specie di Deltocephalinae, Osbornellus horvathi (Matsumura 1908), è risultata positiva a fitoplasmi del gruppo 16SrIX. La specie è presente in Sicilia (D’Urso, 1995) e in Nord Africa; è verosimilmente polifaga su vegetazione erbacea. Durante il periodo di campionamento, durato da metà maggio a fine ottobre, sono stati raccolti e identificati 32 esemplari di O. horvathi. Le analisi “nested”-PCR eseguite sugli individui di O. horvathi, a gruppi di 4, hanno permesso di ottenere ampliconi della taglia attesa in 6 degli 8 campioni analizzati e quattro di questi sono stati clonati e sequenziati. Le sequenze ottenute hanno mostrato una identità di 98,7% (Osb3), 98,6% (Osb4) e 99% (Osb1 e Osb2) con il gene 16SrDNA di ‘Ca. P. phoenicium’ (AF515636). Tutti e quattro i fitoplasmi sono risultati diversi dai gruppi/sottogruppi presenti in iPhyClassifier: Osb2 con un coefficiente di similarità (F) 0,95 rispetto al profilo del ceppo tipo del gruppo 16SrIX-C (Y16389: “Picris echioides yellows”) ed Osb1, Osb3 e Osb4 con F 0,89-0,95 rispetto al ceppo tipo del gruppo 16SrIX-E (GQ925918: “JunWB”). L’eventuale appartenenza a sottogruppi descritti o l’appartenenza a un nuovo sottogruppo è in fase di accertamento tramite analisi RFLP. O. borealis De Long & Bohr, 1936, specie congenere di O. horvathi è stata segnalata in Canada e USA quale vettore di fitoplasmi del sottogruppo 16SrIII-A, associati a X-disease (Jensen, 1957; Lee et al., 1998). Questa risulta essere la prima segnalazione di O. horvathi quale potenziale vettore di fitoplasmi e la prima segnalazione di un potenziale vettore di fitoplasmi del gruppo 16SrIX in Italia. Parole chiave: ‘Ca. P. phoenicium’, trasmissione, Sicilia osbornellus horvathi potential vector of 16SrIX phytoplasma At the present time seven subgroups have been described among phytoplasmas of group 16SrIX -A, pigeon pea witches’ broom (PPWB); -B and -D, ‘Candidatus Phytoplasma phoenicium’ (almond witches’ broom, AlmWB); -C, Pichris echiodes yellows (PEY); 92 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi -E, juniper witches’ broom (JunWB); -F and -G, identified in stone fruits in Lebanon. These phytoplasmas are associated with diseases affecting herbaceous and woody plants in different areas worldwide. In Italy they have been reported in Dimorphoteca sinuate, Echinacea purpurea, Catharanthus roseus and Pichris echioides. Preliminary studies have shown the presence, just in Lebanon, of different leafhoppers genera as potential vectors of almond witches’ broom phytoplasma. During a survey for phytoplasma diseases in Sicily insects have been collected on yellow sticky traps or by sweep net and tested by nested-PCR with universal primer pairs for phytoplasmas detection. Among the trapped insects, the leafhopper Osbornellus horvathi resulted positive to phytoplasmas presence. The four obtained sequences showed identity between 98.6% and 99.0% with 16SrDNA gene of the reference strain of ‘Ca. P. phoenicium’ (AF515636). In virtual RFLP analysis with iPhyClassifier three of them (Osb1, Osb3, Osb4) shared a similarity coefficient (F) of 0.95 – 0.89 with the reference strain of subgroup16SrIX-E, while Osb2 shared a similarity coefficient (F) of 0.95 with the reference strain of subgroup16SrIX-C. To our knowledge this is the first report of O. horvathi as potential vector of phytoplasmas as well as the first report of potential vector of phytoplasmas of group 16SrIX in Italy. Key words: ‘Ca. P. phoenicium’, transmission, Sicily Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro svolto nell’ambito della convenzione con Servizio Fitosanitario della Regione Siciliana (D. D. n. 1450). Lavori citati / References Bertaccini a., s. PaLtrinieri, n. contaLDo, B. DuDuk, s. naHDi, a. Benni, M.G. BeLLarDi, 2009. Different phytoplasmas infecting purple coneflower in Italy. Journal of Plant Pathology, 91(4), S4.49. DoYLe J.J., J.L. DoYLe, 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissues. Focus, 12, 13-15. Jensen D.D., 1957. 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Marzachì1 Istituto di Virologia Vegetale – CNR, Strada delle Cacce, 73, 10135 Torino 2 DISAFA, Università degli Studi di Torino – via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) 3 DISA, Università di Udine, Via delle Scienze, 208, 33100 Udine 1 E-mail: [email protected] Introduzione I fitoplasmi sono batteri fitopatogeni parassiti endocellulari di piante ed insetti. Alcuni recenti studi basati sull’analisi mediante “microarrays” hanno suggerito che l’espressione del genoma dei fitoplasmi sia modulata in funzione dell’ospite (pianta o vettore) e dello stadio di infezione (Oshima et al., 2011). E stato altresì dimostrato che alcune porzioni trasponibili (PMU) (Toruno et al., 2010) del genoma del ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ e alcune proteine effettrici (Hoshi et al., 2009; Sugio et al., 2011) sono in grado di modulare la risposta dell’ospite all’infezione. Recentemente il sequenziamento Illumina dell’isolato “chrysanthemum yellows” (CYP) del ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ ha permesso di identificare alcuni geni specifici di CYP. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di determinare il livello di espressione di geni di CYP, coinvolti in diverse vie metaboliche, durante l’infezione in pianta (Arabidopsis thaliana) e in due specie di cicadellidi vettori (Macrosteles quadripunctulatus Kirschbaum, Euscelidius variegatus Kirschbaum), al fine di identificare i meccanismi molecolari che il fitoplasma utilizza per l’adattamento agli ospiti pianta e insetto. Materiali e metodi L’espressione di 14 geni di CYP codificanti tre proteine secrete, quattro trasportatori generici (un canale meccano-sensibile, la componente di traslocazione della traslocasi SecY, un trasportatore multidrug e uno di oligopeptidi), due trasportatori specifici (uno per arginina e uno per ione Zn++), una proteina coinvolta nel metabolismo dei fosfolipidi e la subunità ribosomica 30S rRNA ottenute dal sequenziamento Illumina, una proteina effettrice “Tengu” (Hoshi et al., 2009), la principale proteina antigenica di membrana amp (Galetto et al., 2008) e la proteina immunodominante di membrana imp (Kakizawa et al., 2009) è stata analizzata in pianta (A. thaliana) e in insetto (M. 97 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases quadripunctulatus, E. variegatus). Per ognuno dei geni selezionati, sono stati disegnati “primers” specifici ed è stato ottimizzato un protocollo di qPCR con SYBR Green. Le efficienze di amplificazione e le temperature dei differenti picchi di “melting” sono state ottenute analizzando in qPCR diluizioni seriali di plasmidi contenenti gli ampliconi specifici di ciascun gene. Per lo studio di espressione in pianta, CYP è stato trasmesso da M. quadripunctulatus alle piante di A. thaliana e campioni di foglie sono stati raccolti a tempi diversi dall’inoculazione (dpi). Per lo studio di espressione di CYP in insetto, diversi esemplari delle due specie analizzate sono stati raccolti a tempi differenti in seguito all’acquisizione (dpa) del fitoplasma da crisantemi infetti. Dallo stesso campione di pianta e insetto, suddiviso in parti uguali, sono stati estratti il DNA e l’RNA totali. Il DNA è stato poi sottoposto ad analisi molecolari per determinare la presenza (Lee et al., 2004) e il titolo (Marzachì e Bosco, 2005) del fitoplasma. L’RNA totale estratto è stato trattato con DNAsi, retrotrascritto e analizzato in qPCR per quantificare i trascritti dei geni prescelti. Risultati e discussione I sintomi tipici della fitoplasmosi (ingiallimento, deformazione fogliare e nanismo) sono comparsi due settimane dopo l’inoculazione. Il 15% delle piante risultava infetto già a 5 giorni dopo l’inoculo, mentre a 25 dpi, ultima data di campionamento, l’83% delle piante risultava sintomatico. Alle prime due date di campionamento (7 e 14 dpa) complessivamente risultavano positivi alla presenza dei fitoplasmi il 91 e il 79% degli esemplari di M. quadripunctulatus e E. variegatus, rispettivamente analizzati. Alle date successive (fino a 35 dpa) risultavano infetti tutti gli adulti di M. quadripunctulatus e all’incirca il 90% di E. variegatus, in accordo con le efficienze di acquisizione di CYP precedentemente osservate per queste specie (Bosco et al., 2007). Il titolo di CYP nella pianta aumentava da 5 a 28 dpi per raggiungere un valore simile a quello osservato in altre specie erbacee (Saracco et al., 2006). Il titolo di CYP seguiva un andamento analogo nelle due specie vettrici, raggiungendo il massimo a 28 e a 35 dpa rispettivamente in M. quadripunctulatus ed E. variegatus. I “primers” selezionati per l’analisi dell’espressione genica producevano ampliconi specifici e le curve standard ottenute presentavano un R2 superiore a 0,99 e un’efficienza compresa tra 74% e 100%. Il livello di espressione di ogni singolo gene target è stato poi correlato all’effettivo titolo di fitoplasma misurato in ogni pianta e in ogni insetto alle differenti date di campionamento. Una volta ultimata, l’elaborazione dei risultati permetterà di determinare i profili di espressione dei geni selezionati nel corso dell’infezione tra ospiti diversi (pianta e insetto) e tra due specie di vettori, e quindi di identificare i meccanismi molecolari coinvolti nella regolazione dell’adattamento all’ospite. Parole chiave: Arabidopsis thaliana, Macrosteles quadripunctulatus, Euscelidius variegatus, ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ 98 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Preliminary results on gene expression of chrysanthemum yellows phytoplasma in plant and insect vector Microarrays analysis suggests that phytoplasma genome expression in the plant can be modulated according to the infection stage. A real time PCR protocol was set up to study the expression profile of different ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ chrysanthemum yellows isolate (CYP) genes during infection of Arabidopsis thaliana and of the two vector species Macrosteles quadripunctulatus and Euscelidius variegatus. Target genes were selected among secreted proteins, known effectors, general metabolism and specific CY genes, obtained following Illumina sequencing. Genes coding three putative secreted peptides, antigenic membrane protein (Amp), immunodominant membrane protein (Imp), four general transporters (multidrug, mechano-sensitive channel, SecY translocation component and an oligopeptide transporter), two specific transporters (arginine, Zn++), one protein involved in phospholipid metabolism and the 30S rRNA gene were selected from the CYP genome. Specific primers were designed for each selected gene, and the appropriate real time PCR protocols were optimized. Amplification efficiencies for each target were determined by amplification of five dilutions of different plasmids containing the specific amplicon. The expression level of each target gene was correlated to the actual titer of phytoplasma in each infected plant or insect sample to provide a detailed study on gene expression of this obligate parasite in the plant and insect hosts. Key words: Arabidopsis thaliana, Macrosteles quadripunctulatus, Euscelidius variegatus, ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ Ringraziamenti / Acknowledgements D. Pacifico and S. Bertin were supported by the Regione Piemonte grant FLADO and M. Rashidi was supported by the Regione Piemonte grant ELIFITO. Lavori citati / References Bosco D., L. GaLetto, P. Leoncini, P. saracco, B. raccaH, c. MarZacHì, 2007. Interrelationships between ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ and its leafhopper vectors. Journal of Economic Entomology, 100, 1504–1511. GaLetto L., J. fLetcHer, D. Bosco, M. turina, a. WaYaDanDe, c. MarZacHì, 2008. Characterization of putative membrane protein genes of the ‘Candidatus Phytoplasma asteris’, chrysanthemum yellows isolate. Canadian Journal of Microbiology, 54, 341-351. 99 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases HosHi a., k. osHiMa, s. kakiZaWa, Y. isHii, J. oZeki, M. HasHiMoto, k. koMatsu, s. kaGiWaDa, Y. YaMaJi, s. naMBa, 2009. A unique virulence factor for proliferation and dwarfism in plants identified from a phytopathogenic bacterium. Proceeding of the National Academy of Science USA-PNAS, 106, 6416–6421. kakiZaWa s., k. osHiMa, Y. isHii, a. HosHi, k. MaeJiMa, H.Y. JunG, Y. YaMaJi, s. naMBa, 2009. Cloning of immunodominant membrane protein genes of phytoplasmas and their in planta expression. FEMS Microbiology Letters, 293, 92–101. Lee i-M., D.e. GunDersen, r.W. HaMMonD, r.e. Davis, 1994. 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Angelini1 CRA-VIT – viale XXVIII Aprile 26, 31015 Conegliano (TV) DISA, Università degli Studi di Udine – via delle Scienze 206, Udine 1 2 E-mail: [email protected] Introduzione La flavescenza dorata (FD) della vite è una grave malattia da quarantena associata a fitoplasmi, epidemica in Europa. Le interazioni vite-fitoplasma sono state finora poco studiate, specialmente a livello molecolare, per le difficoltà sia di coltivare l’agente eziologico sia di usare la vite come pianta sperimentale. In questo lavoro sono stati studiati i livelli di espressione genica di 11 geni potenzialmente legati a risposte di difesa ai fitoplasmi tramite “real time” PCR quantitativa, utilizzando Catharanthus roseus G. Don come pianta modello. Materiali e metodi Sono state usate piante clonali di C. roseus, ottenute mediante micropropagazione e poi ambientate. Il piano sperimentale ha previsto due tesi: innesto con marza di C. roseus infettato con FD-C e controllo innestato con marze sane, per un totale di 10 piante. I prelievi per gli studi di espressione sono stati effettuati a due tempi: a 3 mesi dall’innesto, al momento della comparsa dei primi sintomi fogliari, e a 5 mesi, quando la sintomatologia era conclamata. I geni indagati codificano 5 diverse famiglie di proteine putative legate alle risposte di difesa: proteine di patogenesi di tipo I (PR1), proteine taumatina - simili (TLP o PR5), callosio sintasi (CalS), fenilalanina ammonio liasi (PAL), invertasi di parete (cwINV). Sono stati inoltre inclusi anche i fattori di trascrizione WRKY, implicati nella regolazione dei trascritti associati alle risposte di difesa delle piante. Sulle sequenze di questi geni, ricavate da banche dati o ottenute sperimentalmente al CRA-VIT, sono stati disegnati “primers” per l’analisi di espressione mediante “real time” PCR (qPCR). Per la normalizzazione dei dati di espressione genica, sono stati selezionati come potenziali geni di riferimento quelli codificanti: la proteina ribosomica 40S-S9 (RPS9), l’ubiquitina 11 (UBQ11), la ciclofilina (CYC), l’actina 7 (ACT7) e il fattore di allungamento 1α (EF1α) (Wei, 2010). La valutazione dei geni più stabili è stata eseguita mediante l’analisi dei dati qPCR con i programmi geNorm e NormFinder. 101 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lo studio di espressione genica è stato svolto con i “primers” risultati idonei e con i due geni di riferimento che si sono rivelati più stabili, secondo le più recenti indicazioni in materia (Bustin et al., 2009). Le analisi statistiche sono state condotte con il programma dedicato REST2009 (Pfaffl et al., 2002). Risultati e discussione Tutte le coppie di “primers” saggiate si sono rivelate idonee all’uso in qPCR nelle condizioni sperimentali saggiate (ottima specificità, sensibilità molto buona, efficienza fra 93 e 105%). Tra i candidati geni di riferimento, quelli la cui espressione è risultata più stabile sono stati EF1a e ACT7. Le analisi di espressione a 3 mesi dall’innesto hanno evidenziato che 3 geni sugli 11 studiati erano sovraespressi in maniera significativa nelle piante infette dal fitoplasma: STS14, un gene codificante una proteina PR1-simile (33,8 volte) e le callosio sintasi CalS3 (1,7 volte) e CalS11 (4 volte). Si nota come categorie di geni che sono state spesso descritte in letteratura come sovraespresse durante l’infezione da fitoplasmi, quali quelle codificanti le proteine di patogenesi (Albertazzi et al., 2009; Hren et al., 2009), in questo caso non risultino modulate. Ciò può essere spiegato con il fatto che i lavori di letteratura sono stati effettuati in fasi più avanzate dell’infezione. Il profilo di espressione genica si modifica a 5 mesi dall’inoculo, quando il gene TLP risulta sovraespresso in maniera significativa di circa 4 volte rispetto al non infetto. Quest’ultimo dato conferma il coinvolgimento di questa categoria genica nelle fasi avanzate della malattia, come già evidenziato in numerosi e differenti binomi pianta – fitoplasma (Hren et al., 2009; Margaria e Palmano, 2011; Zhong e Shen, 2004). In conclusione, questo è il primo lavoro sull’interazione pianta – fitoplasma che mostra un diverso profilo di espressione fra il momento della comparsa dei sintomi e l’infezione sistemica, mettendo in evidenza quali potrebbero essere le “pathways” coinvolte nella risposta diretta all’infezione da fitoplasmi e quali invece quelle derivanti da risposte secondarie dovute agli squilibri fisiologici indotti dal patogeno. Parole chiave: geni di difesa, interazione pianta-fitoplasma, qPCR Gene expression studies on Catharanthus roseus infected by grapevine “flavescence dorée” phytoplasma Grapevine “flavescence dorée” (FD) is a serious quarantine disease, associated with phytoplasmas. Grapevine – phytoplasma interactions are still little studied, due to the difficulty to cultivate the pathogen and to use grapevine as experimental plant. For these reasons for investigation on these phytoplasmas Catharanthus roseus G. Don as model plant was employed. To investigate the plant responses to FD infection at 102 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi molecular level by means of quantitative real time PCR (qPCR) micropropagated periwinkle plantlets infected by grafting with FD-C phytoplasma were therefore used. It has been possible to design qPCR primers for 11 different genes putatively involved in plant defence mechanism, belonging to 6 different gene families: pathogenesisrelated protein type-1 (PR1), thaumatin-like protein (TLP), callose synthase (CalS), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), cell wall invertase (cwINV) and WRKY transcription factor. Gene expression studies were carried out at first appearance of leaf symptoms (3 months after inoculation) and 2 months later. Although highthroughput studies performed on other plant species infected with phytoplasmas revealed involvement of defence genes in plant response to these pathogens, only a few, among the tested genes, seems to be activated in early stages of FD infection, i.e. at symptom appearance: STS14, coding a PR1-like protein (expressed 33.8 times more in infected compared to healthy plants), and 2 callose synthases, CalS3 (1.7 times higher) and CalS11 (4 times higher). The gene expression pattern changes 5 months after inoculation, when TLP resulted over-expressed 4 times in the infected periwinkle compared to the healthy control plants, confirming literature data for other plant-phytoplasma interactions. Key words: defence gene, plant-phytoplasma interaction, qPCR Ringraziamenti / Acknowledgements Si ringrazia il personale del DISA, Università di Udine e del CRA-VIT di Susegana (TV) per l’assistenza tecnica. Lavori citati / References aLBertaZZi G., J.a. MiLc, a. caffaGni, e. francia, e. roncaGLia, f. ferrari, e. taGLiafico, e. stefani, n. PeccHioni, 2009. Gene expression in grapevine cultivars in response to Bois Noir phytoplasma infection. Plant Science, 176, 792-804. Bustin s.a., v. Benes, J.a. Garson, J. HeLLeMans, J. HuGGett, M. kuBista, r. MueLLer, t. noLan, M.W. PfaffL, G.L. sHiPLeY, J. vanDesoMPeLe, c.t. WittWer, 2009. The MIQE guidelines-minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. 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Accumulation of pathogenesis-related type-5 like proteins in phytoplasma-infected garland chrysanthemum Chrysanthemum coronarium. Acta Biochimica et Biophysica Sinica, 36(11), 773-779. 