Principali malattie del girasole

Giornata di studio «Le avversità parassitarie del girasole» Osimo, 07 luglio 2015

Valeria Mancini, Sergio Murolo, Gianfranco Romanazzi Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali, UNIVPM Ancona

L'Italia centrale, dove si concentra oltre il 90% della superficie coltivata in Italia, è la zona elettiva di coltivazione del girasole.

Annata agraria 2014-2015: le intenzioni di semina dichiarate diminuzione della superficie a seminativi (-1,3%). Per quanto riguarda le piante industriali, si rilevano cali delle superfici investite a tabacco (-26,2%), colza e ravizzone (-6,5%), girasole (-0,7%) e le "altre piante industriali" (-30,2%); fa eccezione la soia, con un aumento del 13,5%

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Fonte: ISTAT

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Virus e Fitoplasmi

Giallume dell’astro Ca. P. asteris

Mosaico del girasole Sunflower mosaic virus Cucumber mosaic virus

Malattie da virus e fitoplasmi segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)

Malattie batteriche segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)

Batteri

Clorosi apicale Pseudomonas syringae pv. tagetis

Maculatura fogliare batterica Pseudomonas syringae pv. aptata P. cichorii P. syringae pv. helianthi P. syringae pv. mellea

Avvizzimento batterico Pseudomonas solanacearum

Tumore batterico del colletto Agrobacterium tumefaciens

Marciume batterico dello stelo e della calatide Erwinia carotovora subsp. carotovora E. carotovora subsp. atroseptica

(APS, 2015) 2. Bacterial Stalk Rot

Malattia Agente patogeno foglie stelo fiore radici

Maculatura fogliare A. alternata, A. helianthi * * *

Tacche fogliari Septoria helianthi *

Ruggine Puccinia helianthi, P. xanthii, Uromyces junci *

Mal bianco Erysiphe cichoracearum * *

Peronospora Plasmopara halstedii * * * *

Muffa grigia Botrytis cinerea * *

Fusariosi Fusarium moniliforme, F. oxysporum * *

Verticillosi Verticillium albo-atrum, V. dahliae * *

Stelo nero Phoma sp. * *

Necrosi dello stelo Phomopsis spp., Phomopsis helianthi *

Marciume dello stelo Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora spp., P. drechsleri * *

Marciume carbonioso Macrophomina phaseolina *

Marciume della calatide Rizopus spp. *

Marciume dei semenzali Pythium, Rhizoctonia *

Malattie fungine segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)

Peronospora del girasole

Agente causale

Plasmopara halstedii (Farl.) Berl. & De Toni, 1888

La presenza del patogeno è stata riportata su oltre 100 piante ospiti appartenenti alla famiglia delle Asteraceae. Il girasole risulta l’ospite più importante dal punto di vista economico. patogeno originario del Nord America che si è diffuso in tutte le aree di coltivazione del girasole, compresa l'Europa patogeno obbligato patogeno da quarantena trasmissibile per seme e in grado di sopravvivere nel suolo fino a 8 – 10 anni

La peronospora rappresenta la più importante malattia del girasole essendo caratterizzata da un alto potenziale distruttivo che in caso di epidemia grave, può provocare la perdita di oltre il 50%-80% di produzione

Lo svernamento avviene tramite le oospore presenti nel suolo, sui residui colturali o sul seme

Dalle oospore si sviluppano i macrosporangi che contengono numerose zoospore biflagellate, le quali in prossimità del colletto e delle radici germinano e penetrano nei tessuti

Ciclo biologico di P. halstedii

Le sementi rappresentano il principale «vettore» per la diffusione della malattia nelle zone di nuova coltivazione

Oospore nei tessuti vegetali

zoospore biflagellate

Sono inoltre state descritte numerose razze fisiologiche a seconda della loro capacità di colpire differenti linee di cultivar di girasole. Secondo Tourvieille et al. nel 2005 erano conosciute 10 razze fisiologiche in Europa, il loro numero è però soggetto a variazioni in seguito a nuove scoperte scientifiche.

