Patologia delle piante
L’oidio, un fungo biotrofo
FungiEdit
La maggior parte dei funghi fitopatogeni appartiene agli Ascomiceti e ai Basidiomiceti.I funghi si riproducono sia sessualmente che asessualmente attraverso la produzione di spore e altre strutture. Le spore possono essere diffuse per lunghe distanze dall’aria o dall’acqua, o possono essere trasportate dal suolo. Molti funghi che abitano il suolo sono in grado di vivere saprotroficamente, svolgendo la parte del loro ciclo vitale nel suolo. Queste sono saprotrofi facoltativi. Le malattie fungine possono essere controllate attraverso l’uso di fungicidi e altre pratiche agricole. Tuttavia, spesso si evolvono nuove razze di funghi che sono resistenti a vari fungicidi.I patogeni fungini biotrofi colonizzano i tessuti delle piante viventi e ottengono sostanze nutritive dalle cellule ospiti viventi. I patogeni fungini necrotrofi infettano e uccidono il tessuto ospite ed estraggono le sostanze nutritive dalle cellule morte dell’ospite. Significant fungal plant pathogens include:
Rice blast, caused by a necrotrophic fungus
AscomycetesEdit
- Fusarium spp. (Fusarium wilt disease)
- Thielaviopsis spp. (canker rot, black root rot, Thielaviopsis root rot)
- Verticillium spp.
- Magnaporthe grisea (rice blast)
- Sclerotinia sclerotiorum (cottony rot)
BasidiomycetesEdit
- Ustilago spp. (smuts) smut of barley
- Rhizoctonia spp.
- Phakospora pachyrhizi (soybean rust)
- Puccinia spp. (severe rusts of cereals and grasses)
- Armillaria spp. (honey fungus species, virulent pathogens of trees)
Fungus-like organismsEdit
OomycetesEdit
The oomycetes are fungus-like organisms. They include some of the most destructive plant pathogens including the genus Phytophthora, which includes the causal agents of potato late blight and sudden oak death. Particolari specie di oomiceti sono responsabili del marciume radicale.
Anche se non sono strettamente legati ai funghi, gli oomiceti hanno sviluppato strategie di infezione simili. Gli oomiceti sono capaci di usare proteine effettrici per spegnere le difese di una pianta nel suo processo di infezione. I patologi delle piante li raggruppano comunemente con i patogeni fungini.
I patogeni significativi delle piante oomicete includono:
- Pythium spp.
- Phytophthora spp, inclusa la peronospora delle patate della Grande Carestia Irlandese (1845-1849)
PhytomyxeaEdit
Alcune muffe viscide in Phytomyxea causano importanti malattie, tra cui la radice a clava nel cavolo e nei suoi parenti e la scabbia in polvere nelle patate. Queste sono causate da specie di Plasmodiophora e Spongospora, rispettivamente.
BacteriaEdit
Malattia della cistifellea causata da Agrobacterium
La maggior parte dei batteri che sono associati alle piante sono in realtà saprotrofi e non fanno danni alla pianta stessa. Tuttavia, un piccolo numero, circa 100 specie conosciute, sono in grado di causare malattie. Le malattie batteriche sono molto più diffuse nelle regioni subtropicali e tropicali del mondo.
La maggior parte dei batteri patogeni delle piante sono a forma di bastoncino (bacilli). Per poter colonizzare la pianta hanno specifici fattori di patogenicità. Sono noti cinque tipi principali di fattori di patogenicità batterica: uso di enzimi di degradazione della parete cellulare, tossine, proteine effettrici, fitormoni ed esopolisaccaridi.
Patogeni come le specie Erwinia usano enzimi di degradazione della parete cellulare per causare il marciume morbido. Le specie di Agrobacterium cambiano il livello di auxine per causare tumori con i fitormoni. Gli esopolisaccaridi sono prodotti dai batteri e bloccano i vasi xilematici, portando spesso alla morte della pianta.
I batteri controllano la produzione di fattori di patogenicità attraverso il quorum sensing.
Vitis vinifera con “Ca. Phytoplasma vitis” infection
Significant bacterial plant pathogens:
- Burkholderia
- Proteobacteria
- Xanthomonas spp.