104 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi STUDIO IN VIVo DEL RUOLO DELLE PROTEINE DI MEMBRANA DI “CHRYSANTHEMUM YELLOWS PHYTOPLASMA” NELLA TRASMISSIONE CON INSETTI VETTORI M. Rashidi1, L. Galetto1, F. Veratti1, C. Marzachi1, D. Bosco2 1 Istituto di Virologia vegetale CNR – Strada delle Cacce 73, 10135 Torino 2 DISAFA, Università degli Studi di Torino– via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco (Torino) E-mail: [email protected] Introduzione I fitoplasmi sono batteri fitopatogeni trasmessi con modalità persistente e propagativa da insetti floemomizi dell’ordine Hemiptera. Studi recenti hanno indicato che la principale proteina antigenica di membrana (amp) di diversi isolati di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ interagisce in maniera specifica con proteine citosoliche (actina, miosina) e di membrana (ATP sintasi) di specie vettrici (Suzuki et al., 2006; Galetto et al., 2011). Questa interazione non è stata osservata nel caso di altri insetti filogeneticamente vicini, ma non vettori. I fitoplasmi, dopo essere stati acquisiti dal vettore durante una nutrizione su pianta infetta, attraversano l’epitelio intestinale e la lamina basale, si moltiplicano nell’emolinfa e colonizzano le ghiandole salivari per essere nuovamente trasmessi durante una successiva nutrizione (Bosco e D’Amelio, 2010). E’ quindi probabile che una o più proteine di membrana dei fitoplasmi interagiscano con le cellule dell’epitelio intestinale e delle ghiandole salivari e siano coinvolte nel determinare la specificità di trasmissione. Lo scopo di questo lavoro è sviluppare un sistema per studiare in vivo il ruolo delle principali proteine di membrana dei fitoplasmi nel determinare l’efficienza di acquisizione e trasmissione degli insetti vettori. Materiali e metodi Per lo studio in vivo del ruolo della principale proteina antigenica di membrana (amp) dell’isolato “chrysanthemum yellows” (CYP) di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ a livello dell’epitelio intestinale, i cicadellidi vettori Macrosteles quadripunctulatus Kirschbaum ed Euscelidius variegatus Kirschbaum, prima dell’acquisizione di CYP su crisantemi infetti, sono stati sottoposti a nutrizione artificiale su una dieta contenente: un costrutto di fusione della proteina amp di CYP (Galetto et al., 2008), un costrutto di fusione della proteina artI di CYP (Galetto et al., 2008), trasportatore di 105 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases membrana non associato alla specificità di trasmissione (Galetto et al., 2011), anticorpi specifici contro amp and artI da soli o in presenza dell’antigene. Completata la fase di latenza, gli insetti sono stati posti singolarmente ad inoculare piante di crisantemo. Esperimenti preliminari hanno permesso di definire le concentrazioni ottimali di proteine utilizzabili per la nutrizione artificiale e la microiniezione, la minima durata di acquisizione su pianta infetta (AAP) e di latenza (LP) per garantire un’efficace acquisizione e trasmissione del patogeno. Per lo studio del ruolo di CYP Amp a livello delle ghiandole salivari, adulti sani di E. variegatus sono stati sottoposti a microiniezione con una sospensione di fitoplasmi (Bressan et al., 2006) addizionata dei costrutti di fusione delle proteine di membrana (Galetto et al., 2008) e dei corrispondenti anticorpi specifici. A seguito della microiniezione è stata definita la durata della fase di latenza mediante inoculazioni seriali a piante di crisantemo. Al termine dell’ultimo turno di trasmissione (almeno 35 giorni dopo la microiniezione), gli insetti sono stati analizzati per confermare la presenza del fitoplasma (Lee et al., 1993; 1994) e per quantificarne il titolo (Marzachì e Bosco, 2005). Risultati e discussione Il substrato di nutrizione che garantiva la miglior sopravvivenza dei vettori era costituito da saccarosio 5% in TE (100% di sopravvivenza per M. quadripunctulatus e 80% per E. variegatus dopo 24 h). La concentrazione di proteina di fusione ottimale è risultata 1 mg/ml di substrato nutritivo. Tale quantità garantiva, per entrambe le specie, una sopravvivenza di circa il 50% dopo 24 h di nutrizione artificiale e dell’80% dopo microiniezione addominale, in accordo con quanto osservato per una proteina di Spiroplasma citri microiniettata nel vettore Circulifer haematoceps (Labroussaa et al., 2011). Gli esperimenti di nutrizione artificiale hanno permesso di determinare che l’AAP minima per ottenere un’elevata trasmissione era di 4 e 6 ore, per M. quadripunctulatus ed E. variegatus, rispettivamente. Inoltre la latenza minima nel vettore era di 20 (M. quadripunctulatus) e 33 giorni (E. variegatus). Il tempo di latenza dopo microiniezione è stato di 24 giorni per E. variegatus, inferiore a quello necessario dopo nutrizione su pianta. I risultati preliminari ottenuti indicano che la sola presenza di proteine di membrana di fitoplasmi nel mezzo di nutrizione non è sufficiente ad alterare le efficienze di acquisizione e trasmissione nonché il titolo di fitoplasma nelle due specie. Questo risultato può suggerire che l’interazione non avvenga a livello dell’epitelio intestinale oppure che altre proteine agiscano in complessi che coinvolgano amp. Gli esperimenti di microiniezione per determinare il ruolo delle principali proteine di membrana di CYP a livello delle ghiandole salivari dei vettori sono in corso. Parole chiave: Macrosteles quadripunctulatus, Euscelidius variegatus, ‘Candidatus Phytoplasma asteris’, amp 106 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi In vivo assays to test the role of phytoplasma membrane proteins on vector acquisition and transmission capabilities Phytoplasmas are plant pathogenic bacteria transmitted by hemipteran phloem sucking insects in a persistent, propagative manner. Recent studies on ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ showed that the major antigenic membrane protein (amp) specifically interacts with vector proteins, localized either in the cytosol (actin and myosin) or on plasma membrane surface (ATP synthase) localization. Following acquisition, phytoplasmas must cross the gut epithelium and colonize salivary glands for successful transmission. The gut epithelium and salivary glands are physical barriers that must be overcome by the phytoplasma during vector colonization. Specific interactions of amp with vector membrane proteins occur in vitro at both sites. Aim of this work was to develop a system to study the effects of phytoplasma membrane proteins on vector acquisition and transmission capabilities. To investigate the biological effects of the interactions of CYP Amp at the gut epithelium, vectors of two species (Macrosteles quadripunctulatus, and Euscelidius variegatus), before CYP acquisition from infected plants, were fed on a medium containing i) a fusion construct of the protein, ii) a fusion protein of artI, a membrane protein not involved in specific interaction with vectors, iii and iv) antibodies raised against amp and artI, v) no proteins. After latency, insects were singly caged on healthy plants for an inoculation period after which they were collected and assayed in nested PCR to detect the presence of CYP. Phytoplasma titre in insects was also quantified by RT-PCR. To determine the role of CYP membrane proteins at the salivary gland level, abdominal microinjection experiments with a suspension of CY phytoplasmas added with Amp fusion protein or its specific antibody are in progress. The results of preliminary experiments are presented and discussed. Key words: Macrosteles quadripunctulatus, Euscelidius variegatus, ‘Candidatus Phytoplasma asteris’, amp Ringraziamenti / Acknowledgements MR è stata finanziata dalla Regione Piemonte (Progetto FLADO)./ MR was supported by the Piemonte Region grant FLADO. Lavori citati / References Bosco D., r. D’aMeLio, 2010. Transmission specificity and competition of multiple phytoplasmas in the insect vector. In: Weintraub P, Jones P, eds. Phytoplasmas: genomes, plant hosts, and vectors. Wallingford, UK: CABI, 293-308. 107 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Bressan a., D. cLair, o. seMeteY, e. BouDon-PaDieu, 2006. Insect injection and artificial feeding bioassays to test the vector specificity of flavescence dorée phytoplasma. Phytopathology, 96, 790-796. GaLetto L., D. Bosco, r. BaLestrini, a. Genre, J. fLetcHer, c. MarZacHì, 2011. The major antigenic membrane protein of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ selectively interacts with ATP synthase and actin of leafhopper vectors. PLoS ONE, 6, e22571. GaLetto L., J. fLetcHer, D. Bosco, M. turina, a. WaYaDanDe, c. MarZacHì, 2008. Characterization of putative membrane protein genes of the ‘Candidatus Phytoplasma asteris’, chrysanthemum yellows isolate. Canadian Journal of Microbiology, 54, 341-351. LaBroussaa f., n. arricau-BouverY, M.P. DuBrana, c. saiLLarD, 2010. 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Interaction between the membrane protein of a pathogen and insect microfilament complex determines insect-vector specificity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 103, 4252-4257. 108 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi ORGANIZZAZIONE DEL GENE IMP IN ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA CYNODONTIS’ R.A. Serwaa1, M. Kube2, R. Reinhardt3, S. Paltrinieri1, A. Bertaccini1 DipSA, Plant Pathology, Alma Mater Studiorum - University of Bologna, viale Fanin 42, 40127 Bologna 2 Humboldt-Universität zu Berlin, Faculty of Agriculture and Horticulture, Lentzeallee 55/57, 14195 Berlin, Germany 3 Max-Planck Genome Centre Cologne, Max-Planck Institute for Plant Breeding Research, 50829 Cologne, Germany 1 E-mail: [email protected] Introduzione “Bermuda grass white leaf” (BGWL) è una malattia che colpisce varie graminacee ed è associata alla presenza di ‘Candidatus Phytoplasma cynodontis’ (Marcone et al., 2004) appartenente al gruppo ribosomico 16SrXIV (Lee et al., 1998). Ceppi di fitoplasmi appartenenti al gruppo 16SrXIV sono stati identificati in Italia in Cynodon dactylon e Poa annua comunemente note con il nome comune di gramigna (Marcone et al., 1997; Lee et al., 1997). La malattia è stata descritta in diverse aree tropicali e subtropicali del mondo o in aree limitrofe. I ceppi di BGWL possono essere distinti utilizzando specifici marcatori genetici dai ceppi di fitoplasmi simili sul gene ribosomico 16S associati ad importanti malattie quali “sugarcane white leaf” (SCWL), “sugarcane grassy shoot” (SCGS), “rice yellow dwarf” (RYD) e “sorghum grassy shoot” (SGS). BGWL è stato inoltre descritto come il fitoplasma che ha il genoma più piccolo fra tutti i fitoplasmi fino ad ora studiati ed è poco conosciuto anche al livello di effettori codificanti o di proteine di membrana che possano interagire con la pianta ospite e/o l’insetto vettore. Una prima sequenza parziale del genoma di BGWL ha permesso di evidenziare la presenza del gene imp sul quale sono state effettuati studi preliminari per valutarne le possibilità di impiego in dignostica. Materiali e metodi Sedici campioni di gramigna o Poa annua con sintomi di sbiancamento fogliare sono raccolti in diverse località italiane in diversi anni e sono stati sottoposti ad estrazione di acido nucleico seguendo una metodica basata sull’uso di cloroformio e fenolo (Prince et al., 1993). I campioni sono stati successivamente analizzati in PCR/RFLP per verificare la presenza ed identificare i fitoplasmi individuati. Le analisi PCR “nested” sono state effettuate impiegando i “primers” P1A/P7A (Lee et al., 2004), che amplificano un frammento di circa 1800 nucleotidi sul gene 16S fino 109 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases all’estremità 3’ del gene codificante l’RNA ribosomico 23S, includendo la regione spaziatrice. A questa amplificazione sono seguite amplificazioni con i “primer” universali 16R758f/16R1232r (=M1/M2) (Gibb et al., 1995) e R16F2/R2 (Lee et al., 1995) che amplificano frammenti interni al precedente di 500 e 1200 nucleotidi rispettivamente. Come controlli positivi sono stati utilizzati i fitoplasmi AVUT (16SrI-B), ASHY, “ash yellows” (16SrVII-A) e CLP, “cleome phyllody” (16SrII-A) estratti da vinca dalla collezione di riferimento per i fitoplasmi mantenuta al DipSA, Università di Bologna, come controllo negativo è stata utilizzata acqua distillata e deionizzata. Gli amplificati ottenuti con M1/M2 e quelli ottenuti con R16F2R2 con Tru1I e Tsp509I (Fermentas FastDigest, Vilnius, Lituania) seguendo le indicazioni della ditta. Sulla base di sequenziamenti preliminari (M. Kube, dati non pubblicati) è stato possibile verificare che i fitoplasmi in oggetto avevano nel genoma la frazione codificante il gene imp. Sono quindi stati disegnati 4 “primers” sulle sequenze a disposizione e sei dei ceppi di fitoplasmi risultati positivi alla analisi molecolare sono quindi stati utilizzati per studiare il gene imp. Il DNA di Acholeplasma brassicae è stato impiegato come controllo positivo. I “primers” disegnati utilizzando il programma Primer 3 Input (versione 0.4.0) disponibile in http://frodo.wi.mit.edu/, sono: RSBWL1: TGTTATAATTATGGTATTGAATCTTTG; RSBWL2: TCATATA ACAATGCTGAAAACAA; RSBWL4: TTTTTATTATGTCGTCTTACCATGTTT: RSBWL5, GGTTGGATATTTTTAGCCTGCT. L’analisi PCR è stata effettuata utilizzando optiTaq (Roboklon, Germania), 1 μl di ogni “primer” ed 1 μl di DNA preamplificato con RepliG (Qiagen). Gli ampliconi purificati dal gel sono stati clonati e sequenziati, le sequenze ottenute, dopo allineamento manuale sono state comparate con le banche dati di acidi nucleici e proteine mediante gli appropriati algoritmi Blast. Risultati e discussione Solamente tre degli undici campioni sintomatici esaminati sono risultati positivi in PCR diretta con i “primers” P1A/P7A ma 14 campioni sono risultati positivi in PCR “nested” con i “primers” M1/M2. Poiché l’analisi RFLP con gli enzimi utilizzati sugli ampliconi M1/M2 non consentiva di differenziare il fitoplasma BGWL da alcuni dei controlli utilizzati (gruppo 16SrI) si è proceduto con l’amplificazione mediante i “primers” R16F2/R2 che ha permesso di amplificare 6 dei campioni saggiati e di identificarli come appartenenti al gruppo 16SrXIV. La sequenza preliminare di alcuni ceppi italiani di BGWL (M. Kube, dati non pubblicati) ha permesso di assemblare una regione di oltre 5 kb codificante una dsRNA-specifica la ribonucleasi RNasiIII (Rnc), una proteina che codifica l’inizio della replicazione cromosomica (DnaD), una proteina “imp-like” (imp), una CTP sintasi (PyrG), una probabile fosfatidilserina decarbossilasi (psd) ed una fosfatidilserina sintasi (PssA). L’ordine dei geni in questa regione risulta identico a quello dei medesimi geni in un ceppo giapponese individuate in Farfugium japonicum var. Kitamura di ‘Candidatus Phytoplasma oryzae’ (acc. no. AB469012). 110 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Lo studio mediante analisi PCR con i “primers” disegnati su questa regione ha permesso di ottenere amplificati della lunghezza attesa per ogni coppia di “primers” impiegata e di ottenere il sequenziamento parziale per i sei campioni di BGWL. Le sequenze ottenute, variabili da 480 a 500 nucleotidi, sono risultate identiche nei 6 ceppi esaminati e sono risultate avere una omologia di DNA del 68% con il gene imp di ‘Ca. P. oryzae’. Questo risultato indica che il gene, normalmente soggetto ad una elevata pressione ambientale (Kakizawa et al., 2006a; 2006b; 2009; Fabre et al., 2011), in questo caso non risulta in grado di differenziare ceppi di BGWL anche se prelevati in località diverse o in tempi diversi. La bassa omologia con i ceppi sequenziati conferma anche la mancanza di interazioni fra le popolazioni italiane di BGWL e quelle che descritte in riso in oriente, appartenenti, fra l’altro, ad un gruppo ribosomico differente (16SrXI). Parole chiave: sbiancamento fogliare, gene imp, PCR/RFLP, sequenziamento Organisation of the imp-locus in ‘Candidatus Phytoplasma cynodontis’ Bermuda grass white leaf (BGWL) is a destructive disease of bermuda grass (Cynodon dactylon L.) associated with the presence of ‘Candidatus Phytoplasma cynodontis’. Strains belonging to 16SrXIV bermuda grass white leaf group were detected in several tropical and subtropical areas worldwide and regions bordering to these climates. BGWL strains can be separated by genetic markers from economical important phylogenetic-related strains such as sugarcane white leaf (SCWL), sugarcane grassy shoot (SCGS), rice yellow dwarf (RYD) and sorghum grassy shoot (SGS) phytoplasmas. Beside this interesting relationship, BGWL was described carry the smallest chromosome in phytoplasmas. Little is known about the genomes of BGWL strains and the coding of effectors or membrane proteins probable interacting with host and/or vector. In a genomic survey, a first draft sequence of a BGWL from Italy was determined. Preliminary analysis of the gene content highlighted the coding of an imp-gene fragment. The imp-region of three samples from Italy was reconstructed by a PCR-approach using four primers derived from the genomic draft. The impregion of these samples, above 5 kb in size, encodes a dsRNA-specific ribonuclease RNaseIII (Rnc), a chromosome replication initiation protein (DnaD), imp-like protein (Imp), a CTP synthase (PyrG), probable a phosphatidylserine decarboxylase (psd) and a phosphatidylserine synthase (PssA). Gene order of this region is identical to ‘Candidatus Phytoplasma oryzae’ (acc. no. AB469012) derived from a Japanese strain detected in Farfugium japonicum var. Kitamura. Partial sequences of the 5’end of imp were determined for six samples showing no variation in their nucleotide sequence to each other indicating an unexpected conservation of this gene encoding a putative membrane protein in BGWL strains. Key words: white leaf, imp gene, PCR/RFLP, sequencing 111 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Ringraziamenti / Acknowledgements Si ringrazia la Presidenza della ex-Facoltà di Agraria dell’Alma Mater StudiorumUniversità di Bologna per il supporto allo “stage” di R.A. Serwaa presso “Humboldt University” Berlino, Germania. Lavori citati / References faBre a., J-L. Danet, foissac X., 2011. The stolbur phytoplasma antigenic membrane protein gene STAMP is submitted to diversifying positive selection. Gene, 472, 37-41. GiBB k.s., a.c. PaDovan, B.D. MoGen, 1995. Studies on sweet potato little-leaf phytoplasma detected in sweet potato and other plant species growing in Northern Australia. Phytopathology, 85, 169-174. kakiZaWa s., k. osHiMa, H-Y. JunG, s. suZuki, H. nisHiGaWa, r. arasHiDa, s. MiYata, M. uGaki, H. kisHino, s. naMBa, 2006a. Positive selection acting on a surface membrane protein of the plant-pathogenic phytoplasmas. Journal of bacteriology, 188(9), 3424-3428. kakiZaWa s., k. osHiMa, s. naMBa, 2006b. Diversity and functional importance of phytoplasma membrane proteins. Trends in Microbiology, 14, 254-256. kakiZaWa s., k. osHiMa, Y. isHii, a. HosHi, k. MaeJiMa, H-Y JunG, Y. YaMaJi, s. naMBa, 2009. Cloning of immunodominant membrane protein genes of phytoplasmas and their in planta expression. FEMS Microbiology Letters, 293(1), 92-101. Lee i-M., a. Bertaccini, M. viBio, D.e. GunDersen, 1995. Detection of multiple phytoplasmas in perennial fruit trees with decline symptoms in Italy. Phytopathology, 85, 728-735. Lee i-M., M. Pastore, M. viBio, a. DanieLLi, s. attatHoM, r.e. Davis, a. Bertaccini, 1997. Detection and characterization of a phytoplasma associated with annual blue grass (Poa annua) white leaf disease in southern Italy. European Journal of Plant Pathology, 103, 251–254. Lee i-M., D.e. GunDersen-rinDaL, r.e. Davis, i.M. BartosZYk, 1998. Revised classification scheme of phytoplasmas based on RFLP analyses of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 48, 1153–1169. Lee i-M., D. GunDersen-rinDaL, r.e. Davis, k.D. Bottner, c. Marcone, e. seeMueLLer, 2004. ’Candidatus Phytoplasma asteris’, a novel taxon associated with aster yellows and related diseases. International Journal of Systematic Bacteriology, 54, 1037-1048. Marcone c., a. raGoZZino, e. seeMüLLer, 1997. Detection and identification of phytoplasmas in yellows-diseased weeds in Italy. Plant Pathology, 46, 530-537. Marcone c., B. scHneiDer, e. seeMüLLer, 2004. 'Candidatus Phytoplasma cynodontis', the phytoplasma associated with Bermuda grass white leaf disease. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 54, 1077-1082. 112 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi STUDIO ANALITICO-COMPARATIVO SULL’ATTIVITÀ ANTIBATTERICA DI OLI ESSENZIALI DI MoNArDA fISTULoSA SANA E INFETTA DA FITOPLASMI L. Nissen1, P. Mattarelli1, N. Contaldo2, L. Cavicchi2, A. Bertaccini2, M.G. Bellardi2 DipSA, Microbiologia, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 44, 40127 Bologna 2 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 1 E-mail: [email protected] Introduzione La continua evoluzione della resistenza agli antibiotici dei batteri patogeni umani, ha reso necessaria la ricerca di nuovi prodotti antimicrobici come gli oli essenziali ottenuti da piante note nella medicina popolare. In questo studio è stata saggiata e confrontata la capacità antitossigenica degli oli essenziali di Monarda fistulosa ottenuti da piante sane e infette dai fitoplasmi, nei confronti di Escherichia coli e Campylobacter jejuni. In particolare, in E. coli normalizzando con gene endogeno FTsZ sono stati saggiati: il gene CdtIVB codificante l’unità attiva B della olotossina CDT-IV, il gene LuxS codificante l’auto-induttore 2 del sistema Quorum Sensing promotore della CDT ed il gene DksA codificante una DNA kinasi, proteina soppressore-repressore della CDT. Invece, in C. jejuni normalizzando con gene endogeno LpxA coinvolto nella biosintesi del lipide A sono stati saggiati: il gene CdtB codificante l’unità attiva B dell’olotossina CDT, il gene LuxS ed il gene Hns codificante per il regolatore trascrizionale H-NS. Materiali e metodi E’ stata saggiata e confrontata la capacità antitossigenica degli oli essenziali di Monarda fistulosa ottenuti da piante sane (S) e infette dai fitoplasmi “aster yellows” e “stolbur” (I) (Contaldo et al., 2011) nei confronti di E. coli e C. jejuni, che sono stati coltivati a 37°C in aerobiosi, e a 42°C in microaerofilia, rispettivamente. Il metodo MIC utilizzato è stato quello di micro-titolazione in brodo con antibiotici specifici di controllo, secondo NCLSI. Le concentrazioni massime degli oli non inibenti sono state scelte per condurre l’analisi dell’espressione genica delle esotossine CDT e dei loro regolatori. In breve, dopo estrazione l’RNA batterico (Promega, USA) è stato retro trascritto a cDNA, utilizzando M-MLV RT (Promega) e apparato PCR (Biometra, Germany) ed il prodotto trascritto è stato analizzato con StepOne real-time RT-PCR e chimica SYBR Green I (Life Science), secondo il protocollo 2-ΔΔCt (Pflaff, 2001). 