Possibile applicazione di endofiti batterici in qualità di elicitori

biotici della tolleranza alla flavescenza dorata

Dr.ssa Elisa Gamalero

Da molti anni il nostro gruppo di ricerca si occupa 1. della selezione,

2. dell’identificazione 3. della caratterizzazione

4. della possibile applicazione di batteri benefici per la crescita delle piante in ambienti naturali o stressati

1. Piante colonizzate da funghi AM einfettate da fitoplasma esprimono sintomilievi2.Piante colonizzate da funghi AM e infettateda fitoplasma presentano parametri dicrescita simili alle piante non infettate

Sistema sperimentale: Pomodoro/stolbur/BEG12

Screening di batteri e funghi AM possibili elicitori nel sistema sperimentale Chrysanthemum carinatum /Candidatus Phytoplasma asteris/Macrosteles quadripunctulatus

Chrysanthemum carinatum /Candidatus Phytoplasma asteris/Macrosteles quadripunctulatus

Risultati

1. Piante colonizzate da batteribenefici infettate da fitoplasmapresentano parametri di crescita similialle piante non infettate

2. Il trattamento con batteri beneficinon altera le tempistiche dimanifestazione dei sintomi da partedelle piante infette

3. Il trattamento con batteri benefici non influenza in modo significativo la densità e l’attivitàdel fitoplasma CY nelle foglie

Il merito di questo lavoro è di aver evidenziato per la prima volta il potenziale di batteri benefici nel supportare la crescita delle piante infette da fitoplasmi

MA..Il limite di questo lavoro è di non aver fatto chiarezza sui meccanismi batterici coinvolti inquesta azione benefica.

Importante a fini applicativi: l’identificazione dei tratti fisiologici coinvolti può contribuire almiglioramento della selezione di batteri attivi nei confronti della fitoplasmosi

Catharanthus roseus/Fitoplasma FD/endofita batterico Pseudomonas migulae 8R6

In previsione di un trasferimento del sistema sperimentale su vite, Catharanthus roseus è statausata come pianta modello a rapida crescita ospite del fitoplasma FD.

Pseudomonas migulae 8R6 è stato isolato come endofita di pomodoro. Produce fitormoni e l’enzima ACC (1-amino-ciclopropano carbossilato) deaminasi.

L’avere a disposizione un mutante del ceppo 8R6 privo del gene codificante la ACC deaminasiha consentito di determinare l’eventuale coinvolgimento di questo enzima nell’azione benefica espressa nei confronti della pianta infettata da FD

La produzione di etilene da parte della pianta in funzione del tempo a seguito di unostress ambientale. (A) In assenza di batteri esogeni. (B) In presenza di produzione diPGPB produttori di ACCD.In entrambi i casi, vi è un iniziale picco di etilene piccolo che porta all’attivazione dellatrascrizione di geni di difesa della pianta, seguito, in un secondo tempo, da un altropicco di etilene più grande, che può causare risposte negative nella pianta. L’azionedell’ACCD si esplica a livello del secondo picco di etilene.

CFD

8R68R6+FD8R6 mut

8R6 mut + FD

Piante sintomatiche(%)C 0%

FD 93% a8R6 0%

8R6 + FD 53% b8R6 mut 0%

8R6 mut + FD 73% ab

Risultati:

1. Nessun effetto dei batteri endofiti sui parametri di crescitadelle piante

2. Il ceppo batterico endofita produttore di ACC deaminasi, manon il suo mutante, riduce la percentuale di piantesintomatiche

PCR positive plants (%)C 0%

FD 100% 8R6 0%

8R6+FD 87%8R6 mut 0%

8R6 mut + FD 80%

3. Alla riduzione della frequenza di piante sintomatiche non si associa una riduzione significativa della percentuale delle piante effe vamente infe e da FD → le piante possono essere asintomatiche ma infette da FD

Densità del FD(GU/ng plant DNA)

Piante con densitàdi FD al di sotto del

limite di rilevamento (%)

C - -FD 1.77·10 5 ± 4.25·104 a 14%

8R6 - -8R6+FD 1.18·105 ± 3.78·104 a 38%8R6 mut - -

8R6 mut + FD 1.65·105 ± 2.99·104 a 8%

4. Il ceppo batterico endofita e il suo mutante non influenzano in modo significativo il titolo difitoplasma all’interno delle foglie di C. roseus. Ciò nonostante, il titolo di FD nel 38% dellepiante risultate infette e inoculate con l’endofita batterico era al di sotto del limite dirilevamento

C FD

8R6 + FD 8R6mut + FD

L’ACC deaminasi è solo una delle attività fisiologiche coinvolte nell’incremento della tolleranzaall’infezione da FD e altri tratti fisiologici devono essere considerate

Tuttavia, l’ACC deaminasi batterica può aiutare la pianta a regolare i livelli endogeni di etileneda stress comportando una migliore tolleranza agli stress e anche all’infezione da fitoplasmi.

e la vite?

In conclusione…

Sono già stati effettuati inoculi batterici e/o micorrizici su vite

cv. Barbera e Arneis (Masio e Rosignano)

cv. Pinot Nero (Mantovana)

barbatelle cv. Dolcetto