Razze di peronospora

Nei confronti di queste razze sono noti alcuni geni che conferiscono resistenza, come il PL1 attivo nei confronti della razza 1, il PL2 in grado di controllare la razza 1 e 2 , il PL5 in grado di controllare la razza 3

Tra le principali ricordiamo: razza 1 la razza Europea, presente anche in Italia razza 2 detta Red River diffusa in Nord America (presente anche in Italia) razza 3 segnalata per la prima volta nel 1981 in Minnesota e South Dakota

Infezione primaria precoce

Sintomi

Infezione primaria tardiva

arresto della crescita seguito da avvizzimento e morte della pianta

nanismo, le piante si sviluppano in modo stentato raggiungendo un’altezza di 50-60 cm

Le calatidi risultano più piccole per il raccorciamento degli ultimi internodi del fusto

Aree clorotiche sulla pagina superiore

Presenza di micelio biancastro sulla pagina inferiore

Sintomi

Piccole aree clorotiche sulla pagina superiore e di micelio biancastro sulla pagina inferiore in seguito ad infezioni secondarie su piante adulte

Sintomi

Metodi di identificazione di P. halstedii in campioni di semi e suolo

Biosaggio

Semi Suolo

Tre repliche (400 semi x 3) per campione Sterilizzazione superficiale con ipoclorito Na

(0.5% per 10 min) Lavaggio in acqua sterile Germinazione 20°C Quando appaiono i cotiledoni (circa 10-15 gg),

osservazioni di anomalie morfologiche e sporulazione del fungo

Il campione è costituito da 1.5 kg di terreno per Ha

Deve essere saturato con acqua Piantare semi di varietà suscettibili (50 semi) Primi 3 gg Temp. 20°C e UR 95% Dal 4 g Temp. 16-18°C e fotoperiodo 12h Dopo 15 gg appaiono i cotiledoni Osservazioni

Sporulazione del patogeno sui dicotiledoni

Presenza di sporangi e micelio cenocitico in seguito ad osservazioni al microscopio

Osservazioni

Diagnosi molecolare

PCR convenzionale

Estrazione del DNA (campione 35 g = 500 semi) Amplificazione con primer specifici (PHAL-F/R) (Ioos et al., 2007) Verifica dei risultati su gel di agarosio

Tempo richiesto: 6h

PCR realtime (qPCR)

Estrazione del DNA (campione 35 g = 500 semi) Amplificazione con primer specifici (qPHAL-F/qPHALF-R) e sonda

(qPHAL-P)(Ioos et al., 2012)

Tempo richiesto: 3 h

Campione semi

Polverizzazione

Estrazione DNA

qPCR PCR

Misure di lotta preventive

impiego di seme sano

utilizzo di varietà di girasole resistenti a P. halstedii

poiché l'importazione di semente infetta di girasole può essere la causa dell'introduzione e della diffusione di nuove razze del patogeno non presenti in Italia

concia del seme

Muffa grigia del girasole

Agente causale

Botrytis cinerea Pers., 1794

È un patogeno ubiquitario, presente in genere allo stato saprofitario su svariate matrici vegetali

È in grado di assumere attività parassitaria

ogni qualvolta le condizioni climatiche siano favorevoli, interessando tutte le fasi vegetative con danni a carico del fusto, foglie e calatide

Conidiofori di Botrytis cinerea

Ciclo biologico di Botrytis cinerea

Il micelio e gli sclerozi svernano sui residui di vegetazione e nel suolo

Gli sclerozi producono il micelio dal

quale si originano i conidi, i quali germinano sulla superficie vegetale

L’infezione avviene in presenza di

condizioni climatiche caratterizzate da umidità elevata

L’invasione dei tessuti da parte del

patogeno determina il marciume dei tessuti interessati

Sintomi su foglie e bottoni fiorali

Disseccamento dei bottoni fiorali

Disseccamento e deformazione della lamina fogliare

Sintomi sulla calatide

Imbrunimento della calatide che può ricoprirsi di un micelio grigiastro

Sintomi sulla calatide

In questi casi i danni sono molto gravi in quanto, oltre alla perdita del prodotto, viene contaminato il seme

Marciume dello stelo e della calatide del girasole

Il marciume dello stelo e della calatide non è infrequente in alcune aree dell’Italia Centrale dove sono previste semine primaverili precoci (Zazzerini et al., 1987). Può manifestarsi in qualsiasi stadio di sviluppo della pianta con danni che si ripercuotono in misura consistente sulla produzione

S. sclerotiorum è un patogeno terricolo, nelle regioni temperate è considerato una delle più grosse problematiche per il girasole, in quanto riesce a persistere nel suolo per diversi anni e ha un range di ospiti molto elevato (230 generi in 64 famiglie)

Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, (1884)

Agente causale

Ciclo biologico di S. sclerotiorum

Gli sclerozi presenti nel terreno germinano dando origine alle ascospore

Le ascospore infettano la

parte aerea della pianta (stelo, foglie e calatide) mentre il micelio originatosi dagli sclerozi infetta l’apparato radicale

I sintomi della malattia variano notevolmente in relazione alla fase fenologica in cui avviene l’infezione

morte della pianta

Infezioni tardive Periodo di fioritura

Sintomi

Attacchi precoci

disseccamenti e necrosi sul fusto e nella parte basale della pianta

avvizzimento della pianta

Con il passare del tempo il midollo del fusto si disgrega completamente e viene sostituito da ammassi scleroziali