113 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases In E. coli sono stati utilizzati i seguenti “primers”: per FTsZ, Ftsz-fw GGTATCCTGACCGTTGCTGT/ FtsZ-rev ATACCTCGGCCCAGAACTTT; per CdtIVB, CdtIVB-fwCGGAACGTGAATTTCGTACA / CdtIVB-rev TGCCACTGTTGGAGGTGATA; per LuxS, EcLuxS-F / EcLuxS-R (Schauder et al., 2001); per DksA, DksA-F GCAAGATTCGCAAATTCCAT / DksA-R AATAGCGTCCCAAGCGATAG. In C. jejuni sono stati utilizzati i seguenti “primers”, per LpxA, CjLpxA-F/ UniCamp-R (Klena et al., 2004); per CdtB, CjCdtB-F CATGTGCAACAAGGTGGAAC / CjCdtBR CATTTCCATTGCGAATTCCT; per LuxS, Lux-1 / Lux-2 (Elvers e Park, 2002); per Hns, EcHNS-F CGAGGGATTTACCTTGCTCA / EcHNS-R GAACGAGCTGCTGAATAGCC. Risultati e discussione E’ stata valutata la capacità degli oli essenziali (S) ed (I) di M. fistulosa di modulare l’espressione genica in E. coli ed in C. jejuni dei geni codificanti CDT, le proteine auto-induttori codificate da LuxS del sistema quorum sensing (promotore della CDT) ed i fattori trascrizionali Hns e DNA kinasi DksA (repressori della CDT). I risultati ottenuti sono promettenti e la “bioattività” dell’olio essenziale di M. fistulosa si è dimostrata in vitro anche più potente degli antibiotici specifici, nei confronti sia di E. coli sia di C. jejuni. In particolare, utilizzando le dosi sub-inibenti la crescita batterica, si è osservato che l’espressione della CDT batterica era sotto regolata rispetto al controllo negativo fino ad un massimo di circa 40 volte in E. coli e di circa 20 volte in C. jejuni, in modo dipendente sia dalla concentrazione dell’olio essenziale sia dal tempo di esposizione. Lo stato sanitario della pianta invece sembra non influenzare l’attività antimicrobica non essendosi osservate variazioni significative degli oli (S) ed (I). L’espressione genica dei geni LuxS codificanti gli induttori del sistema quorum sensing, che sta alla base della regolazione della virulenza batterica, risultava sottoregolata in E. coli fino ad un massimo di circa 30 volte, ed in C. jejuni di 15 volte dopo 6 h. La sovraespressione genica dei geni H-NS, fino ad un massimo di 12 volte e DksA, di 9 volte, codificanti per i regolatori trascrizionali negativi leganti il DNA che sopprimono i fattori di virulenza, supporta l’osservazione che gli oli essenziali di M. fistulosa sono in grado di regolare la virulenza dei batteri patogeni esaminati. I risultati ottenuti sono promettenti per una futura applicazione degli oli di M. fistulosa come agenti inibenti la virulenza di E. coli e C. jejuni nella catena alimentare. Parole chiave: fitoplasmi, oli essenziali, esotossina, espressione genica, real-time RT-PCR 114 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Comparative analysis of the antibacterial activity of essential oils from healthy and phytoplasma infected Monarda fistulosa The use of natural products able to inhibit bacterial pathogens growth and control toxin production could be an alternative solution to the problem concerning the need to reduce antibiotic load, at least in the food-chain. Indeed, plant essential oils represent a promising source of new antimicrobials because they are particularly abundant in diterpenes, which are able to inhibit bacterial growth and to contrast the induction of multi-drug resistance of pathogens. Escherichia coli and Campylobacter jejuni are food-borne pathogenic bacteria, known agents of intestinal diseases; both species exploit their pathogenesis through the production of toxins. In particular, the cytolethal distending toxin (CDT) of both C. jejuni and E. coli are potent inhibitor of cell division G2/M phase. In this study, the antimicrobial activity of essential oils distilled from Monarda fistulosa obtained from healthy and phytoplasmainfected plants was tested against E. coli and C. jejuni, in order to determine and compare the their antitoxigenic activity. We used the broth dilution method, to define sub-inhibitory concentrations of the essential oils, followed by the study of gene expression profiles of toxins production, through the 2-ΔΔCt assay and real-time RTPCR. The analysis was extended to the gene expression of exo-toxins in correlation with LuxS, encoding for the quorum sensing auto-inducer, that promote virulence and with 2 transcriptional regulator DNA binding proteins as Hns for E. coli and DksA for C. jejuni, acting as repressor of virulence factors. The results obtained are promising, indeed the antitoxigenic activity of the essential oil of M. fistulosa (from both healthy and phytoplasma-infected plants) is more potent even when compared to specific antibiotics. The essential oils tested down-regulated the expression of CDT and the auto-inducer LuxS of the quorum sensing System, oppositely the expression of both transcriptional regulators Hns and DksA was over-expressed on concentration and time courses, both in E. coli and C. jejuni. Key words: phytoplasms, essential oils, microbial ecology, exo-toxins, gene expression, real-time RT-PCR Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro eseguito con un contributo della Fondazione Cassa di Risparmio di Imola nell’ambito del progetto “Monarda spp.”. 115 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References contaLDo n., M.G. BeLLarDi, a. Bertaccini, L. caviccHi, f. ePifano, s. Genovese, M. curini, 2001. Phytochemical effects of phytoplasma infections on essential oil of Monarda fistulosa L. Bulletin of Insectology 64(Supplement), S177-S178. eLvers k.t., s.f. Park, 2002. Quorum sensing in Campylobacter jejuni: detection of a luxS encoded signalling molecule. Microbiology, 148, 1475-1481. kLena J.D., c.t. Parker, k. kniBB, J.c. iBBitt, P.M. Devane, s.t. Horn, W.G. MiLLer, M.e. konkeL, 2004. Differentiation of Campylobacter coli, Campylobacter jejuni, Campylobacter lari, and Campylobacter upsaliensis by a multiplex PCR developed from the nucleotide sequence of the lipid A gene lpxA. Journal of Clinical Microbiology, 42, 5549-5557. PfaffL M.W., 2001. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT–PCR. Nucleic Acids Research, 29, 2002-2007. scHauDer s., k. sHokat, M.G. surette B.L. BassLer, 2001. The LuxS family of bacterial autoinducers: biosynthesis of a novel quorum-sensing signal molecule. Molecular Microbiology, 41, 463-476. 116 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi ANALISI BIOCHIMICHE E DI ESPRESSIONE GENICA DELLA VIA METABOLICA DEI FLAVONOIDI IN VITI AFFETTE DA FLAVESCENZA DORATA E RISANATE P. Margaria1, P. Caciagli1, A. Ferrandino2, A. Schubert2, S. Palmano1 1 Istituto Virologia Vegetale, CNR, (IVV) Strada delle Cacce 73, 10135 Torino, Italy. 2 Dipartimento Colture arboree, Università di Torino,Via L. da Vinci 44,10095 Grugliasco (TO) E-mail: [email protected] Introduzione La flavescenza dorata (FD) è una malattia da quarantena associata a fitoplasmi tra quelle più importanti della vite. Un continuo impegno della ricerca è indirizzato allo studio dell’interazione ospite/patogeno, allo scopo di chiarire i meccanismi di infezione del fitoplasma, i meccanismi di risposta e difesa dell’ospite e le basi molecolari del “recovery”, un interessante fenomeno di remissione dei sintomi che può verificarsi spontaneamente nelle piante sintomatiche. Recenti studi di proteomica condotti su viti affette da FD (Margaria e Palmano, 2011; Margaria et al., 2013), hanno permesso di evidenziare alterazioni di precisi profili proteici in seguito all’infezione del fitoplasma, e successive analisi bioinformatiche hanno individuato le vie metaboliche maggiormente alterate. Tra queste, un “pathway” particolarmente modificato è risultato essere quello dei flavonoidi. Si è voluto di conseguenza approfondire lo studio di queste modificazioni, in piante infette e risanate, nelle due cultivar Nebbiolo e Barbera, note per la loro diversa suscettibilità alla malattia. L’analisi è stata condotta integrando le analisi biochimiche con quelle di espressione genica, durante le varie fasi della stagione vegetativa della vite. Materiali e metodi In due vigneti situati in provincia di Asti, Piemonte, monitorati da diversi anni per la presenza di fitoplasmosi, sono stati raccolti campioni sani, infetti e risanati (da almeno due anni) da FD. I campioni sono stati singolarmente saggiati per la presenza di fitoplasmi e dei virus più comunemente presenti nei vigneti piemontesi (Margaria et al., 2009; Gambino e Gribaudo, 2006). Per le successive analisi biochimiche e trascrittomiche sono stati creati 3 sottogruppi di almeno 4 piante ciascuno, per ogni tesi (sano, infetto, risanato) e per ciascuna data di raccolta (giugno, luglio, agosto e settembre). 117 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Flavonoidi, antociani e proantocianidine totali sono stati estratti da tessuto fogliare e quantificati tramite letture spettrofotometriche. I flavonoli sono stati invece separati ed identificati tramite HPLC. Per lo studio di espressione genica in “RealTime” RT-PCR, sono stati selezionati 13 geni di vite, di cui dieci geni appartenenti al ciclo metabolico in studio e tre geni endogeni di riferimento (ACT, UBI, 18S). La media geometrica dei rapporti di espressione dei due geni più stabili (ACT e UBI), individuati utilizzando i software geNorm, Norm Finder e Best Keeper, è stata utilizzata come fattore di normalizzazione per il calcolo delle quantità relative degli altri geni. Per quanta riguarda i geni bersaglio specifici, sono stati considerati due isogeni a monte del “pathway” coinvolti nel fornire i precursori per la sintesi delle diverse categorie di flavonoidi (CHSII e CHSIII); i principali geni coinvolti nella sintesi dei metaboliti in studio: F3H2, LDOX, UFGT, FLS, ANR, LAR ed infine due fattori trascrizionali (Myb1A e Myb1F). Risultati e discussione E’ stata condotta un’analisi approfondita delle alterazioni indotte da FD durante la stagione vegetativa della vite a livello dei tre principali rami che compongono la via metabolica dei flavonoidi, integrando approcci biochimici e trascrittomici. E’ stata ottenuta un’ottima correlazione tra dati metabolici e di espressione genica. L’integrazione di questi dati conferma che in seguito all’infezione da FD è presente un’alterazione della via metabolica dei flavonoidi totali in entrambe le cultivars, mentre le piante risanate tendenzialmente hanno profili simili a quelle sane. E’ emersa tuttavia, una sostanziale differenza nella reazione del Barbera rispetto a quella del Nebbiolo. In generale la risposta in Barbera, sia da un punto di vista biochimico che trascrittomico, è molto intensa e marcata, raggiungendo il suo picco ad agosto. Il Nebbiolo invece ha una risposta più limitata, raggiungendo il picco a luglio. In Barbera si assiste ad un drastico aumento degli antociani, la cui sintesi è fortemente attivata rispetto ad altri componenti del “pathway” metabolico. Questo non avviene invece in Nebbiolo, dove l’arrossamento generalmente limitato e settoriale osservato nelle foglie infette, è confermato dal limitato accumulo di queste molecole. Sono in corso approfondimenti per verificare l’eventuale coinvolgimento di alcune specifiche molecole appartenenti alla classe dei flavonoli e delle proantocianidine nella diversa risposta all’infezione che caratterizza i due vitigni in studio. Parole chiave: fenil-propanoidi, fitoplasma, recovery, Vitis vinifera 118 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Transcriptional and metabolic analyses of the flavonoid pathway in “flavescence dorée” affected and recovered grapevines “Flavescence dorée” (FD) is a quarantine disease of Vitis vinifera, associated with phytoplasmas, phloem-limited pathogens in the class Mollicutes. The study of the host/pathogen interaction is a main topic to which recent research has been directed, in order to clarify the mechanisms of phytoplasma infection, the defense response of the plant, and the biological bases of recovery, an interesting phenomenon of symptom remission that can occur spontaneously in infected plants. Recent proteomic studies conducted on infected grapevines revealed specific protein profile alterations induced by the phytoplasma presence, and bioinformatic analyses identified the most affected metabolic pathways. Among these, the flavonoid pathway has been shown to be specifically modified. The aim of this work was to deeper investigate the changes induced by infection and recovery from FD in this specific pathway, integrating biochemical analysis with gene expression data. Two Italian cultivars, Nebbiolo and Barbera, were selected due to their different sensitivity to phytoplasma infection and recovery occurrence. Samples from leaves of healthy, infected and recovered plants of the two cultivars, were collected at four time-points during the vegetative season. Total flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins were analyzed by spectrophotometry, while flavonol profiles were determined by HPLC. The expression levels of several genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway were monitored by quantitative RT-PCR, including upstream genes (CHS), structural genes (F3H, LDOX, UFGT, FLS, LAR, ANR) and transcription factor genes (Myb1A e Myb1F). Variation in mRNA level of the target genes was evaluated and correlated to the plant phenological stage and to the phytosanitary status. Key words: phenyl-propanoid pathway, phytoplasma, recovery, Vitis vinifera Ringraziamenti / Acknowledgements Questo lavoro è stato finanziato dal Servizio fitosanitario della Regione Piemonte. This work was founded by ‘‘Servizio fitosanitario regionale’’, Regione Piemonte, Italy. Lavori citati / References MarGaria P., s. aBBa’, s. PaLMano, 2013. Novel aspects of grapevine response to phytoplasma infection investigated by a proteomic and phospho-proteomic approach with data integration into functional networks. BMC Genomics, 14, 38. MarGaria P., s. PaLMano, 2011. Response of the Vitis vinifera L. cv. Nebbiolo proteome to flavescence dorée phytoplasma infection. Proteomics, 11, 212-224. 119 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases MarGaria P., M. turina, s. PaLMano, 2009. Detection of flavescence dorée and bois noir phytoplasmas, grapevine leafroll associated virus-1 and -3 and grapevine virus A from the same crude extract by reverse transcription-RealTime Taqman assays. Plant Pathology, 58, 838-845. GaMBino G., i. GriBauDo, 2006. Simultaneous detection of nine grapevine viruses by multiplex reverse transcription polymerase chain reaction with coamplification of a plant RNA as internal control. Phytopathology, 96, 1223–1229. 120 EPIDEMIOLOGIA DELLE FITOPLASMOSI EPIDEMIOLOGY OF PHYTOPLASMA DISEASES Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi VARIABILITÀ MOLECOLARE MULTIGENICA DEL FITOPLASMA “STOLBUR” IN RELAZIONE ALLA DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA SUL TERRITORIO ITALIANO F. Punelli, A. Gentili, E. Costantini, L. Ferretti, G. Pasquini Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura- Centro di Ricerca per la Patologia vegetale, CRA-PAV – via C.G. Bertero, 22, 00156 Roma E-mail: [email protected] Introduzione Il fitoplasma “stolbur” (16SrXII-A) è responsabile di gravi malattie in diverse specie di interesse agrario, in modo particolare solanacee e vite, in quest’ultima è associato alla malattia nota come legno nero (LN), appartenente al complesso dei giallumi. Il ciclo epidemiologico e le modalità di trasmissione e diffusione di questo fitoplasma non sono ancora completamente chiarite. Attualmente l’unico vettore per cui è stata dimostrata la capacità di trasmettere “stolbur” a vite è il cixiide Hyalesthes obsoletus Signoret, che, però, spesso è presente in quantità esigue sia all’interno dei vigneti che nei campi di pomodoro, pur in situazioni di forti epidemie. L’analisi molecolare di un gene meno conservato del 16S ha consentito di individuare due tipi di isolati a ciclo epidemiologico differenziato per ospite intermedio: il tuftipo a, legato all’ortica ed il tuf-tipo b, legato al convolvolo (Langer e Maixner, 2004). In questo lavoro viene riportata l’analisi di un elevato numero di isolati di “stolbur”, reperiti in diversi areali italiani in ospiti diversi (specie coltivate e spontanee e individui di H. obsoletus) attraverso un approccio multigenico (MLST) sui geni secY, stamp e vmp1 (Lee et al., 2006; Fabre et al., 2011; Pacifico et al., 2009), coinvolti in importanti meccanismi quali la diffusione del fitoplasma nell’ospite e il rapporto vettore/fitoplasma - ospite/fitoplasma. L’analisi della variabilità genetica valutata contemporaneamente su più geni ha consentito di ottenere interessanti informazioni soprattutto in relazione alla distribuzione geografica degli isolati. 123 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Materiali e metodi Campioni di Vitis vinifera L., Solanum lycopersicum L., Urtica dioica L., Convolvulus arvensis L., H. obsoletus, Calystegia sepium L. e Cirsium arvense L. sono stati raccolti in nove regioni italiane (Trentino, Emilia-Romagna, Toscana, Lazio, Umbria, Molise, Campania, Calabria e Sicilia). I campioni provenienti dall’Emilia-Romagna erano nella quasi totalità pomodori, mentre gli individui di H. obsoletus provenivano tutti dal Lazio. Sono stati amplificati 113 campioni partendo da estratti di DNA totale ottenuti secondo i metodi descritti in Marzachì et al. (1999), e inizialmente caratterizzati sul gene tuf mediante PCR/RFLP (Langer e Maixner, 2004). Gli altri geni invece sono stati sottoposti ad amplificazione secondo quanto riportato in bibliografia (Fabre et al., 2011, Fialová et al., 2009; Pacifico et al., 2009) e solamente per il gene secY è stata effettuata PCR “nested” utilizzando dei “primers” appositamente disegnati. Le sequenze purificate sono state analizzate con il software Chromas Pro ed elaborate negli allineamenti con il software MEGA 5 per l’analisi della variabilità molecolare. In tal modo sono stati ottenuti mediante il test del Neighbour-Joining alberi filogenetici basati sulle distanze. Risultati e discussione Il gene vmp1 è risultato essere molto variabile per numero di genotipi individuati. Di conseguenza l’applicazione dell’MLST ad un numero elevato di campioni provenienti da diversi areali geografici italiani e da diversi ospiti del fitoplasma ha evidenziato interessanti correlazioni da un punto di vista epidemiologico soprattutto sui geni secY e stamp. Nel caso dei campioni di vite analizzati le sequenze si sono distribuite trasversalmente nella quasi totalità dei genotipi ottenuti, mentre gli isolati provenienti da piante di pomodoro (Emilia-Romagna e Umbria) e gli individui di H. obsoletus (Lazio) analizzati hanno mostrato una elevata omologia di sequenza sui entrambi i geni. Fra gli isolati tuf-tipo b è stata riscontrata una interessante correlazione tra i genotipi individuati e la loro distribuzione geografica. In alcuni areali dell’Italia meridionale è stato, infatti, individuato un solo genotipo sia sul gene secY che sul gene stamp, facendo ipotizzare una possibile origine comune delle infezioni. L’analisi multigenica eseguita in questo lavoro ha consentito di rilevare, come già riportato (Filippin et al., 2009), una corrispondenza tra la suddivisione degli isolati nei tipi ‘a’ e ‘b’ sul gene tuf ed i principali “clusters” rilevati nei geni analizzati. Solo alcune divergenze sono state osservate sul gene stamp e vmp1. Parole chiave: MLST, “stolbur”, tipo tuf, variabilità genetica 124 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi MLST variability of “stolbur” phytoplasmas in relationship with their geographic distribution in Italy “Stolbur” phytoplasmas affects several plant species in European countries, in particular tomato, potato, grapevine and wild plant species and is transmitted by the planthopper Hyalesthes obsoletus Signoret. In the present work the molecular variability of “stolbur” from different host plants and H. obsoletus specimens, previously differentiated into tuf-type a and tuf-type b by PCR/RFLP based method, has been investigated through a multiple gene approach performed on secY, stamp and vmp1 genes. Nucleotide sequences of all genes were analyzed and the phylogenetic relationships were determined by building phylogenetic trees. The obtained strain clusters were correlated with the geographical origin and ecological features of the isolates. Key words: MLST, stolbur, tuf-type, genetic variability Ringraziamenti / Acknowledgements Il progetto è stato svolto nell’ambito del P.F. ESPLORA (ESPLORAzione della biodiversità vegetale ed animale alla ricerca di alleli superiori da inserire nei programmi avanzati di miglioramento genetico a sostegno dell’agricoltura nazionale) del MiPAAF. Lavori citati / References faBre a., J-L. Danet, X. foissac, 2011. The stolbur phytoplasma antigenic membrane protein gene STAMP is submitted to diversifying positive selection. Gene, 472, 37-41. fiaLová r., P. váLová, G. BaLakisHiYeva, J-L. Danet., D. šafárová, X. foissac, M. navrátiL, 2009. Genetic variability of stolbur phytoplasma in annual crop and wild plant species in South Moravia. Journal of Plant Pathology, 91(2), 411-416. fiiLiPPin L., e. tonon, v. forte, G. Zottini, G. santovito, M. BorGo, e. anGeLini, 2009. Genetic polymorphism of stolbur phytoplasma in grapevine, wild plant and insects. Le Progrès agricole et viticole, HS, 139-140. LanGer M., M. MaiXner, 2004. Molecular characterisation of grapevine yellows associated phytoplasmas of the stolbur group based on RFLP-analysis of nonribosomal DNA. Vitis, 43, 191-199. 