- Pseudomonas spp.
- Pseudomonas syringae pv. tomato causes tomato plants to produce less fruit, and it “continues to adapt to the tomato by minimizing its recognition by the tomato immune system.”
Phytoplasmas and spiroplasmasEdit
Phytoplasma and Spiroplasma are genera of bacteria that lack cell walls and are related to the mycoplasmas, which are human pathogens. Together they are referred to as the mollicutes. They also tend to have smaller genomes than most other bacteria. They are normally transmitted by sap-sucking insects, being transferred into the plant’s phloem where it reproduces.
Viruses, viroids and virus-like organismsEdit
There are many types of plant virus, and some are even asymptomatic. In circostanze normali, i virus delle piante causano solo una perdita di rendimento del raccolto. Pertanto, non è economicamente conveniente cercare di controllarli, con l’eccezione di quando infettano specie perenni, come gli alberi da frutto.
La maggior parte dei virus delle piante hanno piccoli genomi di RNA a singolo filamento. Tuttavia alcuni virus delle piante hanno anche genomi di RNA a doppio filamento o di DNA a singolo o doppio filamento. Questi genomi possono codificare solo tre o quattro proteine: una replicasi, una proteina di rivestimento, una proteina di movimento, per permettere il movimento da cellula a cellula attraverso i plasmodesmata, e a volte una proteina che permette la trasmissione tramite un vettore. I virus delle piante possono avere molte più proteine e impiegare diversi metodi di traduzione molecolare.
I virus delle piante sono generalmente trasmessi da pianta a pianta da un vettore, ma si verificano anche trasmissioni meccaniche e tramite semi. La trasmissione del vettore è spesso effettuata da un insetto (per esempio, afidi), ma alcuni funghi, nematodi e protozoi hanno dimostrato di essere vettori virali. In molti casi, l’insetto e il virus sono specifici per la trasmissione del virus, come la cavalletta della barbabietola che trasmette il virus della cima arricciata che causa la malattia in diverse piante coltivate. Un esempio è la malattia a mosaico del tabacco dove le foglie sono nanizzate e la clorofilla delle foglie viene distrutta. Un altro esempio è Bunchy top della banana, dove la pianta è nanizzata, e le foglie superiori formano una rosetta stretta.
NematodiModifica
Galle di nematodi del nodo radicale
I nematodi sono piccoli animali multicellulari simili a vermi. Molti vivono liberamente nel suolo, ma ci sono alcune specie che parassitano le radici delle piante. Sono un problema nelle regioni tropicali e subtropicali del mondo, dove possono infettare le colture. I nematodi a cisti della patata (Globodera pallida e G. rostochiensis) sono ampiamente distribuiti in Europa e in Nord e Sud America e causano 300 milioni di dollari di danni in Europa ogni anno. I nematodi del nodo radicale hanno una gamma di ospiti piuttosto ampia, parassitano i sistemi radicali delle piante e quindi influenzano direttamente l’assorbimento dell’acqua e delle sostanze nutritive necessarie per la normale crescita e riproduzione delle piante, mentre i nematodi a cisti tendono ad essere in grado di infettare solo alcune specie. I nematodi sono in grado di causare cambiamenti radicali nelle cellule delle radici per facilitare il loro stile di vita.
Protozoi e algheModifica
Ci sono alcuni esempi di malattie delle piante causate da protozoi (ad esempio, Phytomonas, un cinetoplastide). Sono trasmessi come zoospore durevoli che possono essere in grado di sopravvivere in uno stato di riposo nel suolo per molti anni. Inoltre, possono trasmettere i virus delle piante. Quando le zoospore mobili entrano in contatto con i peli di una radice producono un plasmodio che invade le radici.
Anche alcune alghe parassite incolori (per esempio, Cephaleuros) causano malattie delle piante.
Piante parassiteModifica
Le piante parassite come la scopa, il vischio e la dodder sono incluse nello studio della fitopatologia. La dodder, per esempio, può essere un condotto per la trasmissione di virus o agenti simili a virus da una pianta ospite a una pianta che non è tipicamente un ospite, o per un agente che non è trasmissibile per innesto.