Sintomi alla base del fusto

Alla base del fusto delle giovani piante malate si formano ampie aree marcescenti di colore marrone chiaro, ricoperte da un micelio biancastro

Sintomi sulla calatide

I tessuti perdono consistenza e la calatide si ripiega su se stessa

Il fungo si insedia all’interno della calatide e nella parte posteriore, che assume una colorazione brunastra

Sulla calatide accanto ai semi si differenziano gli sclerozi

Marciume carbonioso dello stelo del girasole

Agente causale

Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid., (1947) - telomorfo Sclerotium bataticola Taubenh., (1913) - anamorfo

Il marciume carbonioso rappresenta l’avversità crittogamica più pericolosa e diffusa in tutti gli ambienti italiani Nelle annate calde e asciutte in condizioni di stress idrico può provocare perdite consistenti del prodotto per effetto della riduzione del diametro delle calatidi e del peso degli acheni Provoca alterazioni sulle caratteristiche qualitative dell’olio modificando il contenuto proteico e il rapporto tra i vari acidi grassi

Patogeno terricolo che ha un ampio range di ospiti (circa 500) compreso il girasole

Ciclo biologico di Macrophomina phaseolina

Il patogeno sverna sotto forma di microsclerozi nel terreno e nei residui colturali

Gli essudati radicali stimolano la

germinazione dei microsclerozi Le spore germinano sul fusto e

penetrano le cellule epidermiche mediante azione meccanica e produzione di enzimi

Rapida colonizzazione dei tessuti

dell’ospite e conseguente clorosi e necrosi dei tessuti

Sintomi

Comparsa dei sintomi dopo la fioritura, in particolare durante l’ultima fase del ciclo vegetativo

Le piante colpite mostrano una maturazione precoce Lo stelo risulta meno consistente e di colore grigio – argenteo Le piante così danneggiate tendono a spezzarsi con estrema facilità

Il tessuto midollare all’interno del fusto è annerito e frammisto ai microsclerozi, di forma ovale e rotondeggiante (diametro di circa 80-160 micron)

Sintomi

Malattia Agente patogeno foglie stelo fiore radici

Maculatura fogliare A. alternata, A. helianthi * * *

Tacche fogliari Septoria helianthi *

Ruggine Puccinia helianthi, P. xanthii, Uromyces junci *

Mal bianco Erysiphe cichoracearum * *

Peronospora Plasmopara helianthi * * * *

Muffa grigia Botrytis cinerea * *

Fusariosi Fusarium moniliforme, F. oxysporum * *

Verticillosi Verticillium albo-atrum, V. dahliae * *

Stelo nero Phoma sp. * *

Necrosi dello stelo Phomopsis spp., Phomopsis helianthi *

Marciume dello stelo Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora spp., P. drechsleri * *

Marciume carbonioso Macrophomina phaseolina *

Marciume della calatide Rizopus spp. *

Marciume dei semenzali Pythium, Rhizoctonia *

Malattie fungine segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)

Agente causale: Erysiphe cichoracearum (DC.) (1805)

cleistoteci

Ascospore liberate dai cleistoteci

Il patogeno sverna sotto forma di cleistoteci (piccoli corpi fruttiferi nerastri) sui residui di vegetazione

Le condizioni climatiche ottimali per la

germinazione delle spore comprendono elevata umidità e temperature intorno ai 20-25°C

Le spore, disperse dal vento, daranno origine a

infezioni secondarie e in condizioni ottimali la produzione di altre spore avverrà nel giro di 5 – 7 giorni

Mal bianco del girasole

Sintomi

Comparsa di aree biancastre dapprima sulle foglie basali poi su tutta la parte aerea della pianta.

Le aree bianche diventano grigie e compaiono i cleistoteci.

Le foglie gravemente infette possono ingiallire e disseccare. In genere, le foglie inferiori rimangono più pesantemente colpite rispetto alle foglie superiori.

Agente causale: Rhizopus spp.

Rhizopus è un fungo terricolo ma soprattutto conosciuto come agente di marciume soffice di bulbi, frutti, vegetali durante la conservazione.