125 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lee i-M., Y. ZHao, k.D. Bottner, 2006. SecY gene sequence analysis for finer differentiation of diverse strains in the aster yellows phytoplasma group. Molecular and Cellular Probes, 20, 87-91. MarZacHì c., a. aLMa, M. D’aQuiLio, G. Minuto, G. BoccarDo, 1999. Detection and identification of phytoplasmas infecting cultivated and wild plants in Liguria (Italian Riviera). Journal of Plant Pathology, 81(2), 127-136. Pacifico D., aLMa a., BaGnoLi B., foissac X., PasQuini G., tessitori M., MarZacHì c., 2009. Characterization of bois noir isolates by restriction fragment length polymorphism of a stolbur-specific putative membrane protein gene. Phytopathology, 99(6), 711-715. 126 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi VARIABILITÀ GENETICA DI FITOPLASMI ASSOCIATI A FLAVESCENZA DORATA IN UN VIGNETO DELLA PROVINCIA DI MASSA CARRARA A. Bertaccini1, S. Paltrinieri1, N. Contaldo1, E. Gargani2, P. Braccini3, B. Bagnoli4 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 CRA-ABP Centro di ricerca per l’Agrobiologia e la Pedologia, via Lanciola, 12/a, 50125 Firenze 3 Fitopatologo, via F. Baracca, 146, 50127 Firenze 4 Entomologo, via G. Fabbroni, 46, 50134 Firenze 1 E-mail: [email protected] Introduzione Il primo accertamento della presenza di flavescenza dorata (FD) in Toscana risale al 2003 e riguarda un vigneto sito nel comune di Montignoso, provincia di Massa Carrara (Bertaccini et al., 2003). In quest’ultimo decennio il monitoraggio via via più attento della fitoplasmosi in ambito regionale, ha permesso di evidenziare una presenza abbastanza diffusa della malattia, esclusivamente nelle aree viticole delle province di Massa Carrara e Lucca. Alla luce di questa situazione, nell’ambito del programma EUPHRESCO GRAFDEPI, nel 2012 sono state effettuate indagini principalmente in vigneti della provincia di Massa Carrara. Nel presente lavoro si fa specifico riferimento a un impianto già indagato nel 2009 e che, viste le peculiari caratteristiche ambientali, è stato ritenuto un interessante modello di agro-ecosistema per l’approfondimento delle conoscenze sulle fitoplasmosi della vite. Materiali e metodi Il vigneto oggetto di studio è un impianto del 2004, dell’estensione di circa un ettaro, ubicato a San Terenzo Monti (Fivizzano, MS). I vitigni presenti sono sei di cui quattro autoctoni (Albarola, Ciliegiolo, Pollera Pontremolese e Vermentino) e due internazionali (Chardonnay e Merlot), tutti su portinnesto SO4. La vegetazione di bordo è caratterizzata, oltre che dalla presenza di piante di castagno, da quella di arbusti vari tra cui, rovo, biancospino, pruno, sambuco e soprattutto vitalba. A metà agosto del 2009 fu raccolto un primo lotto di nove campioni da altrettante piante con sintomi di giallume, mentre a cavallo tra settembre e ottobre del 2012, durante due sopralluoghi sono stati complessivamente prelevati 21 campioni, sempre da piante di vite sintomatiche e sei campioni di Clematis vitalba. In laboratorio da 127 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases ciascun campione di campo è stato poi preparato un campione di materiale vegetale selezionando porzioni di nervature e di floema e si è proceduto con l’estrazione del DNA totale utilizzando il protocollo a base di cloroformio/fenolo (Prince et al., 1993). Per l’individuazione dei fitoplasmi, su tutti i campioni è stata eseguita l’analisi del gene ribosomico 16S e di parte della regione spaziatrice, utilizzando i “primers” P1/ P7 in PCR diretta (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995), a cui sono seguite analisi in “nested”-PCR con i “primers” B5/P7 (Padovan et al., 1995) e M1/B6 (Gibb et al., 1995; Padovan et al., 1995). Mediante l’enzima di restrizione TaqI, utilizzato sui campioni positivi amplificati con i “primers” M1/B6, è stato possibile procedere alla distinzione dei fitoplasmi appartenenti ai due gruppi ribosomici 16SrV-C (FDC) e 16SrXII-A. Per confermare la variabilità di FD-C, già riscontrata sia in aree viticole italiane che estere (Bertaccini et al., 2009; Paltrinieri et al., 2012), è stato amplificato il gene della traslocasi SecY impiegando in PCR diretta i primers FD9f2/r ed in “nested”-PCR i primers FD9f3/r2 (Angelini et al., 2001). Quest’ultimi ampliconi sono stati digeriti con gli enzimi TaqI, Tru1I e Tsp509EI e sottoposti ad analisi RFLP per verificare la presenza di ceppi di FD-C. Risultati e discussione Le analisi effettuate su vite hanno permesso di evidenziare solo la presenza dei fitoplasmi del sottogruppo ribosomico 16SrV-C (FD-C), sia nei campioni del 2009 (7/9) che in quelli del 2012 (14/21). Dei sei campioni di C. vitalba, uno è risultato positivo alla presenza di fitoplasmi e il sottogruppo ribosomico identificato è il 16SrXII-A (“stolbur”). Questo sembra essere il primo ritrovamento di “stolbur” in questa specie, che come è noto è stata riportata per l’Italia e per la Serbia come ospite alternativo di FD (Angelini et al., 2004; Filippin et al., 2009). Su tutti i campioni positivi a FD è stato studiato il polimorfismo del gene SecY mediante il taglio con gli enzimi di restrizione TaqI, Tru1I e Tsp509EI. A differenza di quanto osservato sul gene 16S tutti i campioni, tranne uno del 2012, hanno evidenziato un profilo riconducibile a quelli individuati in fitoplasmi FD-D. Solo un campione ha evidenziato, con l’enzima Tru1I, un profilo misto di FD-C e FD-D, mentre il taglio enzimatico con TaqI ha mostrato chiaramente solo il profilo tipico di FD-C. Questi risultati indicano come il polimorfismo del gene SecY, tipicamente individuato in ceppi FD-D, sia presente anche in ceppi identificati come FD-C. Ciò conferma che anche sul territorio toscano la differenziazione di ceppi per il fitoplasma della flavescenza dorata è in atto come già visto in Emilia-Romagna ed in Francia (Bertaccini et al., 2009; Paltrinieri et al., 2012). È noto che in ambienti in cui la malattia è presente in maniera endemica, il patogeno è soggetto a minor pressione selettiva e può quindi sviluppare una forte variabilità molecolare specialmente in alcuni geni quali SecY (Lee et al., 2006). L’individuazione tempestiva di ceppi geneticamente diversi è di primaria importanza per tenere sotto controllo i focolai 128 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi dell’epidemia e prevenire possibili nuovi estesi scoppi epidemici, estremamente difficili da contenere una volta diffusi sul territorio. Parole chiave: vite, flavescenza dorata, PCR/RFLP, variabilità molecolare, Toscana Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro eseguito nell’ambito del progetto “EUPHRESCO-GRAFDEPI”. Genetic variability in phytoplasmas associated with “flavescence dorée” in a vineyard of the Massa Carrara province (Tuscany) “Flavescence dorée” (FD) is a disease still of relevant importance considering the ability of phytoplasmas associated with it to differentiate new strains in short periods of time. The first finding of FD in Tuscany dates back to 2003 and concerns a vineyard sited at Montignoso, in Massa Carrara province. In the last decade the monitoring of phytoplasma has highlighted a fairly widespread presence of the disease, only in the wine-growing areas of the provinces of Massa Carrara and Lucca. In the context of the program EUPHRESCO GRAFDEPI, in 2012 surveys were carried out mainly in vineyards in the province of Massa Carrara. The vineyard reported was monitored in 2009 as well, it is made of six varieties, four native (‘Albarola’, ‘Ciliegiolo’, ‘Pollera Pontremolese’ and ‘Vermentino’) plus ‘Chardonnay’ and ‘Merlot’, all grafted on SO4 rootstock. The flora of the border is made up by chestnut plants and also several shrubs including, blackberries, hawthorn, plum, elderberry and especially greybeard. A total of 30 samples of leaves and branches were collected from symptomatic vines (nine in 2009 and 21 in 2012) and a total of six samples of Clematis vitalba were collected from border flora in 2012. All grapevine samples positive to phytoplasmas (7/9 in 2009 and 14/21 in 2012) resulted infected by FD-C. Regarding to the greybeard a sample resulted positive and infected by 16SrXII-A (“stolbur”) phytoplasmas. Molecular characterization was carried out on FD strains identify that all the samples were infected by FD-D phytoplasmas, however the fine characterization on the SecY gene by RFLP analyses showed that all strains but one have a profile indistinguishable from the one typically described in FD-C strains. One sample showed profile mixed between typical FD-C and FD-D strains. This result indicates that also in Tuscany FD-D phytoplasma is producing strains as already reported in other Italian FD-D epidemic as well as in one strain from France. This finding is quite important since the possibility to early identify new FD strains allows to better manage the disease before these strains become epidemically relevant. Key words: grapevine, “flavescence dorée”, PCR/RFLP, molecular variability, Tuscany 129 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References anGeLini e., D. cLair, M. BorGo, a. Bertaccini, e. BouDon-PaDieu, 2001. Flavescence dorée in France and Italy- Occurrence of closely related phytoplasma isolates and their near relationships to palatinate grapevine yellows and an alder yellows phytoplasma. Vitis, 40(2), 79-86. anGeLini e., f. sQuiZZato, G. LuccHetta, M. BorGo, 2004. Detection of a phytoplasma associated with grapevine Flavescence dorée in Clematis vitalba. European Journal of Plant Pathology, 110(2), 193-201. Bertaccini a., s. Botti, a. tonoLa, c. MiLano, P. Braccini, a. sfaLanGa, 2003. Identificazione di fitoplasmi di flavescenza dorata in un vigneto della Toscana. L’Informatore Agrario, 59(21), 65-67. Bertaccini a., s. PaLtrinieri, f. DaL MoLin, J. Mitrovic, B. DuDuk, 2009. Molecular identification and geographic distribution of Flavescence dorée phytoplasma strains. Le Progrès agricole et viticole, HS, 135-136. DenG s., c. Hiruki, 1991. Amplification of 16S rRNA genes from culturable and nonculturable Mollicutes. Journal of Microbiological Methods, 14, 53-61. Lee i-M., Y. ZHao, k.D. Bottner, 2006. SecY gene sequence analysis for finer differentiation of diverse strains in the aster yellows phytoplasma group. Molecular and Cellular Probes, 20, 87-91. fiLiPPin L., J. Jovic, t. cvrkovic, v. fortea, D. cLair, i. tosevski, e. BouDon-PaDieu, M. BorGo, e. anGeLini, 2009. Molecular characteristics of phytoplasmas associated with Flavescence dorée in clematis and grapevine and preliminary results on the role of Dictyophara europaea as a vector. Plant Pathology, 58, 826-837. GiBB k.s., a.c. PaDovan, B.a. MoGen, 1995. Studies on sweet potato little-leaf phytoplasmas detected in sweet potato and other plant species growing in Northern Australia. Phytopathology, 85, 169-174. PaDovan a.c., k.s. GiBB, a. Bertaccini, M. viBio, r.G. BonfiGLioLi, P.a. MaGareY, B.B. sears, 1995. Molecular detection of Australian grapevine yellows phytoplasma and comparison with grapevine yellows phytoplasmas from Italy. Australian Journal of Grape and Wine Research, 1, 25-31. PaLtrinieri s., n. contaLDo, B. DuDuk, a. Bertaccini, 2012. Strain differentiation in ‘flavescence dorée’ phytoplasmas on SecY and Tuf genes. 17th Meeting of ICVG, Davis California, USA, October 7th-14th, 236-237. Prince J.P., r.e. Davis, t.k. WoLf, i.-M. Lee, B.D. MoGen, e.L. DaLLY, a. Bertaccini, r. creDi, M. BarBa, 1993. Molecular detection of diverse mycoplasmalike organisms (MLOs) associated with grapevine yellows and their classification with aster yellows, X-disease, and elm yellows MLOs. Phytopathology, 83, 1130-1137. scHneiDer B., e. seeMüLLer, c.D. sMart, B.c. kirkPatrick, 1995. Phylogenetic classification of plant pathogenic mycoplasmalike organisms or phytoplasmas. Molecular and diagnostic procedures in mycoplasmology, Vol. 2: 369-380. 130 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi STUDIO DELLA VARIABILITÀ MOLECOLARE MEDIANTE ANALISI MULTIGENICA DI ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA MALI’, ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA PRUNORUM’ E ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA PYRI’ L. Vizzaccaro, G. Pasquini, E. Costantini, A. Gentili, F. Punelli, L. Ferretti Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Centro di Ricerca per la Patologia vegetale, CRA-PAV – via C.G. Bertero, 22, 00156 Roma E-mail: [email protected] Introduzione I principali fitoplasmi associati a malattie di rilevante importanza economica a carico di specie da frutto (drupacee e pomacee) sono rappresentati da ‘Candidatus Phytoplasma mali’ (16SrX-A), agente degli scopazzi del melo (“apple proliferation” - AP), ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ (16SrX-C) associato alla malattia nota come moria del pero (“pear decline” - PD) e ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ (16SrX-B) responsabile su specie del genere Prunus del giallume europeo delle drupacee (“European stone fruit yellows” - ESFY). La caratterizzazione multigenica (“multilocus sequence typing” - MLST) viene considerata un valido approccio per approfondire le conoscenze sulla variabilità genetica dei fitoplasmi. Recentemente, mediante questo strumento di analisi è stata studiata la diversità genetica dei fitoplasmi associati alle piante da frutto utilizzando quattro geni non ribosomici (aceF, pnp, imp, secY) che hanno evidenziato, per ciascun fitoplasma, l’esistenza di genotipi differenti ed accertato la possibilità di ricombinazione genetica inter-specifica tra ‘Ca. P. prunorum’ e ‘Ca. P. pyri’ (Danet et al., 2011). Al fine di estendere ed implementare le conoscenze molecolari e filogenetiche acquisite con questo approccio multigenico per i tre fitoplasmi considerati, gli stessi geni sono stati utilizzati per la caratterizzazione e l’analisi filogenetica di isolati di ‘Ca. P. mali’, ‘Ca. P. prunorum’ e ‘Ca. P. pyri’ provenienti da diverse regioni italiane e da alcuni areali europei di coltivazione di drupacee e pomacee. I risultati dell’analisi multigenica eseguita su tali isolati sono riportati nel presente lavoro. Materiali e metodi L’analisi ha interessato isolati di ‘Ca. P. mali’, ‘Ca. P. prunorum’ e ‘Ca. P. pyri’ di diversa origine geografica in collezione, come estratti di DNA, presso il CRA-PAV di Roma. Complessivamente sono stati analizzati 19 isolati di ‘Ca. P. mali’, 45 isolati di ‘Ca. P. prunorum’ e 40 isolati di ‘Ca. P. pyri’. Tutti gli isolati sono stati sottoposti a 131 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases saggi di PCR per l’amplificazione specifica di frammenti dei geni aceF, pnp, secY e imp secondo il protocollo descritto in Danet et al. (2011). I prodotti di amplificazione ottenuti da ciascun isolato analizzato sono stati, quindi, purificati e sottoposti a sequenziamento. Le sequenze nucleotidiche da sottoporre ad analisi filogenetica sono state, quindi, ricostruite allineando e confrontando le sequenze dei filamenti complementari. L’analisi filogenetica è stata eseguita su ciascun gene utilizzando il metodo Neighbor-Joining mediante il software MEGA5 (Tamura et al., 2007) previo allineamento multiplo delle sequenze mediante ClustalW2 (Larkin et al., 2007). Risultati e discussione L’analisi multigenica eseguita su differenti isolati di ‘Ca. P. mali’, ‘Ca. P. pyri’ e ‘Ca. P. prunorum’ ha evidenziato, su tutti e quattro i geni analizzati, il raggruppamento delle sequenze nucleotidiche in tre “clusters” principali, separati da elevati valori di “bootstrap” (99-100), ciascuno corrispondente ad ognuno dei fitoplasmi considerati. Per tutti i geni esaminati, all’interno di ciascun “cluster” è sempre stato possibile individuare un numero variabile di genotipi, ciascuno rappresentato da gruppi di sequenze identiche a livello nucleotidico. In generale, il gene imp è risultato il più variabile in termini di numero di genotipi complessivamente riscontrati e, nel caso di ‘Ca. P. mali’ e ‘Ca. P. pyri’ anche nel numero di differenze nucleotidiche tra sequenze appartenenti a genotipi differenti. Gli isolati di ‘Ca. P. prunorum’ sono risultati i meno variabili; indipendentemente dal gene considerato, infatti, i genotipi individuati mostravano sempre una elevata omologia nucleotidica. Per tutti i fitoplasmi, la variabilità molecolare osservata sui singoli geni è risultata generalmente indipendente dalla provenienza geografica degli isolati. Interessanti correlazioni sono emerse, invece, tra isolati provenienti dagli stessi frutteti. L’analisi multigenica ha evidenziato, infine, la presenza di ricombinazione interspecifica ‘Ca. P. pyri’ - ‘Ca. P. prunorum’ in un isolato di ‘Ca. P. pyri’ del Lazio, fenomeno già osservato da altri autori in un isolato spagnolo e in un isolato proveniente dall’Azerbaijan (Danet et al., 2011). Parole chiave: AP, ESFY, PD, MLST, variabilità molecolare 132 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Investigation on molecular variability of ‘Candidatus Phytoplasma mali’, ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ and ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ by multilocus sequence analysis The main phytoplasmas associated to economically relevant diseases of temperate fruit crops (stone and pome fruits) are represented by ‘Candidatus Phytoplasma mali’ (16SrX-A), agent of apple proliferation, ‘Candidatus Phytoplasma pyri’ (16SrX-C) agent of pear decline and ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ (16SrX-B) associated with European stone fruit yellows in different Prunus species. Multilocus sequence typing (MLST) is considered a suitable tool to deeply investigate the genetic variability and the phylogenetic relationships of phytoplasmas and also for their finer classification. Recently this molecular approach has been used to study the genetic variability of fruit trees phytoplasmas using a panel of four genes (aceF, pnp, imp, secY). In this paper are reported the results of a MLST analysis performed with the same panel of genes on ‘Ca. P. mali’, ‘Ca. P. prunorum’ and ‘Ca. P. pyri’ isolates from different Italian regions and other European countries. For all phytoplasmas, the analysis allowed to distinguish molecularly different genotypes on all considered genes. The imp gene showed the highest variability in terms of number of genotypes. In ‘Ca. P. mali’ and ‘Ca. P. pyri’ this gene also showed the highest number of substitutions among sequences belonging to different genotypes. Independently from the considered genes, ‘Ca. P. prunorum’ isolates exhibited the lowest molecular variability with high sequence identity among different genotypes. For all phytoplasmas, the observed molecular variability on the four genes was not generally related with the geographical origin of the isolates while interesting correlations were found among isolates from the same orchards. Finally, the presence of ‘Ca. P. prunorum’-‘Ca. P. pyri’ recombination events were confirmed in a ‘Ca. P. pyri’ isolate, as previously reported by other authors showing the occurrence of this phenomenon also in Italy. Key words: AP, ESFY, PD, MLST, molecular variability Ringraziamenti / Acknowledgements Il lavoro è stato svolto nell’ambito del Progetto EUPHRESCO - APOPHYT, finanziato dal MiPAAF. Si ringrazia il Dott. Marco Cardoni del CAV, Centro Attività Vivaistiche, Faenza (RA) per aver fornito alcuni isolati di fitoplasmi delle pomacee. 133 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References Danet J.L., G. BaLakisHiYeva, a. ciMerMan, n. sauvion, v. Marie-Jeanne, G. LaBonne, a. Lavina, a.BatLLe, i. kriZanac, D. skoric, P. erMacora, c. uLuBas¸ serce, k. caGLaYan, W. JarauscH, X. foissac, 2002. Multilocus sequence analysis reveals the genetic diversity of European fruit tree phytoplasmas and supports the existence of inter-species recombination. Microbiology, 157, 438–450. Larkin M.a., G. BLacksHieLDs, n.P. BroWn, r. cHenna, P.a. McGettiGan, H. McWiLLiaM, f. vaLentin, i.M. WaLLace, a. WiLM, r. LoPeZ, J.D. tHoMPson, t.J. GiBson, D.G. HiGGins, 2007. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics, 23(21), 2947-2948. taMura k, D. Peterson, n. Peterson, G. stecHer, M. nei, s. kuMar, 2011. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods. Molecular Biology and Evolution, 28, 2731-2739. 