Infezioni in un campo di girasoli a seguito di una grandinata

Il marciume della calatide è una malattia particolarmente distruttiva in California ed perdite notevoli sono state anche registrate in Israele, dove in condizioni particolarmente favorevoli ha causato perdite di produzione superiori al 90%

Marciume della calatide del girasole

disseccamento

Sintomi

Macchie scure nella parte posteriore della calatide che danno origine ad aree di

marciume acquoso

Presenza delle strutture riproduttive fungine all’interno e sulla superficie della calatide

Verticillosi del girasole

Agente causale: Verticillium dahliae (Cooke) Wint. Verticillium albo atrum (Cooke) Wint.

ampio di ospiti (oltre 350 specie di piante) patogeno terricolo e trasmissibile per seme

Sopravvive nel suolo o su residui di vegetazione infetta sotto forma di microsclerozi. Può sopravvivere per diversi anni nel terreno senza ospite

Ciclo biologico I microsclerozi germinano e le ife infettano le radici Il fungo si diffonde nello xilema causando l'occlusione dei vasi

che insieme alla produzione di tossine determina l'appassimento della pianta

microsclerozi

Sintomi precoci su foglie

Sintomi

Ingiallimento internervale e necrosi sulle foglie

basali

Gli ingiallimenti internervali e le necrosi interessano porzioni sempre più estese

della lamina fogliare

Steli infetti mostrano in sezione longitudinale una colorazione bruna rossastra

Diagnostic methods Rapidity Sensitivity and

Specificity Ease in the implementation Examples of detected pathogens

Visual examination very high low mycological skills required Phomopsis spp., Cercospora kikuchii, Peronospora manshurica / soybean seed; Cylindrocladium

parasiticum / peanut seed; Colletotrichum dematium / chilli seed; Septoria apii / celery seed

Seed washing technique very high low mycological skills required Peronospora manshurica / soybean seed

Incubation method

Freeze blotter method low low/moderate mycological skills required Alternaria dauci, Alternaria radicina / carrot seed;

Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed;

Agar medium low low/moderate mycological skills required Alternaria dauci, Alternaria radicina, Alternaria carotiincultae / carrot seed; Verticillium dahliae,

Fusarium spp. / Cucurbitaceae seed; Botrytis spp. / onion seed

Serological based assay high moderate/high ease in the interpretation Macrophomina phaseolina / cowpea seed

Conventional PCR moderate/high high molecular biology skills required,

ease in the interpretation

Alternaria brassicae, Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed; Ascochyta lentis / lentil seed;

Alternaria radicina / carrot seed; Phoma valerianella / lamb's lettuce seed; Fusarium oxysporum

f. sp. basilici / basil seed

BIO-PCR moderate very high molecular biology skills required,

ease in the interpretation

Alternaria dauci, Alternaria radicina / carrot seed;

Alternaria brassicae, Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed; Ascochyta rabiei / cheekpea

seed; Fusarium oxysporum f. sp. lactucae / lettuce seed

Nested PCR moderate very high molecular biology skills required,

ease in the interpretation Colletotrichum lindemuthianum / bean seeds; Fusarium oxysporum f. sp. lactucae / lettuce seeds

Real time PCR high very high molecular biology skills required

Alternaria brassicae, Plasmodiophora brassicae / Brassicaceae seed;

Didymella bryoniae / Cucurbitaceae seed; Botrytis spp. / onion seed;

Verticillium dahliae / spinach seed; Colletotrichum lindemuthianum / bean seed; Fusarium

oxysporum f. sp. basilici / basil seed

MCH-PCR high very high molecular biology skills required Didymella bryoniae / Cucurbitaceae seed;

Botrytis spp. / onion seed

Laser biospeckle

technique high high technological skills Fusarium oxysporum, Aspergillus flavus, Sclerotinia spp., / bean seed

Videometer high high technological skills Stemphylium botryosum, Cladosporium spp., Fusarium spp., Verticillium spp., Alternaria alternata

/ spinach seed

Metodi di diagnosi per individuare i patogeni fungini trasmissibili per seme

Trattamenti dei semi di specie ortive per controllare patogeni fungini trasmissibili per seme

(Mancini e Romanazzi, 2014)

"Clizia era una giovane ninfa, innamorata persa

del Sole, pertanto lo seguiva tutto il giorno mentre

lui guidava il suo carro di fuoco per tutto l'arco del

cielo. Il sole, dapprima fu lusingato e un pochino

intenerito da quella devozione... credette di

esserne a sua volta innamorato e decise di

sedurla cosa non difficile per lui!

Ma ben presto il Sole si stancò dell'amore di Clizia

e le diede, come suol dirsi... il benservito

rivolgendo altrove le sue attenzioni.

La povera ninfa pianse ininterrottamente per nove

giorni interi. Immobile in mezzo a un campo,

osservava il suo amore attraversare il cielo sul suo

carro di fuoco.

Così, pian piano, il suo corpo si irrigidì,

trasformandosi in uno stelo sottile ma resistente, i

suoi piedi si conficcarono nella terra mentre i suoi

capelli diventarono una gialla corolla; si era

trasformata in un fiore bellissimo color dell'oro... Il

girasole...

Ma anche nella sua nuova forma la piccola ninfa

innamorata continua tuttora a seguire il suo amore

durante il giro nel cielo".

Grazie dell’attenzione