134 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi CARATTERIZZAZIONE MOLECOLARE DI CEPPI DI ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA ASTERIS’ DA MAIS J.F. Mejia1, L. Zamora1-3, B. Duduk2, M.L. Quiñones 3, A. Bertaccini1, N. Contaldo1 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum , Università di Bologna, viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 Laboratory of Applied Phytopathology, Institute of Pesticides and Environmental Protection, Banatska 31b, P.O. Box 163, 11080 Belgrade-Zemun, Serbia 3 National Centre for Animal and Plant Health (CENSA), San José de Las Lajas PC 32700, Havana, Cuba 1 E-mail: [email protected] Introduzione Il fitoplasma associato a “maize bushy stunt” (MBS) è stato descritto in diversi stati americani dagli Stati Uniti all’Argentina (Bedendo et al., 2000; Gomes et al., 2004; González et al., 2002); è tramesso dal cicadellide Dalbulus maidis (De Long & Wolcott, 1923) che è anche in grado di trasmettere il Maize rayado fino virus (MRFV) e Spiroplasma kunkelii (Whitcomb et al., 1986) agente del “corn stunt” (CS). I sintomi osservati in piante infette da MBS sono diversi a seconda del genotipo di mais colpito, comunque clorosi marginale sulle foglie giovani ed arrossamento graduale degli apici vegetativi che progredisce con l’avanzare della maturazione della pianta rappresentano i sintomi più comuni. Un sintomo molto evidente è rappresentato dall’aspetto affastellato della vegetazione dovuto a eccessiva proliferazione delle strutture fogliari che diventano clorotiche e rossastre. L’osservazione visiva dei sintomi in campo non permette di distinguere i sintomi associati a MBS da quelli dovuti a CS (CIMMYT, 2004). MBS è stato descritto sia a Cuba che in Colombia; in particolare in Colombia, dal 1996, la malattia ha iniziato a diffondersi in maniera fortemente epidemica con picchi elevati di incidenza, probabilmente correlati alla modificazioni climatiche (temperatura e piovosità) che hanno influenzato l’entità delle popolazioni del vettore (Varón et al., 2001; González et al., 2002). Analisi molecolari sono state effettuate su acidi nucleici ottenuti da campioni di mais sintomatici provenienti da Cuba e dalla Colombia per verificare la presenza e successivamente identificare i fitoplasmi associati a MBS in questi Stati. Materiali e metodi Campioni di mais sintomatico sono stati prelevati in due località di Cuba (Las Tunas e La Havana) ed in una della Colombia (Valle del Cauca) nel 2012 e nel 2007 135 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases rispettivamente. L’acido nucleico è stato estratto da 0,4 – 1,0 g di tessuti fogliari, piccioli e giovani pannocchie mediante una metodologia basata sull’uso di cloroformio e fenolo (Prince et al., 1993). Sono quindi state effettuate analisi di PCR diretta con i “primers” universali P1A/P7A (Lee et al., 2004) seguiti in amplificazioni “nested” dai “primers” F1/B6 (Davis e Lee, 1993; Padovan et al., 1995), R16F2n/R2, e/o R16(I)F1/R1 (Lee et al., 1994; 1995). Gli ampliconi sono poi stati digeriti con gli enzimi di restrizione Tru1I e HhaI. E’ inoltre stato effettuato il sequeziamento diretto in entrambe le direzioni utilizzando i “primers” F1, B6, F2n and R2 sugli ampliconi P1A/P7A. Al fine di ottenere un’ulteriore e più fine caratterizzazione molecolare dei fitoplasmi identificati sul gene ribosomico16S, si è proceduto all’amplificazione dei geni groEL, tuf, amp e rp. L’amplificazione di groEL è stata ottenuta in PCR “nested” con i “primers” AYgroesF/AYampR seguiti dai “primers” AYgroelF/AYgroelR (Mitrović et al., 2011). L’amplificazione di tuf, amp e dei geni l22 e s3 (rp) è stata invece ottenuta in PCR diretta utilizzando i “primers” fTufu/rTufu (Schneider et al., 1997), Amp-N1/ C1 (Kakizawa et al., 2004) e rpF1c/rp(I)R1A (Martini et al, 2007), rispettivamente. Le analisi RFLP su questi ampliconi sono state effettuate con gli enzimi di restrizione Tru1I, Hpy8I, TaaI, AluI e Tsp509I. Risultati e discussione I risultati delle indagini molecolari effettuate hanno permesso di confermare l’associazione di ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ (Lee et al., 2004) con MBS sia a Cuba che in Colombia; tutti i campioni sintomatici esaminati sono risultati positivi per la presenza di questo fitoplasma che è risultato appartenere al gruppo ribosomico 16SrI-B. Le analisi RFLP con Tru1I ed AluI sugli ampliconi di circa 1.4 kb ottenuti sul gene groEL hanno permesso di differenziare il ceppo che infetta il mais dagli altri ceppi di giallume dell’astro descritti in letteratura su questo gene (Mitrović et al., 2011a; 2011b) e di attribuirlo al gruppo groELI RFLP V. Le analisi RFLP effettuate con Tru1I e Tsp509I sugli amplificati di amp, e con Tru1I, Hpy8I, TaaI, AluI sugli amplificati del gene rpL22/rpS3 hanno mostrato profili diversificati per i ceppi che infettano il mais in Colombia ed a Cuba rispetto ai ceppi di controllo utilizzati. In particolare, mediante l’analisi dei profili di restrizione ottenuti utilizzando l’enzima Hpy8I sugli ampliconi rpL22/rpS3, è stato possibile individuare una singola differenza nucleotidica che permette di distinguere il ceppi di MBS prelevati in Colombia da quelli prelevati a Cuba. Questi risultati sono stati confermati dal sequenziamento degli ampliconi ottenuti; la caratterizzazione multigenica ha permesso di distinguere i ceppi di giallume dell’astro che infettano il mais da quelli che infettano altre piante ospiti ed anche di differenziare i ceppi colombiani da quelli cubani. Questo risultato permetterà di effettuare studi epidemiologici mirati su questa importante malattia. Parole chiave: mais, gene amp, gene groEL, gene tuf, gene che codifica per la proteina ribosomica 136 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Molecular characterization of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ strains from maize The mollicutes ‘Ca. P. asteris’ and Spiroplasma kunkelii sp. nov. are reported as agents of maize bushy stunt (MBS) and corn stunt (CS) diseases, among the most economically important maize (Zea mays L.) diseases, whose incidence has increased in the Caribbean, Central and Southern American countries. Plants showing disease symptoms such as marginal chlorosis on young leaves, stunting, reddening of leaves, early and abnormal ripening, precocious death, poor and shriveled grains in kernels, that are in some cases also malformed, were collected in distinct Colombia and Cuba regions. From both countries phytoplasmas belonging to 16SrI-B ribosomal subgroup were identified only in samples from symptomatic materials. Further molecular characterized by RFLP analysis and/or sequencing of ribosomal protein rpL22/rpS3, tuf, amp and groEL genes were carried out and allow distinguishing the aster yellows strains detected in Cuba and in Colombia in maize from all other aster yellows phytoplasmas used as reference. Additionally, using a specific restriction enzyme, in real and in silico RFLP analysis on rpL22/S3 was possible to differentiate the MBS Colombian strain, from the Cuban strain. This multilocus gene strain characterization will enable to devise the best management strategies, to contain and prevent the spreading of this epidemic disease. Key words: corn, immunodominant protein, groEL, elongation factor, ribosomal protein Lavori citati / References BeDenDo i.P., r.e. Davis, e.L. DaLLY, 2000. Detection and identification of the maize bushy stunt phytoplasma in corn plants in brazil using PCR and RFLP. International Journal of Pest Management, 46, 73-76. ciMMYt (internationaL MaiZe anD WHeat iMProveMent center), 2004. Maize bushy stunt (MBS). In: Maize Diseases: A Guide for Field Identification. 4th edition. Mexico, D.F.: CIMMYT. 119 pp. Davis r.e., i-M. Lee, 1993. 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Fanin 42, 40127 Bologna 1 E-mail: [email protected] Introduzione L’ortensia affetta da virescenza e fillodia risulta essere infetta da fitoplasmi classificati nei sottogruppi 16SrI-A e 16SrI-B (“aster yellows”) sia in Europa che in altre parti del mondo. In Giappone in piante con questa sintomatologia sono invece stati identificati fitoplasmi classificati come ‘Candidatus Phytoplasma japonicum’ (Sawayanagi et al., 1999) ed in Bulgaria e, più recentemente, in Italia sono stati identificati fitoplasmi del gruppo dello “stolbur” (16SrXII-A) (Bertaccini et al., 1995a; 2012) ed in Giappone è stato anche identificato ‘Ca. P. asteris’ (Takinami et al, 2013). La sintomatologia è stata descritta anche in Canada ed associata a fitoplasmi 16SrI-B (Hiruki et al., 1994; Bertaccini et al., 1995b) dove però non sono state effettuate analisi per caratterizzare a livello più fine i fitoplasmi individuati. Materiali e metodi Sintomi riferibili alla presenza di fitoplasmi sono stato osservati in un giardino privato in Ontario (Canada) nel mese di ottobre: i sintomi consistevano in evidenti arrossamenti del margine fogliare ed in ridotte dimensioni della parte vegetativa. Sono stati prelevati alcuni campioni che sono stati divisi in due sottocampioni e sottoposti a diverse procedure per la identificazione dei fitoplasmi presenti. Metodo a) estrazione degli acidi nucleici mediante impiego di 1 g di nervature estratte mediante un metodo basato sull’utilizzo di CTAB seguito da precipitazione in isopropanolo (Angelini et al., 2001), analisi di PCR diretta con i “primers” universali P1/P7 (Deng e Hiruki, 1991; Schneider et al., 1995) seguiti in amplificazioni “nested” dai “primers” R16F2/R2 (Lee et al., 1995). Gli ampliconi sono poi stati digeriti con 139 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases gli enzimi di restrizione Tru1I e HhaI. E’ inoltre stato effettuato il sequenziamento diretto in entrambe le direzioni utilizzando i “primers” F1 (Davis e Lee, 1993) e B6 (Padovan et al., 1995) su uno degli ampliconi P1/P7. Metodo b) impiego di 100 mg di nervature estratte mediante FastDNA Spin kit (MP Biomedicals, USA) ed analisi di PCR diretta con i “primers” universali R16mF2/R1 seguiti dai “primers“ R16F2n/R2 (Gundersen e Lee, 1996) in PCR “nested”. Uno degli amplificati ottenuti con i “primers” R16F2n/R2 PCR è stato purificato (EZNA Cycle Pure kit, Omega Bio-Tek, USA), clonato (pGEM-T Easy Vector, Promega), sequenziato (Department of Cell and Systems Biology, University of Toronto, Canada) e sottoposto and analisi RFLP virtuale (pDRAW32, http://www.acaclone.com). Due campioni estratti con il metodo a) sono inoltre stati ulteriormente caratterizzati a livello molecolare mediante amplificazione e sequenziamento del gene groEL. L’amplificazione è stata ottenuta mediante PCR “nested” con i “primers” AYgroesF/ AYampR seguiti dai “primers” AYgroelF/AYgroelR (Mitrović et al., 2011a). Le analisi RFLP sono state effettuate virtualmente mediante gli enzimi AluI e Tru1I ed i profili sono stati comparati con quelli descritti (Mitrović et al., 2011a). Risultati e discussione Tutti i campioni prelevati dalle ortensie sintomatiche sono risultati positivi alle analisi PCR; in particolare, un campione è risultato positivo solo in PCR “nested” e tutti gli altri sono risultati amplificabili in PCR diretta con il metodo a), mentre tutti i campioni sono risultati positivi in entrambi i casi con il metodo b). L’analisi RFLP sugli ampliconi ottenuti con i “primers” R16F2/R2 (metodo a) ha identificato la presenza di fitoplasmi riferibili al gruppo ribosomico 16SrI-B come già descritto in campioni di ortensia del Canada (Bertaccini et al., 1995b). Il sequenziamento diretto del gene ribosomico 16S ha permesso di ottenere una sequenza di 1650 nucleotidi che ha una omologia del 100% con uno dei ceppi di ‘Ca. P. asteris’ presenti in GenBank e del 99% con molti altri, confermando quindi la classificazione basata sull’analisi RFLP. La sequenza di 1246 nucleotidi ottenuta dopo il clonaggio degli amplificati ottenuti con i “primers” R16F2n/R16R2 seguendo la metodologia b) ha mostrato il 99% di omologia con i ceppi di ‘Ca. P. asteris’ presenti in GenBank. L’amplificazione ed il sequenziamento diretto del gene groEL ha permesso di ottenere una sequenza di 1094 nucleotidi con due soli “gaps” di differenza da quelle di giallume dell’astro disponibili in GenBank, con le quali ha il 99% di omologia. L’analisi RFLP virtuale ha inoltre permesso di assegnare il ceppo di giallume dell’astro individuato nell’ortensia canadese al gruppo groELI-III, lo stesso recentemente descritto in un ceppo italiano da ortensia (Bertaccini et al., 2012); i fitoplasmi assegnati al gruppo groELI-III erano fino ad ora stati individuati in piante infette da giallume dell’astro esclusivamente in Europa (Mitrović et al., 2011b). Parole chiave: ortensia, Canada, sequenziamento, fitoplasmi, 16SrI-B 140 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Molecular characterization of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ infecting hydrangea in Canada Hydrangea species are infected by phytoplasmas belonging to subgroups 16SrI-A and 16SrI-B (aster yellows) inducing phyllody and virescence worldwide. In Japan some of the phytoplasma associated such disease were classified as ‘Candidatus Phytoplasma japonicum’, moreover 16SrXII-A phytoplasmas were identified in Bulgaria and more recently in Italy. The hydrangea phyllody disease was associated with 16SrI-B phytoplasmas in Canada, however no fine molecular characterization was carried out on the phytoplasmas in that country. Hydrangeas showing symptoms similar to those associated with phytoplasma diseases were found and collected from landscape areas in South-western Ontario, Canada. Phytoplasmas belonging aster yellows group were detected in all symptomatic samples tested by two different methodologies. Direct sequencing and sequence obtained after cloning of the 16Sr DNA gene show confirmation of reported classification and the amplification and sequencing of groEL gene confirm previous classification in subgroup 16SrI-B and allow to enclose aster yellows phytoplasmas in hydrangeas from Canada in the groELI-III group that up to now was only detected in Europe. Key words: hydrangea, Canada, sequencing, phytoplasmas, 16SrI-B Ringraziamenti / Acknowledgements Parte del lavoro del dr. B. Duduk è stato effettuato durante la STSM 11520 nell’ambito della azione COST FA0807 “Integrated Management of Phytoplasma Epidemics in Different Crop Systems”. Lavori citati / References anGeLini e., D. cLair, M. BorGo, a. Bertaccini, e. BouDon-PaDieu, 2001. Flavescence dorée in France and Italy - occurrence of closely related phytoplasma isolates and their near relationships to palatinate grapevine yellows and an alder yellows phytoplasma. Vitis, 40, 79-86. Bertaccini a., M. viBio, D. sakaLieva, e. GuerGov, s. karov, 1995a. Molecular characterization of phytoplasmas infecting vegetable and flower crops in Bulgaria. I Congresso Nazionale Biotecnologia, Bologna 6-9 Settembre 1995 S. 1.3. Bertaccini a., M. viBio, B. HostacHY, c. Hiruki, D. Louro. 1995b. Molecular characterization and identification of phytoplasmas infecting flower crops. European Journal of Plant Pathology, XIII International Plant Protection Congress, 625. 141 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Bertaccini a., s. PaLtrinieri, n. contaLDo, n. Mori, L. caviccHi, M.G. BeLLarDi, 2012. Severe diseases induced by viruses and phytoplasmas in Hydrangea in Italy. International Symposium on Virus Diseases of Ornamental Plants June 24-29, Thon Hotel Ski, Norway, 8. Davis r.e., i-M. Lee, 1993. Cluster-specific polymerase chain reaction amplification of 16Sr DNA sequences for detection and identification of mycoplasmalike organisms. Phytopathology, 83, 1008-1001. DenG s., c. Hiruki, 1991. 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The use of groEL gene in characterisation of aster yellows phytoplasmas in field collected samples. Bulletin of Insectology, 64(Supplement), S17-S18. PaDovan a.c., k.s. GiBB, a. Bertaccini, M. viBio, r.e. BonfiGLioLi, P.a. MaGareY, B.B. sears, 1995. Molecular detection of the Australian grapevine yellows phytoplasma and comparison with a grapevine yellows phytoplasma from Emilia-Romagna in Italy. Australian Journal of Grape and wine Research, 1, 25-31. Prince J.P., r.e. Davis, t.k. WoLf, i.-M. Lee, B.D. MoGen, e.L. DaLLY, a. Bertaccini, r. creDi, M. BarBa. 1993. Molecular detection of diverse mycoplasmalike organisms (MLOs) associated with grapevine yellows and their classification with aster yellows, X-disease, and elm yellows MLOs. Phytopathology, 83, 1130-1137. saWaYanaGi t., n. HorikosHi, t. kanHeira, M. sHinHoara, a. Bertaccini, M.-t. cousin, c. Hiruki, s. naMBa. 1999. ‘Candidatus Phytoplasma japonicum’, a new phytoplasma taxon associated with Japanese hydrangea phyllody. 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Musetti DISA - Università di Udine, Via delle Scienze, 206, 33100 Udine, Italy E-mail:[email protected] Introduzione Le conoscenze su questi argomenti di straordinario interesse sono state fortemente incrementate durante gli ultimi anni (Osler et al., 2000; Musetti et al., 2005; Bianco et al., 2012; Conti e Faoro, 2012). Si conoscono ora importanti basi fisiologiche e genetiche che governano il “recovery” e le resistenze acquisite/indotte (Patui et al., 2012; Musetti et al., 2013) nelle malattie da fitoplasmi. Le conoscenze sulla epigenetica sono state sviluppate durante questo ultimo decennio, anche nel comparto vegetale (Bird, 2007). Per quanto concerne la resilienza - pur trattandosi di un concetto che è stato inizialmente sviluppato nell’ambito della fisica e della meccanica – recentemente è stato esteso anche ad altre discipline, alla biologia e alla ecologia in particolare (Walker et al., 2002). Per quanto concerne la patologia vegetale e la difesa fitosanitaria – proprio perchè gli studi su questi argomenti sono relativamente recenti – non sempre sono note le connessioni e le interrelazioni fra “recovery”, resistenze acquisite/indotte, resistenze epigenetiche e resilienza. Soprattutto, restano da approfondire le ripercussioni pratiche sulla difesa delle coltivazioni di queste conoscenze scientifiche innovative. Guidati da queste nuove conoscenze, dobbiamo chiederci quale sia la sostenibilità e l’effetto sulla resilienza di alcune pratiche assai diffuse in agricoltura, come la riproduzione delle piante per meristema, la termoterapia massale, l’isolamento delle piante madri selezionate, l’uso di fungicidi sistemici ad ampio spettro di attività. Materiali e metodi Sulla base delle conoscenze recenti, incluse quelle acquisite in Friuli sul binomio albicocco/giallume europeo delle drupacee (“European stone fruit yellows” = ESFY) (Osler et al., 2012), si analizzano le connessioni fra “recovery”/resistenze inducibili/ resistenze epigenetiche/resilienza e la loro ricaduta nella difesa pratica delle piante coltivate. 145 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Risultati e discussione Le conoscenze - spesso confermate da differenti Autori - su fisiologia, genetica e manifestazione del “recovery” e sulle resistenze inducibili, indicano che i due fenomeni sono intimamente connessi (Musetti et al., 2013). Il “recovery” stabile può essere considerato l’espressione visiva di resistenza acquisita/indotta. Tanto più se lo stato di “recovery” continua ininterrotto in piante poste in ambienti a forte pressione di infezione. Ne sono esempio le viti di Prosecco in Valdobbiadene e di Chardonnay nella Venezia Giulia che, rispettivamente, continuano ad essere esenti da sintomi di flavescenza dorata (FD) o legno nero (LN) rispettivamente dopo 12 o 6 anni dall’osservazione del fenomeno del “recovery”, pur essendo in area infetta (Ermacora et al., 2012). Nel caso del sistema biologico albicocco-ESFY si è notato in Friuli che nelle piante con “recovery” stabile si verificano processi biochimici e molecolari riconducibili alla presenza di Resistenza Sistemica Acquisita (“systemic acquired resistance” = SAR) (Musetti et al., 2005). In questo caso si tratta di resistenze fenotipiche, che sono stabili e trasmissibili alla “progenie” per innesto (Osler et al., 2012). Non tutte le piante dello stesso clone di albicocco ammalate da ESFY ed allevate nelle stesse condizioni vanno incontro a “recovery” e manifestano stato di resistenza acquisita. Questo fatto indica che non si tratta di resistenze genetiche innate, ma conseguenti a processi di epigenesi sensu lato. Del resto, è ben noto che mutazioni di ordine epigenetico occorse anche in animali (uomo incluso), possono essere stabili e trasmesse a generazioni successive. E’ fuori dubbio che l’epigenetica sta assumendo un interesse straordinario anche in ambito vegetale (Bird, 2007). I fenomeni naturali di “recovery”/resistenze acquisite/indotte/epigenetiche, possono essere considerati come fattori importanti di resilienza. Infatti, nelle aree con diffusi fenomeni di resistenze inducibili, il sistema biologico diventa meno fragile e più stabile, rispetto allo stato precedente. Alla luce di queste conoscenze, sembra evidente che alcune pratiche agronomiche andrebbero riviste, analizzando innanzitutto il loro impatto sulla stabilità del sistema biologico coltivato. L’isolamento prolungato di piante e la moltiplicazione in vitro rappresentano due esempi di pratiche che non sembrano andare nella stessa direzione della resilienza. Lo stesso si deve dire per quelle pratiche che riducono la complessità dei sistemi naturali, come la termoterapia di massa e l’uso di prodotti endoterapici a largo spettro di azione. Viceversa, la valorizzazione di piante con resistenze di qualsiasi tipo (in modo particolare quelle acquisite in pieno campo in seguito ad esposizione a stress di vario tipo) contro malattie importanti, costituisce una scelta positiva. Piante singole che sono state selezionate da epidemie gravi, sono in effetti piante resilienti. Invece, sono considerate “fuori legge” dal punto di vista normativo. Significato biologico di alcuni termini utilizzati. “Recovery”: vedi Conti e Faoro, 2012 Resistenze acquisite/indotte: vedi Musetti et al., 2005; Bianco et al., 2012. 146 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Resistenze epigenetiche: resistenze che si determinano (in piante) dovute a cambiamenti della regolazione genica che non dipendono da modificazioni nella sequenza primaria del DNA. Le resistenze e le tolleranze acquisite/indotte si possono quindi considerare forme particolari di resistenze sensu lato di tipo epigenetico (le tolleranze indotte corrispondono alle “phenotypic induced/acquired resistances”). Resilienza: il termine riferito ad un ecosistema indica la sua capacità di tornare ad uno stato simile a quello iniziale dopo avere subito uno stress. La capacità di resilienza rappresenta la capacità di recupero quando il sistema o il singolo individuo è modificato da perturbazione (ad esempio malattia-epidemia) (www.stockholmresilience.org; www.ecologyandsociety.org). Parole chiave: resistenze inducibili, resistenze fenotipiche, interventi sostenibili, fragilità Recovery and acquired resistances, epigenetic and resilience The knowledge concerning these very interesting and intriguing topics have been recently greatly increased. Important physiological and genetic bases of both recovery and acquired-induced resistances are now known especially for some phytoplasmasassociated diseases. The epigenetic and the resilience are phenomenon that are more investigated and taken in a proper consideration at present, also within the biological and ecological sciences. These studies are even more recent if we consider plant science, plant pathology in particular. Concerning plant defence it is not yet clear how and whether apply in practice the knowledge gained in studies applied to recovery, acquired-induced-epigenetic resistances and resilience. Very recently it was demonstrated that grapevines can recover from “flavescence dorée” or “bois noir” diseases (and from the respective phytoplasmas) in a stable manner and than behave as resistant to new successive infections. In the case of European stone fruit yellows phytoplasma in apricot it was demonstrated that the acquired phenotypic resistance (of epigenetic origin) was stable and transmissible by grafting. Nevertheless, new evidences and suggestions already experimented are hard to be accepted and applied in practice. Probably because it is clearly difficult to identify the agronomical practices that really and stably act in favour of the resilience management inside the cultivated system. Several common practices have been focused that should be reinvestigated to better understand if they gradually increase the fragility of the cultivated system, that are: the in-vitro plant propagation; the mass thermotherapy; the long-term isolation of mother plants; the prolonged use of endotherapic products. The resilience of plants derived from mothers that where protected (isolated) or freely allowed to encounter different type of stress is compared. The role and the use of plants that where deepselected after heavy epidemics, is here discussed. Key words: Inducible resistances, phenotypic resistances, sustainable approaches, fragility 147 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References Bianco P.A., A. Bertaccini, G. roManaZZi, 2012. Recovery nelle malattie da fitoplasmi: induzione di resistenza da microrganismi e da elicitori naturali e da sintesi. Petria, 22, 16-21. BirD A., 2007. Perceptions of epigenetics. Nature, 447, 396-398. Conti M., F. Faoro, 2012. Interazioni pianta-patogeno: dall’infezione al possibile recovery. Petria, 22, 8-15. ErMacora P., E. AnGeLini, F. Pavan, R. OsLer, 2012. Recovery from grapevine yellows: field experiences in Veneto and Friuli Venezia Giulia regions. Petria, 22, 44-47. Musetti R., K. FaHran, F. De Marco, R. PoLiZZotto, A. PaoLacci, M. Ciaffi, P. ErMacora, S. Grisan, S. Santi, R. OsLer, 2013. Differentially-regulated defence genes in Malus domestica during phytoplasma infection and recovery. European Journal Plant Pathology, 136, 13-19. Musetti R., L. Sanità Di ToPPi, M. Martini, F. Ferrini, M.A. FavaLi, R. OsLer, 2005. Hydrogen peroxide localisation and antioxidant status in the recovery of apricot plants from European stone fruit yellows. European Journal of Plant Pathology, 112, 53-61. Musetti r., P. erMacora, M. Martini, n. Loi, r. osLer, 2013. What can we learn from the phenomenon of recovery?, COST action FA0807, workshop on “New Perspectives in Phytoplasma Disease Management”, Barcelona, March 22, 2013, 64-66. OsLer R., N. Loi, L. Carraro, P. ErMacora, E. Refatti, 2000. Recovery in plants affected by phytoplasmas. Proceedings of the 5th Congress of the European Foundation for Plant Pathology, 589-592. OsLer R., S. BorseLLi, P. ErMacora, S. Di LenarDa, F. Ferrini, S. Grisan, N. Loi, A. LoscHi, M. Martini, S. MoruZZi, R. Musetti, R. PoLiZZotto, 2012. Considerazioni sul recovery da fitoplasmi: fenomeni di tolleranza acquisita in albicocco. Petria, 22, 34-43. Patui S., A. BertoLini, L. CLincon, P. ErMacora, E. BraiDot, A. VianeLLo, M. Zancani, 2012. Involvement of plasma membrane peroxidases and oxylipin pathway in the recovery from phytoplasma disease in apple (Malus domestica). Physiologia Plantarum. Online: 1 NOV 2012, DOI: 10.1111/j.1399-3054.2012.01708.x. WaLker B., S. CarPenter, J. AnDeries, N. ABeL, G. S. CuMMinG, M. Janssen, L. LeBeL, J. NorBerG, G.D. Peterson, R. PritcHarD, 2002. Resilience management in social-ecological systems: a working hypothesis for a participatory approach. Conservation Ecology, 6(1), 14. 148 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi EFFETTI DELL’APPLICAZIONE IN CAMPO DI INDUTTORI DI RESISTENZA SULLE CARATTERISTICHE QUANTITATIVE E QUALITATIVE DELLA PRODUZIONE E SULLE INFEZIONI DI LEGNO NERO DELLA VITE G. Romanazzi, S. Murolo, E. Feliziani, L. Landi, V. Mancini Università Politecnica delle Marche, Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali – Via Brecce Bianche, 60131 Ancona E-mail: [email protected] Introduzione Il legno nero (LN) è una delle principali malattie da fitoplasmi della vite, sia in Italia, sia in diversi altri paesi europei e del bacino del Mediterraneo (Borgo e Angelini, 2002; Belli et al., 2010; Maixner et al., 2011; Foissac et al., 2013). Le infezioni di LN, associate alla presenza di ‘Candidatus Phytoplasma solani’ (Quaglino et al., 2013) determinano profonde alterazioni fisiologiche nella pianta e conseguenti perdite di produzione (Musetti et al., 2007; Landi e Romanazzi, 2011; Endeshaw et al., 2012). Il controllo di LN si basa principalmente sull’uso di materiale di propagazione sano, sul contenimento del vettore e sulla gestione delle malerbe. Una volta che il vigneto è infetto, le uniche possibilità per incrementare il fenomeno naturale del “recovery” consistono nel potenziare le difese della pianta (Romanazzi et al., 2009). La ricerca ha avuto come obiettivi l’applicazione di induttori di resistenza e la valutazione degli effetti sulla crescita dei germogli, sulle caratteristiche quantitative e qualitative della produzione, nonché sulla capacità di induzione del “recovery”. Materiali e metodi Cinque induttori commerciali a base di chitosano (Chito Plant, Brema, D), phosetylAl (Bayer Crop Science, D), benzotiadiazolo (Bion, Syngenta Crop Protection, S) e glutatione + oligosaccaride (due formulati: Kendal, Valagro, Chieti, di seguito indicato come GO1, e Olivis, Agrisystem, Lamezia Terme, di seguito indicato come GO2), sono stati irrorati sulla chioma di viti della cv Chardonnay con sintomi di LN, settimanalmente da inizio maggio a fine luglio. Nel corso della stagione sono stati svolti rilievi dei sintomi di malattia sulle piante trattate e alla raccolta sono stati raccolti dati relativi ai parametri quantitativi (produzione totale, percentuale di grappoli disseccati, dimensione e peso delle bacche) e qualitativi (contenuto in solidi solubili, acidità titolabile, pH) della produzione. Inoltre, in un altro vigneto è stata registrata la lunghezza dei germogli, sia su piante sintomatiche sia asintomatiche, a seguito del trattamento con il formulato GO1. 149 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Risultati e discussione Il fenomeno del “recovery” in viti infette da fitoplasmi è stato osservato già poco dopo la loro scoperta (Caudwell, 1961). La possibilità di indurre “recovery” in vite mediante stress abiotici è stata descritta già da un paio di decenni (Osler et al., 1993). L’uso di composti ad attività biostimolante ha fornito preziose indicazioni per il contenimento delle infezioni in piante con sintomi di fitoplasmosi (D’Amelio et al., 2007; Romanazzi et al., 2013). Nelle nostre indagini, dei cinque formulati applicati, quelli a base di benzotiadiazolo e della miscela di glutatione ed oligosaccarine hanno fornito un significativo incremento del “recovery”, facendo passare mediamente dal 26% ad oltre il 50% il numero di piante nelle quali avveniva la remissione dei sintomi, nell’arco di un quadriennio. Nelle piante “recovered” a seguito del trattamento con induttori di resistenza si è ripristinata una produzione statisticamente non dissimile da quella delle piante sane, come anche osservato in Sardegna (Garau et al., 2007). In letteratura è riportato il rischio di una potenziale deviazione dei fotosintetati verso la difesa, a scapito della produzione (Vallad e Goodman, 2004). Le nostre prove hanno evidenziato una mancanza di differenza nelle caratteristiche fisiologiche e produttive delle piante trattate con gli elicitori ed i rispettivi testimoni, sia sintomatici che asintomatici. In una seconda prova, il trattamento con il formulato a base di glutatione e oligosaccaride GO1 non ha evidenziato alcuna riduzione dell’accrescimento dei germogli nei rilievi effettuati a maggio e giugno, segno di un mancanza di effetti negativi sulla vegetazione. Le indagini hanno quindi evidenziato la possibilità di applicare in campo induttori di resistenza con effetti positivi nella induzione del “recovery” e senza effetto negativo sulle caratteristiche quanti-qualitative della produzione. E’ tuttavia necessaria la definizione di strategie di intervento trasferibili alla pratica agricola che tengano in considerazione la possibilità di usare tali composti, non sempre registrati come agrofarmaci ma a volte come promotori delle difese della pianta, con calendari di applicazione che portino ad ottenere la massima efficacia con il minor numero possibile di interventi. Parole chiave: fitoplasmi, giallumi della vite, induzione di resistenza, “recovery” Application of resistance inducers in grapevines affected by “bois noir”: effects on qualitative and quantitative production parameters “Bois noir” (BN) can be considered the main phytoplasma disease of grapevine in Europe and Mediterranean area. It can induce deep changes in the plant physiology and cause severe losses of production. Because there are no effective means to control the disease when it is established, a way to increase the recovery rate can reside in the application of resistance inducers. Five commercial compounds based on chitosan, phosetyl-Al, benzothiadiazole, and glutathione + oligosaccharines (two formulations) were applied weekly to the canopy of grapevines cv Chardonnay 150 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi from beginning of May to the end of July. Plants sprayed with a formulation of glutathione + oligosaccharines did not show any reduction of shoot length in May and June. Production in plants treated with resistance inducers where BN symptoms persisted was about the half of that observed in recovered plants and in the control. The amount of dried clusters in plants that showed BN symptoms after application of the resistance inducers was not different each other and from the control (around 30%). Overall, recovered plants following application of resistance inducers showed qualitative and quantitative production parameters not different as compared to healthy plants. Among tested inducers, the best results in increase of recovery rate were obtained with the compounds based on benzothiadiazole (Bion), and on the two formulations containing glutathione + oligosaccharines (Olivis and Kendal). However, further investigations are needed to set up a protocol to manage BN infections in the vineyard. Key words: grapevine yellows, induced resistance, phytoplasma, recovery Ringraziamenti / Acknowledgements Il lavoro è stato condotto nell’ambito dei progetti di ricerca “Varenne” promosso dalla Fondazione Cariverona (Bando 2007), e MIUR PRIN 2005074429_002. Gli autori ringraziano il Dott. Pierluigi Biondini (Azienda Santa Casa di Loreto, Ancona), Nello Petrelli (Montalto Marche, Ascoli Piceno), Federico Patrizio e Mauro Piergiacomi per la collaborazione alle indagini. Lavori citati / References BeLLi G., P.a. Bianco, M. conti, 2010. Grapevine yellows in Italy: past, present and future. Journal of Plant Pathology, 92, 303-326. BorGo M., e. anGeLini, 2002. Diffusion of grapevine Flavescence dorée in Italy and influence of varieties, agronomic techniques and propagation material. Proceedings Giornate Fitopatologiche, 1, 35-49. cauDWeLL A., 1961. Les phénomènes de rétablissement chez la Flavescence dorée de la vigne. Annales des Epiphyties, 12, 347-354. D’aMeLio r., n. Massa, e. GaMaLero, G. D’aGostino, s. saMPò, G. Berta, f. faoro, M. iriti, D. Bosco, c. MarZacHì, 2007. Preliminary results on the evaluation of the effects of elicitors of plant resistance on chrysanthemum yellows phytoplasma infection. Bulletin of Insectology, 60(2), 317-318. enDesHaW s.t., s. MuroLo, G. roManaZZi, D. neri, 2012. Effects of Bois noir phytoplasma infection on carbon assimilation, transpiration, and stomatal conductance of field grown grapevine (Vitis vinifera L.) cv Chardonnay. Physiologia Plantarum, 145, 286-295. 151 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases foissac X., P. carLe, a. faBre, P. saLar, J.L. Danet, i. eMBer, M. DeLLa BartoLa, J. PLavec, Z. avraMov, c. MortaDa, s. eroGLu, G. BaLakisHiYeva, Z. acs, s. Baric, a. BattLe, H. BouYaHia, c. cHireceanu, e. cHoueiri, t. curkovic, f. ertunc, k. GuionneauD, i. HuseYnova, f. JreiJiri, J. Jovic, n. katis, i. kriZanac, s. krJanJic, a. Lavina, v. MaLioGka, a.c. MaMMaDov, a. MateraZZi, s. MuroLo, e. kostaDinovska, f. oancea, a.f. oMar, D. Pacifico, G. roManaZZi, J. saBate, D. safarova, f. saHin, M. seruGa Music, P. vaLova, f. vioreL, t. ZaHavi, J. JoHannesen, M. koLBer, M. MaiXner, c. MarZacHì, M. navratiL, i. tosevski, D. skoric, 2013. ‘Candidatus Phytoplasma solani’ genome project and genetic diversity in the Euro-Mediterranean basin. Proceedings of 3rd European Bois Noir Workshop, Barcelona, Spain, 20-21 March, 11-13. Garau r., s. secHi, v.a. Prota, G. Moro, 2007. Productive parameters in Chardonnay and Vermentino grapevines infected with “Bois noir” and recovered in Sardinia. Bulletin of Insectology, 60, 233-234. LanDi L., G. roManaZZi, 2011. Seasonal variation of defence-related gene expression in leaves from Bois noir affected and recovered grapevines. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59, 6628-6637. MaiXner M., 2011. Recent advances in Bois noir research. Petria, 21(2/3), 95-108. Musetti r., r. MaraBottini, M. BaDiani, M. 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Phytopathology, Online on March 14, 2013, PMID: 23489522. vaLLaD G.e., r.M. GooDMan, 2004. Systemic acquired resistance and induced systemic resistance in conventional agriculture. Crop Science, 44, 1920-1934.. 152 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi COLONIZZAZIONE E TRASMISSIONE DEL BATTERIO ACETICO ASAIA IN SCAphoIDeUS TITANUS BALL, VETTORE DEL FITOPLASMA DELLA FLAVESCENZA DORATA DELLA VITE E. Gonella1, E. Crotti2, M. Mandrioli3, D. Daffonchio2, A. Alma1 DISAFA, Università degli Studi di Torino – via L. da Vinci 44, 10095 Grugliasco, Torino 2 DeFENS, Università degli Studi di Milano – via Celoria 2, 20133 Milano 3 Dipartimento di Scienze della vita, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia - via Campi 213/D, 41125 Modena 1 [email protected] Introduzione I batteri simbionti degli artropodi vettori di microrganismi patogeni sono stati proposti come agenti di controllo della trasmissione delle malattie causate da questi (Beard et al., 1998; Crotti et al., 2012). Tra i simbionti di Scaphoideus titanus Ball, il vettore del fitoplasma responsabile della flavescenza dorata (FD) della vite, un microrganismo dominante è il batterio acetico Asaia sp. (Marzorati et al., 2006). Questo simbionte è un buon candidato per l’applicazione di protocolli di biocontrollo in quanto coltivabile, facilmente manipolabile e associato a diversi vettori di agenti di malattia, tra cui le zanzare dei generi Anopheles e Aedes, vettori di virus e protozoi patogeni per l’uomo (Favia et al., 2007). Lo studio delle interazioni tra Asaia e S. titanus rappresenta un passo fondamentale verso lo sviluppo di approcci di lotta alla FD della vite basati sull’uso di simbionti. Materiali e metodi Individui adulti di S. titanus, raccolti in vigneti con presenza di sintomi di FD in diverse aree del Piemonte, sono stati impiegati per lo studio della colonizzazione e della trasmissione di Asaia nella cicalina. Un primo gruppo di esemplari è stato utilizzato per identificare i distretti corporei dell’insetto colonizzati da Asaia, tramite ibridazione in situ in fluorescenza come descritto da Crotti et al. (2009). I rimanenti individui di S. titanus sono stati sottoposti a prove di trasmissione orizzontale di Asaia condotte impiegando il ceppo SF2.1(cGfp), trasformato per la produzione della proteina fluorescente Gfp e strettamente correlato con i ceppi precedentemente dimostrati colonizzare con successo il corpo della cicalina (Crotti et al., 2009). Cellule batteriche sono state somministrate insieme a una soluzione 153 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases zuccherina per 48 ore a una prima parte di esemplari, impiegati come donatori. Successivamente gli stessi esemplari sono stati sottoposti a prove di trasmissione mediante l’alimentazione o tramite l’accoppiamento unitamente a un egual numero di insetti, non precedentemente colonizzati dal ceppo fluorescente di Asaia, utilizzati come riceventi, come descritto in Gonella et al. (2012). Al termine delle prove di trasmissione, tutti gli individui donatori e riceventi e le rispettive diete zuccherine sono stati sottoposti a estrazione degli acidi nucleici (Raddadi et al., 2011), seguita da PCR Real Time quantitativa con primer Gfp-specifici (Gonella et al., 2012). Risultati e discussione Le analisi di microscopia confocale condotte sugli organi di S. titanus sottoposti a ibridazione in situ in fluorescenza con sonde specifiche per Asaia hanno evidenziato la presenza del batterio acetico in diversi organi della cicalina, incluse le gonadi maschili e femminili e le ghiandole salivari. Sulla base di questi risultati, individui di S. titanus sono stati sottoposti a prove di trasmissione tramite condivisione del substrato alimentare o mediante l’accoppiamento. I risultati di tali prove hanno confermato in primo luogo la capacità del simbionte di colonizzare il corpo degli esemplari donatori, in seguito all’assunzione con l’alimentazione, come emerso dalle analisi di PCR quantitativa svolte su questo gruppo di esemplari. Le prove di condivisione della dieta hanno evidenziato che Asaia è regolarmente trasferita da donatore a ricevente, con un picco di frequenza di trasmissione dopo 72 ore di condivisione della dieta. Inoltre, la concentrazione di cellule del simbionte negli individui riceventi è crescente nel tempo. Le prove di trasmissione venerea sono state condotte in primo luogo accoppiando maschi infettati da Asaia Gfp con femmine non infette. Le femmine riceventi hanno efficacemente acquisito Asaia, con i più elevati tassi di infezione riscontrati 72-96 ore dopo l’accoppiamento con i maschi donatori, e con densità del simbionte crescente nel tempo. Ulteriori esperimenti sono stati effettuati accoppiando femmine infettate da Asaia Gfp con maschi non infetti. In questo caso, solo occasionalmente è stata osservata una trasmissione, probabilmente legata a trasferimenti casuali. Nel complesso, i risultati ottenuti hanno fornito una delle poche dimostrazioni dirette di trasmissione orizzontale negli emitteri, riscontrata sia tramite l’alimentazione sia mediante l’accoppiamento. Questo studio fornisce un sostanziale contributo alla comprensione dell’ecologia microbica in S. titanus, e sottolinea le potenzialità legate allo sviluppo di protocolli di controllo simbiotico della FD basati sull’uso di Asaia. Parole chiave: simbionti microbici, giallumi della vite, cicaline, trasmissione orizzontale, controllo simbiotico 154 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Colonization and transmission pathways of the acetic acid bacterium Asaia in Scaphoideus titanus Ball, vector of “flavescence dorée” phytoplasma to grapevine The use of bacterial symbionts of vectors of pathogenic agents has been proposed to contain the transmission of vector-borne diseases. An important symbiont of Scaphoideus titanus Ball, vector of “flavescence dorée” (FD) phytoplasma to grapevine, is the acetic acid bacterium Asaia sp., which is considered as a good candidate control agent against the spread of FD. To study the interaction between Asaia and S. titanus, fluorescent in situ hybridization essays were carried out on dissected organs of adult individuals with Asaia-specific probes, to assess the colonization patterns of the acetic acid bacterium in the body of the leafhopper. The symbiont was observed in different organs of S. titanus, including male and female gonads and salivary glands. Based on such evidences, S. titanus specimens were subjected to horizontal transmission trials through co-feeding or mating, by using the fluorescent Asaia strain SF2.1(cGfp). The results of co-feeding experiments underlined that Asaia is transferred from donor S. titanus (previously fed with the fluorescent Asaia strain) to recipient specimens, with a peak after 72 hours of diet sharing. Venereal transmission trials were firstly carried out by mating Gfp Asaia-infected males with uninfected females. Recipient females were successfully colonized by the symbiont, with the highest infection rates 72-96 hours after mating. Further experiments were performed by mating Gfp Asaia–infected females with uninfected males, but only few samples showed an real transfer. Overall results provide one of the few direct demonstrations of horizontal transmission occurring in Hemiptera. Such aspects of the association between Asaia and S. titanus represent an important requirement to develop Asaia-based symbiotic control programs for FD. Key words: microbial symbionts, grapevine yellows, leafhoppers, horizontal transmission, symbiotic control Ringraziamenti / Acknowledgements Questo lavoro è stato condotto nell’ambito del progetto PRIN 2009 “Interazioni tra insetti vettori e microrganismi simbionti: nuove prospettive per il biocontrollo dei patogeni trasmessi alle piante, agli animali e all’uomo” finanziato dal MIUR. / Financial contribution from the Italian Ministry for Research (MIUR), within the project PRIN 2009 “Interazioni tra insetti vettori e microrganismi simbionti: nuove prospettive per il biocontrollo dei patogeni trasmessi alle piante, agli animali e all’uomo”. 155 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References BearD c.B., r.v. DurvasuLa, f.f. ricHarDs, 1998. Bacterial symbiosis in arthropods and the control of disease transmission. Emerging Infectious Diseases, 4, 581-589. crotti e., a. BaLLoi, c. HaMDi, L. sansonno, M. MarZorati, e. GoneLLa, G. favia, a. cHerif, c. BanDi, a. aLMa, D. DaffoncHio, 2012. Microbial symbionts: a resource for the management of insect-related problems. Microbial Biotechnology, 5, 307-317. crotti e., c. DaMiani, M. PaJoro, e. GoneLLa, a. riZZi, i. ricci, i. neGri, P. scuPPa, P. rossi, P. BaLLarin, n. raDDaDi, M. MarZorati, L. saccHi, e. cLeMenti, M. GencHi, M. ManDrioLi, c. BanDi, G. favia, a. aLMa, D. DaffoncHio, 2009. Asaia, a versatile acetic acid bacterial symbiont, capable of crosscolonizing insect of phylogenetically distant genera and orders. Environmental Microbiology, 11(12), 3252-3264. MarZorati M., a. aLMa, L. saccHi, M. PaJoro, s. PaLerMo, L. Brusetti, n. raDDaDi, a. BaLLoi, r. teDescHi, e. cLeMenti, s. corona, f. QuaGLino, P.a. Bianco, t. Beninati, c. BanDi, D. DaffoncHio, 2006. A novel Bacteroides symbiont is localized in Scaphoideus titanus, the insect vector of Flavescence Dorée in Vitis vinifera. 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In quest’ambito, un problema è rappresentato dalle uova del vettore, che deposte sotto il ritidoma (Vidano, 1964) possono diffondere S. titanus oltre il suo areale di distribuzione in seguito alla commercializzazione del materiale vivaistico (Papura et al., 2012). La termoterapia (TT) in acqua calda, utilizzata per il risanamento del materiale di base dalle infezioni da fitoplasmi sia prima che dopo l’innesto (Caudwell et al., 1997; Mannini, 2007), sembrerebbe efficace nell’eliminare anche le uova dell’insetto (Linder et al., 2010). Tuttavia non è chiaro se la TT è un effettivo vantaggio in tal senso, poiché la deposizione può dipendere anche dallo sviluppo del ritidoma. La presente ricerca ha avuto lo scopo di quantificare l’influenza dell’età del legno e della termoterapia sulle uova di S. titanus. Materiali e metodi Per verificare l’ovideposizione di S. titanus in funzione dell’età del legno, tralci di potatura di uno e due anni prelevati dal 2007 al 2009 in vigneti del Piemonte in cui erano presenti gravi infestazioni dell’insetto vettore sono stati posti in gabbiette escludiinsetto in cella climatica (T=25°C), assieme a una barbatella in vaso, per permettere la schiusura delle uova e il successivo conteggio delle neanidi. Un sottocampione di circa 20 spezzoni per tesi (lunghezza 30 cm cadauno) è stato ispezionato allo stereomicroscopio, dopo aver rimosso il ritidoma con una lametta, per conteggiare le uova del cicadellide. Per verificare l’efficacia della termoterapia (TT), spezzoni di legno di due anni raccolti nelle stesse località precedentemente descritte (2007-2009) sono stati sottoposti al ciclo di TT utilizzato per il trattamento delle marze (pre-trattamento in acqua calda 157 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases a 30°C per 20 min, e trattamento a 50°C per 45 min). Il materiale è stato quindi posto in allevamento nelle stesse condizioni descritte in precedenza, parallelamente al testimone non termotrattato. La capacità di deporre sul materiale di moltiplicazione è stata studiata nel 2008 mettendo 20 barbatelle in vaso in tre isolatori (gabbioni) di rete, posti all’aperto: su 10 piante il legno di due anni è stato coperto con carta stagnola, in modo da rendere disponibile solo quello di un anno, mentre le altre 10 sono state lasciate tal quali. In ogni isolatore sono state immesse circa 50 femmine di S. titanus, raccolte in vigneto dopo la metà di settembre. L’anno successivo (2009), i vasi con le viti delle due tesi sono stati posti in gabbioni separati prima del germogliamento; quindi, le neanidi di S. titanus sono state periodicamente rimosse e conteggiate. Risultati e discussione Dai tralci di due anni si sono schiuse 104,5 uova/kg legno, contro 0,94 per quelli di un anno. Sugli spezzoni di un anno non sono state notate uova; sul legno di due anni, la media è risultata compresa tra 0,4 e 4,4 uova per spezzone. Nei gabbioni, sono nate 158 neanidi (5,3 per pianta) dalle barbatelle con legno di 2 anni disponibile, e solo 7 (0,2 per pianta) da quelle con legno di 2 anni coperto. La progenie ottenuta è risultata pari circa al 100% delle femmine immesse (150), tuttavia occorre considerare le eventuali sovrastime degli adulti (es. mortalità dopo l’immissione, rilascio di femmine già sgravate dalle uova) e le sottostime delle nascite (uova eventualmente non schiuse, errori di conteggio degli stadi giovanili). S. titanus depone quindi preferenzialmente sul legno di due anni, in un rapporto variabile tra 20:1 e 100:1, in accordo con quanto ottenuto nell’ambito di altre ricerche (Vidano, 1964; Bagnoli et al., 2010). La termoterapia (TT) ha notevolmente ridotto il numero di uova vitali pur non portando a un azzeramento delle schiuse, con 0-0,4 neanidi/kg legno contro 45-120 nel testimone, confermando ulteriormente i risultati di Linder et al. (2010). Peraltro, la TT è stata fatta su tralci di due anni fortemente infestati, mentre marze e portainnesti di un anno dovrebbero di per sé essere già esenti da uova; nel caso in cui la sanificazione fosse invece effettuata sulle barbatelle innestate, è possibile che le uova eventualmente deposte vengano devitalizzate. In conclusione, la presenza delle uova di S. titanus sul materiale vivaistico appare più probabile dopo l’innesto, durante la permanenza in barbatellaio: pertanto, a prescindere dalla TT, la sorveglianza fitosanitaria non deve abbassare la guardia, sia per evitare la trasmissione dei fitoplasmi, sia per impedire la diffusione di S. titanus con la commercializzazione del materiale vivaistico (Forte et al., 2010; Papura et al., 2012). Parole chiave: cicalina, deposizione, sanificazione, vite, vivaismo 158 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Influence of bark’s development and hot water treatment on the eggs of Scaphoideus titanus Ball The influence of wood’s age and hot water treatment (HWT) on the eggs of Scaphoideus titanus Ball (Hemiptera: Cicadellidae) the main vector of grapevine “flavescence dorée”, was studied during 2007-2009 in Piedmont, Italy. Egglaying behaviour was studied by harvesting pruned canes (1 and 2 yrs old), and observing hatching under laboratory conditions; direct observations of eggs under a stereomicroscope were also made. Moreover, pruned 2 yrs old canes were subject to HWT (30°C for 20 min, and 50°C for 45 min), and subsequent egg hatching (on treated and control canes) was observed under laboratory conditions. Finally, some 150 mated S. titanus females were released into insect-proof cages under natural conditions, with potted grapevine plants which had or had not 2 yrs old wood covered by aluminium foil, and egg hatching was observed after a year. Eggs laid on 2 years wood overrated from 20:1 to 100:1 those observed on 1 year wood in all of the experiments conducted (direct observations, and egg hatching from pruned canes or potted grapevine plants). Up to 165 nymphs were obtained from eggs laid onto potted grapevines, the rate per female being 1:1, but this value did not consider mortality, females that may have already laid eggs in open field, non-hatched eggs, or errors in counting nymphs. HWT killed the majority of eggs, although a few nymphs were obtained from treated wood. The contamination of grapevine nursery stocks by S. titanus eggs is therefore more probable after grafting, when plants are in open field nurseries, rather than on scions before grafting where eggs are rare due to the age of wood. Pest management in nurseries is the key for avoiding contamination with eggs and therefore the diffusion of the vector worldwide. Hot water treatment may be effective in decreasing viable leafhopper’s eggs if done after grafting, whereas before grafting it may not represent a real plus. Key words: grapevine, egg-laying, leafhopper, plant nursery, sanitation Ringraziamenti / Acknowledgements Ricerca condotta nell’ambito del progetto “VIPASMI” (2007-2009), finanziato da “Regione Piemonte-Servizi di Sviluppo Agricolo”. Si ringraziano le aziende Vivalb e Roero Viti Vivai per la disponibilità nella prova di termoterapia. 159 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Lavori citati / References BaGnoLi B.,e. GarGani , L. ferretti, a. GentiLi, G. PasQuini, r. frosinini, L. tirinnanZi, 2010. Distribution of Scaphoideus titanus eggs on grapevine. In: Current status and perspectives of phytoplasma disease research and management (COST action FA0807), Sitges, Spain, 1-2 February, 42. cauDWeLL a., J. Larrue, e. BouDon-PaDieu, G.D. McLean, 1997. Flavescence dorée elimination from dormant wood of grapevines by hot-water treatment. Australian Journal of Grape and Wine Research, 3, 21-25. forte v., f. riZZini, e. Patriarca, L. DaLLa cia, e. anGeLini, M. BorGo, 2010. Presenza di uova di Scaphoideus titanus su materiale europeo di propagazione della vite. In: 8a Assemblea Generale O.I.V., Tbilisi, Georgia, 20-25 giugno. LinDer c., L. scHauB, f. kLötZLi-esterMann, 2010. Efficacité du traitment à l’eau chaude contre les oeufs de Scaphoideus titanus, vecteur de la flavescence dorée de la vigne. Revue Suisse de Viticulture, Arboriculture, Horticulture, 42, 132-135. MaLeMBic-MaHer s., saLar P., fiLiPPin L., carLe P., anGeLini e., foissac X., 2011. Genetic diversity of European phytoplasmas of the 16SrV taxonomic group and proposal of ‘Candidatus Phytoplasma rubi’. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 61, 2129–2134. Mannini f., 2007. Hot-water treatment and field coverage of mother plant vineyards to prevent propagation material from phytoplasma infections. Bulletin of Insectology, 60(2), 311-312. PaPura D., c. BurBan, M. van HeLDen, X. Giresse, B. nuisiLLarD, t. GuiLLeMauD, c. kerDeLHue, 2012. Microsatellite and mitochondrial data provide evidence for a single major introduction for the Nearctic leafhopper Scaphoideus titanus in Europe. PLos ONE, 7(5), e36882. viDano c., 1964. Scoperta in Italia dello Scaphoideus littoralis Ball cicalina americana collegata alla “Flavescence dorée” della vite. L’Italia Agricola, 101, 1031-1049.. 160 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi POSSIBILITA’ DI DIFFUSIONE DEL LEGNO NERO DELLA VITE ATTRAVERSO IL MATERIALE VIVAISTICO F. Tessari1, N. Mori2, F. Quaglino3, G. Posenato1, P.A. Bianco3 Agrea Centro Studi – via Garibaldi 5, 37057 San Giovanni Lupatoto (VR) DAFNAE-Università degli Studi di Padova – Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD) 3 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia,Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 1 2 E-mail: [email protected] Introduzione Data la difficoltà nel contenimento delle principali fitoplasmosi della vite, flavescenza dorata (FD) e legno nero (LN), risulta molto importante l’attività di prevenzione attraverso il controllo del materiale vivaistico. Poiché i fitoplasmi sono localizzati nei vasi floematici appare evidente come la pratica dell’innesto, ampiamente diffusa in viticoltura, rappresenti una possibile via di trasmissione della malattia. Alcuni studi hanno dimostrato questa eventualità, ma il rischio di propagazione della malattia con questa modalità è estremamente basso (Borgo et al., 2007, Credi et al., 2012). Tuttavia anche poche barbatelle infette possono determinare in un vigneto o in un’area viticola una pericolosa sorgente di inoculo, che può rapidamente propagare la malattia in presenza degli insetti vettori (Belli et al., 2002). La sanità del materiale di partenza può influire sulla possibilità di diffusione dei due giallumi attraverso la commercializzazione del materiale vivaistico (dall’1‰ al 4%) (Osler et al., 2002). Lo scopo del presente lavoro è stato quello di verificare la capacità vegetativa di talee provenienti da piante infette di fitoplasmi associati a LN al fine di valutare l’effettiva potenzialità che materiale infetto possa essere propagato con successo all’interno della filiera vivaistica. Materiali e metodi Il materiale vegetale idoneo per la propagazione vivaistica è stato raccolto a fine gennaio 2011, in un vigneto di Chardonnay situato nel comune di Ronco all’Adige (VR). I tralci sono stati prelevati da 10 viti che nel 2010 avevano manifestato sintomi da giallume e che erano risultate infette da LN, e da 10 viti asintomatiche nel 2010. I tralci prelevati sono stati sottoposti ad analisi molecolari (“real time” PCR) per verificare la presenza del fitoplasma. Ciascun tralcio è stato tagliato in porzioni di due gemme che sono state successivamente poste a radicare in acqua in condizioni ambientali controllate. A marzo 2011 sono stati eseguiti i rilievi sul germogliamento e sullo sviluppo dei germogli. 161 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Successivamente, le talee radicate sono state invasate con terriccio sterile ed allevate in tunnel freddo e isolato da rete anti-insetto. Ad aprile, maggio, agosto 2011 e maggio 2012 sono stati eseguiti i rilievi sulla sopravvivenza e sullo sviluppo vegetativo delle giovani piante. I dati raccolti sono stati normalizzati ed analizzati con il test del χ2. Parallelamente sono stati condotti campionamenti visivi sui sintomi ed indagini molecolari per valutare la presenza del fitoplasma agente del LN. Risultati e discussione Dal materiale raccolto è stato possibile ottenere 196 talee dai tralci prelevati da viti asintomatiche e 163 da quelli prelevati da viti infette. Sin dalla fase di radicazione, il materiale proveniente dalle viti infette ha dimostrato una vitalità significativamente più bassa rispetto a quello proveniente da viti sane. Infatti nei primi 3 mesi, la mortalità è risultata del 42,9% per le talee provenienti da viti infette e del 8,2% per quelle da viti asintomatiche. Dopo 6 mesi, la mortalità è stata del 75,5% per le piante provenienti da viti infette e del 28,6% per quelle provenienti da viti sane. Dopo un anno dal trapianto dal materiale raccolto da viti infette, solo una talea su 10 era rimasta viva a confronto con quello da viti sane dove la mortalità è rimasta inferiore al 50%. Riguardo lo sviluppo vegetativo, le talee ottenute da viti infette hanno manifestato un ritardo nella emissione delle radici ed una vigoria, espressa come lunghezza dei germogli, inferiore fino a 5 volte rispetto a quella delle piante ottenute da viti sane. I primi sintomi sulle piante autoradicate sono stati osservati durante i campionamenti effettuati a settembre. Sintomi ascrivibili al giallume sono stati registrati sul 9% delle piante ottenute da materiale raccolto da viti infette. Le analisi molecolari hanno evidenziato la presenza dei fitoplasmi associati ad LN solo sul 3% delle talee ottenute da viti sintomatiche. La bassa percentuale di talee sopravvissute, provenienti da viti malate, sintomatiche e/o infette è stata fortemente influenzata dall’alta mortalità e dallo scarso sviluppo vegetativo. I risultati della sperimentazione condotta suggeriscono che le talee sopravvissute, pur prelevate da materiale infetto, possano provenire da porzioni di legno privo di fitoplasmi, anche se da piante malate, è stata infatti descritta la distribuzione non omogenea dei fitoplasmi nei tessuti di viti infette (Constable et al., 2003; Terlizzi e Credi, 2007). Le indagini condotte hanno messo in evidenza come il materiale proveniente da viti sintomatiche, ma comunque idoneo alla propagazione vegetativa, abbia una scarso sviluppo vegetativo ed una bassa vitalità, rendendone difficile l’impiego nella filiera vivaistica. Tuttavia, anche se in percentuali molto basse, può essere una via di introduzione di materiale infetto nella filiera vivaistica. Parole chiave: vivaismo viticolo, fitoplasmi vite, talee autoradicate 162 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Possibility of grapevine “bois noir” diffusion through propagation material Prevention activities performed through the control of planting material sanitary status are crucial for the containment of grapevine “bois noir” (BN) and “flavescence dorée” (FD). The role of propagation material in the diffusion of BN phytoplasmas was studied. In January 2011, wood cuttings were collected from 10 BN-infected and 10 asymptomatic grapevine plants (Chardonnay). Health condition of examined plants was determined by symptom observation and molecular analyses performed in 2010. Cuttings carrying two buds were prepared from sampled canes, placed in sterile water for rooting, potted in sterile soil, and maintained in cold insect-proof tunnels. Sprouting, shoot development, and survival were observed from March 2011 to March 2012. Collected data were analyzed by χ2 test. Real time PCR assays were carried out on leaf tissues from survived plants for BN phytoplasmas detection. Mortality of selfrooted cuttings from infected plants (PIP) was significantly higher in comparison with the one of self-rooted cuttings from healthy plants (PHD) at three (42.8% vs 8.2%), six (75.5% vs 28.6%) and twelve (90% vs <50%) months after rooting. Moreover, shoot and root length in survived PIP were 5-fold lower then those in PHP. No symptoms were observed in PHP, while a few PIP (9%) showed BN symptoms since September 2011. Molecular analyses revealed BN phytoplasmas presence in only 3% of PIP; none of the PHP was positive to PCR assays. Low percentage of symptomatic and/or BN-infected PIP cuttings, indicates that they probably derived from healthy portions of the cane from infected grapevines due to the well described uneven phytoplasmas distribution in the plants. The results highlight that planting material from BN-infected plants has scarce survival and poor development but, even in low percentage, it could increase the BN phytoplasmas dissemination within the grapevine nurseries. Key words: grapevine nursery, grapevine phytoplasmas, rooted cuttings Ringraziamenti / Acknowledgements Lavoro svolto nell’ambito del Progetto “Prevenzione e contenimento del Legno nero della vite nella filiera vivaistica” finanziato dalla Regione Veneto. Lavori citati / References BeLLi G., P.a. Bianco, P. casati G. scattini, 2002. La flavescenza dorata della vite in Lombardia. Quaderni della Ricerca. Epitesto, 50 pp. BorGo M., e. anGeLini, L. fiLiPPin, D. BeLLotto, v. forte, L. strinGHer, i. BaZZo, 2007. Critical points in prevention and control strategies against grapevine yellows. Proceedings XXX Congrés Mondial de l’OIV, CD 01-04, 1-10. 163 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases constaBLe f.e., k.s. GiBB, r.H. sYMons, 2003. Seasonal distribution of phytoplasmas in Australian grapevines. Plant Pathology, 52, 267-276. creDi r., f. terLiZZi f., L. Martini, s. Borsari, n. reGGiani, a.r. BaBini, v. viccHi, 2012. Flavescenza dorata della vite poco trasmessa dall’innesto. L’Informatore Agrario, 20, 60. osLer r., c. ZuccHetto, L. carraro, c. frausin, f. Pavan, G. vettoreLLo, v. GiroLaMi, 2002. Trasmissione di flavescenza dorata e legno nero e comportamento delle viti infette. L’informatore Agrario, 58, 61-65. terLiZZi f., r. creDi, 2007. Uneven distribution of stolbur phytoplasma in Italian grapevines as revealed by nested-PCR. Bulletin of Insectology, 60, 365-366. 164 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi VALUTAZIONE DI NUOVE VARIETA’ DI ALBICOCCO NEI CONFRONTI DEL GIALLUME EUROPEO DELLE DRUPACEE (ESFY) MEDIANTE L’UTILIZZO DI TECNICHE MOLECOLARI C. Poggi Pollini1, A.R. Babini2, M. Dallara1, C. Lanzoni1, C. Ratti1 1 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 2 Servizio Fitosanitario Regionale, Via di Corticella 133, 40129, Bologna E-mail: [email protected] Introduzione La valutazione della sensibilità di numerose varietà di albicocco nei confronti del giallume europeo delle drupacee (ESFY= “European Stone Fruits Yellows”), associato alla presenza di ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’, realizzata nell’ambito di un progetto triennale (2006-2009) finanziato dal CRPV e dalle principali associazioni di produttori ha dimostrato come la quasi totalità delle cultivars diffuse negli ultimi anni nella regione Emilia-Romagna, presenti un preoccupante livello di suscettibilità a tale malattia (Poggi Pollini et al., 2010; 2010b). Nel corso del biennio 2011-2012, nell’ambito di un progetto regionale, è stata così effettuata una prima valutazione del comportamento, nei confronti di ESFY, di nuove varietà di albicocco (Faralia, Farbaly e Petra), innestate su mirabolano. Materiali e metodi Al fine di valutare la suscettività delle cultivars Faralia, Farbaly e Petra è stata allestita una prova sperimentale presso il Servizio Fitosanitario Regionale di Bologna, in cui 20 piante di ogni varietà, provenienti da materiale VE o CAC, sono state messe a dimora in pieno campo. L’inoculo del patogeno è stato realizzato mediante innesti a gemma sulla varietà (3 per pianta), effettuati nell’ottobre 2011, utilizzando materiale proveniente da piante di Prunus armeniaca cv. Pinkcot, risultate infette da ESFY; dieci piante di ogni varietà sono state utilizzate come testimoni. Nel corso della prova sono stati effettuati rilievi sulla presenza di sintomi tipici o correlati al patogeno quali: emissione fogliare anticipata rispetto ai fiori (inverno 2012 e 2013), deperimento ed apoplessia, defogliazione ed accartocciamento fogliare anticipato (estate ed autunno 2012). Ogni pianta è stata analizzata singolarmente tra luglio 2012 e marzo 2013 con il metodo “spot real time” RT-PCR (Minguzzi et al., 2010), prelevando il materiale ad almeno 70 cm dal punto di inoculo per verificare 165 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases l’eventuale moltiplicazione e traslocazione del fitoplasma nelle piante inoculate. Sono stati anche effettuati rilievi di campo (in marzo, luglio e ottobre, dal 2011) in 3 aziende della Romagna, su 300 piante per cultivar, di diversa età innestate su mirabolano; anche in questo caso è stata effettuata la raccolta e l’analisi molecolare del materiale con sintomi sospetti. Risultati e discussione Nell’autunno 2012 sono state riscontrate 3 piante di Faralia (15%) e 5 di Farbaly (25%) con sintomi di deperimento, accartocciamento ed arrossamento fogliare anticipato rispetto al normale andamento stagionale; le stesse piante hanno mostrato in febbraio 2013 sintomi tipici di ESFY. Tutte le piante sintomatiche sono risultate positive al test molecolare, il patogeno, invece, non è stato per il momento riscontrato, nella cv. Petra, né nei testimoni di controllo. I rilievi in pieno campo hanno permesso di riscontrare una piccola percentuale di piante infette (1%) solo nella cv. Farbaly al terzo anno di impianto. La pressoché totale assenza di presidi di lotta diretta contro i fitoplasmi e le gravi difficoltà incontrate per il contenimento di ESFY in albicocco in altri comprensori frutticoli mediante l’utilizzo di una lotta insetticida al vettore – lo psillide Cacopsylla pruni Scopoli – hanno dimostrato come un passo fondamentale nel controllo di questa malattia ed un forte incentivo per riqualificare la coltura dell’albicocco come coltura da reddito, possa proprio essere l’individuazione di combinazioni varietà/portinnesti con buona tolleranza alla malattia (Poggi Pollini et al., 2007). I dati ottenuti suggeriscono che Faralia e Farbaly non presentino caratteristiche di tolleranza a ESFY, anche se il numero delle piante infette in pieno campo è finora molto basso; particolarmente interessante è invece il comportamento di Petra sia per i risultati finora ottenuti nelle prove sperimentali, sia per la valutazione degli impianti. E’ bene ricordare l’origine genetica di Petra come incrocio tra Goldrich e Pelese di Giovannello (Missere, 2008); varie osservazioni effettuate in provincia di Trento e in Emilia-Romagna hanno mostrato come la cv. Goldrich presenti un certo grado di tolleranza alla malattia – intesa soprattutto come ritardo nella comparsa dei sintomi e riduzione dei danni dovuti al patogeno – che le consente di avere una vita media superiore a quella delle altre cultivar presenti nei nostri comparti frutticoli (Poggi Pollini et al., 2010b). Le ricerche proseguiranno per valutare l’eventuale comparsa di sintomi e la moltiplicazione del patogeno, anche in pieno campo nella cultivar Petra, almeno per il prossimo biennio. Parole chiave: ESFY, Prunus armeniaca, “spot real time RT-PCR”, sensibilità varietale 166 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Evaluation of tolerance to European stone fruit yellows (ESFY) of new apricot cultivars with molecular methods Surveys conducted in different apricot orchards in the Emilia-Romagna region since 2006, have been demonstrated that most cultivars are susceptible to European Stone Fruit Yellows (ESFY), associated with ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ presence. To evaluate tolerance to ESFY of new apricot cultivars Faralia, Farbaly and Petra grafted on myrabolan molecular methods were applied. Twenty plants of each cultivar were graft-inoculated with ‘Ca. P. prunorum’ in October 2011 at the regional phytosanitary service in Bologna. Symptoms observations and molecular analysis with spot real time RT-PCR method were performed for each plant; the plant material was collected at least 70 cm above the inoculation point to assess the movement, distribution and multiplication of the pathogen linked to tolerance evaluation. Field observations on 300 plants of each cultivar have also been performed three times a year since the Winter 2011. Premature leaf-roll and typical early bud break during dormancy were observed in some plants of both cultivars Faralia and Farbaly; amplification was always obtained only from symptomatic plants. Typical ESFY symptoms were also scattered observed in Farbaly orchards. On the contrary, ‘Ca. P. prunorum’ colonization did not occur in cultivar Petra, possibly due to tolerance to the pathogen. It is worth mentioning that Petra was obtained crossing Goldrich with Pelese di Giovannello. The potential epidemic threat posed by ESFY to apricot trees in Italy and the lack of efficacy of insecticide applications in controlling the disease, suggest that some tolerant cultivars are necessary. Work is underway to verify these preliminary observations and to analyze additional apricot selections. Key words: ESFY, Prunus armeniaca, spot real time RT-PCR, ESFY susceptibility Ringraziamenti / Acknowledgements Attività svolta nell’ambito del progetto biennale: “Azione 16 del progetto regionale: messa a punto di linee tecniche di difesa su colture ortofrutticole e vite - Valutazione della sensibilità varietale ai fitoplasmi dell’albicocco”. Lavori citati / References MinGuZZi s., c. ratti, c. LanZoni, c. ruBies autoneLL, n. reGGiani , c. PoGGi PoLLini, 2010. Detection and relative quantification of ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ by Spot Real Time RT-PCR Taqman assay. Petria, 20(2), 219-220. Missere D., 2008. Maia, Petra e Pieve tardiva: tre nuove varietà proposte da Università di Bologna e CRPV. Frutticoltura, 6, 27-28. 167 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases PoGGi PoLLini c., L. BiancHi, f. forno, s. francHini, L. GiuncHeDi, M. GoBBer, L. MatteDi, P. MioreLLi, D. PiGnatta, D. ProfaiZer, c. ratti, n. reGGiani, 2007. Investigation on European stone fruit yellows in experimental apricot orchards in the province of Trento (Italy). Bullettin of Insectology, 60(2), 323-324. PoGGi PoLLini c., a.r. BaBini, D. DraDi D, c. LanZoni, c. MeDoro, s. PaoLini, c. ratti, 2010a. Il giallume europeo delle drupacee su albicocco in EmiliaRomagna: il punto sulla situazione attuale. Petria, 20(3), 667-669. PoGGi PoLLini c., c. LanZoni, c. MeDoro, c. ratti, a.r. BaBini, D. DraDi, s. PaoLini, 2010b. Il giallume dell’albicocco preoccupa sempre più. Agricoltura, 38(12), 74-76. 168 DIAGNOSI DI MALATTIE DA FITOPLASMI PHYTOPLASMA DISEASE DETECTION Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi PROGETTO ARNADIA: DEFINIZIONE DI PROTOCOLLI NAZIONALI DI DIAGNOSI PER ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA MALI’ E ‘CANDIDATUS PHYTOPLASMA PRUNORUM’ G. Pasquini1, A. Bertaccini2, P.A. Bianco3, P. Casati3, E. Costantini1, L. Ferretti1, A. Gentili1, M. Martini4, C. Marzachì5, S. Palmano5, S. Paltrinieri2, M. Barba1 Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Centro di Ricerca per la Patologia vegetale, CRA-PAV – via C.G. Bertero, 22, 00156 Roma 2 DipSA, Patologia vegetale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna viale G. Fanin 42, 40127 Bologna 3 DISAA, Produzione, Territorio, Agroenergia, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano 4 DISA, Università di Udine, Via delle Scienze, 208, 33100 Udine 5 Istituto di Virologia Vegetale – CNR, Strada delle Cacce, 73, 10135 Torino 1 E-mail: [email protected] Introduzione In Italia la diagnosi fitosanitaria viene effettuata da numerosi laboratori di analisi riconosciuti dal Ministero per le Politiche Agricole Alimentari e Forestali idonei per l’effettuazione delle analisi fitosanitarie relative a patogeni da quarantena (laboratori dei Servizi Fitosanitari Regionali – SFR e/o Istituzioni scientifiche) e ai patogeni di qualità (laboratori pubblici e privati accreditati dal MiPAAF). In questo ambito il D.L. 19 agosto 2005, n. 214, attuativo della direttiva comunitaria 2002/89/CE, prevede la formazione di una apposita rete laboratoristica nazionale costituita dai laboratori per le analisi e le consulenze specialistiche per la determinazione degli organismi nocivi contemplati dalle normative di competenza dei Servizi fitosanitari regionali. Tale rete, coordinata da uno o più Laboratori di Riferimento (LRN), deve utilizzare protocolli armonizzati di diagnosi, riconosciuti a livello nazionale, perché i risultati possano essere tra loro confrontabili. E’ in fase di attuazione, inoltre, nell’ambito della UE, una rete laboratoristica fitosanitaria nella quale confluiranno i Laboratori di riferimento nazionali che vengano giudicati idonei a livello comunitario. Il MiPAAF, tramite il finanziamento di uno specifico Progetto finalizzato (ARNADIA), ha dato compito al Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale di Roma di produrre protocolli di diagnosi per i principali patogeni di interesse fitosanitario, riconosciuti a livello nazionale, tramite la costituzione di opportuni Gruppi di lavoro scientifici e la effettuazione di “ring test” nazionali per la validazione. Si riportano in questo contributo i risultati ottenuti nell’ambito della presentazione di protocolli di diagnosi validati di riferimento nazionale per i principali fitoplasmi dei fruttiferi: ‘Candidatus Phytoplasma mali’ (16SrX-A) e ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ (16SrX-B). 171 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Materiali e metodi Il Gruppo di lavoro scientifico, con il compito di selezionare e validare i protocolli di diagnosi, era rappresentato dal CRA-PAV di Roma, il DipSA dell’Università di Bologna, il DiProVe dell’Università di Milano, l’Istituto di Virologia Vegetale del CNR di Torino e il DISA dell’Università di Udine. Il gruppo di lavoro ha selezionato, sulla base di una indagine effettuata tra i laboratori dei SFR e dell’esperienza acquisita presso le proprie istituzioni, una serie di metodi molecolari da sottoporre a confronto, utilizzando un numero definito di campioni di riferimento target e non target di diversa provenienza geografica e ripetendo le analisi in due diverse fasi vegetative delle piante: fine del riposo vegetativo, a partire da tessuto sottocorticale prelevato da piante infette e fine della stagione vegetativa, a partire da nervature fogliari prelevate da piante infette. Per il ‘Ca. P. prunorum’ sono stati utilizzati 21 campioni “target”, rappresentati da specie diverse infette dal fitoplasma, 4 campioni “non target” rappresentati da DNA di batteri fitopatogeni comunemente associati a drupacee e campioni infetti da fitoplasmi appartenenti a sottogruppi ribosomici diversi dal 16SrX-B e 3 campioni di specie ospiti di ‘Ca. P. prunorum’, esenti da infezione di ESFY. Per il ‘Ca. P. mali’ sono stati utilizzati 20 campioni “target” infetti dal fitoplasma (comprendenti i ceppi AP e AT), 5 campioni “non target” rappresentati da DNA di batteri fitopatogeni comunemente associati a pomacee e campioni infetti da fitoplasmi appartenenti a sottogruppi ribosomici diversi dal 16SrX-A e 5 campioni di piante di melo esenti da infezione di ‘Ca. P. mali’. Per entrambi i fitoplasmi sono stati messi a confronto metodi di PCR convenzionale e di real time (rt)PCR. Per ciascun metodo sono stati utilizzati due tipi di estrazione del DNA totale e cioè un kit commerciale ed il metodo Doyle e Doyle (1999) modificato. I metodi molecolari valutati sono descritti nella tabella 1. Per definire un protocollo di diagnosi nazionale, la valutazione di ciascun metodo, ripetuto in almeno due dei laboratori del Gruppo di Lavoro, è stata effettuata misurando i seguenti parametri di validazione (UNI CEI EN ISO/IEC 17025): sensibilità e specificità diagnostica, accuratezza, sensibilità analitica, accordanza. I metodi selezionati sono stati, infine, sottoposti, ad un ringtest nazionale con 7 laboratori dei SFR per valutare il parametro di validazione della concordanza, al fine di confermare la riproducibilità di un metodo in diversi laboratori. Risultati e discussione Il confronto effettuato nei laboratori del Gruppo di lavoro tra i vari metodi molecolari selezionati utilizzando il calcolo dei parametri di validazione stabiliti dalla UNI ISO EN 17025 ha consentito di determinare la capacità e robustezza di ciascun metodo. Alla fine delle prove sono stati, quindi, definiti per ciascun fitoplasma le diverse fasi del protocollo di diagnosi: periodo di campionamento, metodo di estrazione del 172 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi DNA totale, metodo di PCR convenzionale e metodo di rtPCR, scelta dell’opportuno metodo molecolare in funzione del tipo di campione da analizzare. I protocolli sono sintetizzati in tabella 2. Per quanto riguarda il ‘Ca. P. mali’ i valori di sensibilità, specificità, accuratezza e accordanza sono risultati inferiori per PCR diretta, mentre PCR “nested” ed rtPCR sono risultate pressoché simili. La concordanza e la sensibilità analitica molto più elevati nel caso della rtPCR hanno suggerito di proporla come metodo da utilizzare per campioni di particolare interesse, riservando l’uso di PCR “nested” solo al caso in cui non si disponga della apparecchiatura specifica. Nella diagnosi massale PCR diretta resta, comunque, un utile mezzo diagnostico, che può essere confermato, in caso di dubbio, dai metodi più sensibili descritti (tabella 3). La situazione è risultata analoga per la diagnosi di ‘Ca. P. prunorum’, ma in questo caso il valore di concordanza ottenuto dal ringtest per PCR “nested” è stato talmente basso da determinarne l’esclusione dal protocollo finale. Per questo fitoplasma, quindi, viene suggerito l’uso di rtPCR in caso di campioni di particolare interesse e di PCR diretta per saggi massali (tabella 3). Il protocollo di diagnosi definitivo per ciascun fitoplasma è stato sottoposto all’approvazione del Comitato fitosanitario Nazionale del MiPAAF, organo riconosciuto per il riconoscimento di Protocolli nazionali di riferimento ai sensi del sopracitato D.L. 19 agosto 2005, n. 214 ed è disponibile sul sito www.strateco.it. Parole chiave: protocolli riferimento, ESFY, AP, rt PCR, PCR 173 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Tabella 1 – Metodi molecolari inseriti nelle prove di valutazione effettuate dai cinque laboratori del gruppo di lavoro. METODI MOLECOLARI PER DIAGNOSI ‘Ca. P. mali’ Tipo Universale/specifica Primers PCR diretta 16SrX-A/C specifica fAT/rAS (Smart et al., 1996) PCR diretta/”nested” 16SrX specifica - PCR diretta: P1 (Deng e Hiruki, 1991)/16S-SR (Lee et al., 2004) - PCR nested: fO1/rO1 (Lorenz et al., 1995) TaqMan rtPCR 16SrX-A specifica Primers: qAP-16S-F/qAP-16S-R; Sonda TaqMan: qAP-16S; Primers controllo interno: qMd-cpLeu-F/qMd-cpLeu-R; Sonda Taqman controllo interno: qMd-cpLeu (Baric e Dalla-Via., 2004) SybrGreen rt PCR 16SrX-A specifica fAP2/rAP2 (Galetto et al., 2005) METODI MOLECOLARI PER DIAGNOSI ‘Ca. P. prunorum’ Tipo Universale/specifica Primers PCR diretta 16SrX-B specifica 16SrX specifica ESFYf/r (Yvon et al., 2009) fO1/rO1 (Lorenz et al., 1995) PCR diretta/nested 16SrX specifica - PCR diretta: P1 (Deng e Hiruki, 1991)/16S-SR (Lee et al., 2004) - PCR nested fO1/rO1 (Lorenz et al., 1995) TaqMan rt PCR 16SrX-B specifica Primers AP: qAP-16S-F/qAP-16S-R (Baric e Dalla-Via, 2004); Sonda TaqMan AP: qESFY-16S (Pignatta et al., 2008); Primers controllo interno: 18S DISTA–F/ 18S DISTA–R Sonda controllo interno: Sonda 18S (Minguzzi et al., 2010; Osman et al., 2007). SybrGreen rt PCR 16SrX-B specifica rpLNS2f/rpLNS2r2 (Martini et al., 2007) 174 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi Tabella 2 – Schema dei protocolli di diagnosi definiti nell’ambito della attività espletata dal gruppo di lavoro. PROTOCOLLO DI DIAGNOSI PER ‘Ca. P. mali’ Periodo di campionamento Campionamento a fine stagione vegetativa (fine estate- inizio autunno) Matrice vegetale Nervature fogliari Metodo estrazione DNA totale utilizzazione di kit commerciale DNeasy Plant Mini Kit Qiagen con o senza azoto liquido PCR convenzionale - PCR diretta: fAT/rAS (Smart et al., 1996) - PCR diretta: P1 (Deng e Hiruki, 1991)/16S-SR (Lee et al., 2004) - PCR nested: f O1/rO1 (Lorenz et al., 1995) rt PCR SybrGreen rt PCR fAP2/rAP2 (Galetto et al., 2005) PROTOCOLLO DI DIAGNOSI PER ‘Ca. P. prunorum’ Periodo di campionamento Campionamento a fine riposo vegetativo (fine gennaio-febbraio) Campionamento a fine stagione vegetativa (fine estate- inizio autunno) Matrice vegetale Tessuto floematico sottocorticale a fine riposo vegetativo Nervature fogliari a fine stagione vegetativa Metodo estrazione DNA totale Utilizzazione di kit commerciale DNeasy Plant Mini Kit Qiagen con o senza azoto liquido PCR convenzionale PCR diretta: fO1/rO1 (Lorenz et al., 1995) rt PCR TaqMan rt PCR Primers AP: qAP-16S-F/qAP-16S-R (Baric e Dalla-Via, 2004); Sonda TaqMan AP: qESFY-16S (Pignatta et al., 2008); Primers controllo interno: 18S DISTA –F/ 18S DISTA –R Sonda controllo interno: Sonda 18S (Minguzzi et al., 2010; Osman et al., 2007). 175 Petria - VI Italian Meeting on Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases Tabella 3 – Valori dei parametri di validazione, calcolati dal Gruppo di lavoro, ad eccezione della concordanza, risultata dall’effettuazione del ring test. VALORI DI VALIDAZIONE DEL PROTOCOLLO DI DIAGNOSI PER ‘Ca. P. mali’ Parametri PCR diretta PCR nested rt PCR Sensibilità 81,0% 83,0% 83,0% Specificità 100,0% 100,0% 100,0% Accuratezza 90,5% 91,5% 91,5% 10 10-3 10-5 Sensibilità analitica -2 Accordanza 100,0% 100,0% 100,0% Concordanza 89,1% 83,6% 90,9% VALORI DI VALIDAZIONE DEL PROTOCOLLO DI DIAGNOSI PER ‘Ca. P. prunorum’ Parametri PCR diretta rt PCR Sensibilità 86,0% 86,0% Specificità 100,0% 100,0% Accuratezza 93,0% 93,0% 10-2 10-3 Accordanza 100,0% 100,0% Concordanza 68,7% 80,0% Sensibilità analitica 176 Petria 23 (1), 1-180 (2013) - VI Incontro Nazionale sui Fitoplasmi e le Malattie da Fitoplasmi ARNADIA project: definition of national diagnostic protocols for ‘Candidatus Phytoplasma mali’ and ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ The importance of diagnostic procedures harmonization, the contribution to improved transparency during the detection of regulated pests and the need of the resolution of disputes among trading partners suggested, in the frame of the Italian Project ARNADIA financed by the Ministry of Agriculture, to set up validated diagnostic protocols, officially approved and published at national level. To select a reference protocol for ‘Candidatus Phytoplasma mali’ and ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’ detection different diagnostic methods, protocols and reagents have been compared in five laboratories, using the same target and non-target reference samples. Methods of conventional and real time PCR have been selected and developed to determine the performance characteristics for the validation under the standard ISO 17025. The results show that the accuracy and sensitivity of conventional and real time PCR are comparable, whereas real time RT-PCR is recommendable to increase the analytical sensitivity. The reference protocols are available under www.strateco.it. Key words: reference protocol, ESFY, AP, rtPCR, PCR Ringraziamenti / Acknowledgements Il lavoro è stato svolto nell’ambito del P.F. ARNADIA, finanziato dal MiPAAF. Si ringraziano: Thomas Letscha, Centro Sperimentale Laimburg; Gianluca Bianchi (SFR Friuli); Paola Gotta e Giovanna Mason (SFR Piemonte); Andrea Taddei e Marica Calvi (SFR Lombardia); Patrizia Grillini (SFR Emilia-Romagna); Annamaria Repetto (SFR Sardegna); Lucio Flamini (SFR Marche) per aver partecipato ai ringtest. Lavori citati / References Baric s., J. DaLLa-via, 2004. A new approach to apple proliferation detection: a highly sensitive real-time PCR assay. Journal of Microbiological Methods, 57, 135-145. DenG s., G. Hiruki, 1991. Amplification of 16 rRNA genes from culturable and nonculturable mollicutes. Journal of Microbiological Methods, 14, 53-61. GaLetto L., D. Bosco, c. MarZacHì, 2005. Universal and group-specific real-time PCR diagnosi of flavescence dorée (16Sr-V), bois noir (16Sr-XII) and apple proliferation (16Sr-X) phytoplasmas from field-collected plant hosts and insect vectors. 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Posenato G. Prati S. Punelli F. Quaglino F. Quiñones M.L. Rashidi M. Ratti C. Reinhardt R. Rizza S. Romanazzi G. Salem N.M. Schubert A. Scott J. 165 161 21 61-123-131 21-53-57-79-161 135 97-105 165 109 41-91 149 57 117 139 Seemüller E. Serwaa R.A. Spallino R.E. Spigno P. Tedeschi R. Tessari F. Tessitori M. Veratti F. Vizzaccaro L. Windsor D. Windsor H. Zamora L. Zoina A. 180 49 109 41 33 21-53-75-79 161 41-91 105 131 13 13 135 33