I marciumi che si instaurano sulle pomacee durante la fase postraccolta provocano danni particolarmente preoccupanti anche in aree fortemente sviluppate come in Italia. Oltre all’utilizzo di fungicidi sintetici, negli ultimi anni sono state studiate numerose alternative, tra cui metodi biologici, ( microrganismi antagonisti), e fisici (termoterapia). Il principale obiettivo del progetto è di chiarire le risposte di difesa indotte dall’applicazione di lieviti antagonisti, in particolare ceppi di M. pulcherrima, e/o acqua calda sulle mele contro alcuni principali patogeni post-raccolta. Penicillium expansum, Botrytis cinerea, Alternaria alternata e Phlyctema vagabunda (che colpisce in particolare le varietà di mela tardive). Studi precedenti compiuti da UR1 su ceppi di M. pulcherrima, isolati dalla carposfera di mele, hanno evidenziato un’elevata attività antagonistica contro tali patogeni. Inoltre, in studi preliminari su mele trattate con M. pulcherrima è stato rivelato un notevole aumento dell’attività deglenzimi di difesa, come fenilalanina ammonio liasi (PAL), perossidasi (POD) e polifenol ossidasi (PPO). UR1 mira a valutare l’efficacia di due ceppi di M. pulcherrima su mele contro i patogeni del postraccolta. L’applicazione degli antagonisti avverrà in preraccolta al fine di migliorare la resistenza alle malattie nella successiva fase postraccolta. Sarà poi analizzata la combinazione di applicazioni in pre e postraccolta del lievito sullo sviluppo di malattie durante la conservazione. Un altro interessante aspetto della ricerca riguarderà lo studio dell’elicitazione da parte di M. pulcherrima sui frutti di meccanismi di resistenza ai patogeni, ciò permetterà di sviluppare maggiori conoscenze riguardo al momento le alle modalità di applicazione dell’antagonista, in vista di una sua futura commercializzazione come biofitofarmaco. A tal fine, sarà studiata l’attività di enzimi di difesa, tra cui PAL, POD, ascorbato perossidasi (APX), PPO, superossido dismutasi (SOD) e catalasi (CAT), e di proteine PR, impiegando tecniche biochimiche (saggi spettrofotometrici) e molecolari (SDS PAGE, analisi nativa su PAGE, RT-PCR e analisi dei profili differenziali dei cDNA). UR2 si occuperà di studiare gli effetti dell'acqua calda su alcuni patogeni delle mele in conservazione e valutare l’influenza del trattamento sul mantenimento della qualità dei frutti. Poiché le temperature richieste per inibire il patogeno sono molto vicine alla soglia di tolleranza del frutto, sarà necessario saggiare un’ampia gamma di temperature e di tempi di esposizione. Ampio spazio sarà dedicato all’influenza del trattamento sulla qualità dei frutti, prendendo in considerazione durezza della polpa, acidità, perdita di peso, tasso respiratorio, produzione di etilene, perdita di amido. Nel corso del secondo anno di ricerca sarà studiata l’integrazione fra trattamento con acqua calda (messo a punto da UR2) e un antagonista microbico (selezionato da UR1), allo scopo di valutare possibili effetti sinergici. Il calore inibisce il patogeno quando i frutti sono inoculati prima del trattamento, ma ha scarso effetto quando le infezioni avvengono dopo il trattamento, mentre la maggiore limitazione nell’uso degli antagonisti consiste nel non avere capacità eradicante. Verrà inoltre studiato il modo d’azione del calore che non consiste solo in un’azione diretta nei confronti dei patogeni, ma implica una risposta fisiologica del frutto. Particolare attenzione sarà rivolta all’induzione nell’ospite di proteine da shock termico e proteine PR, nonché di caratteristici enzimi di difesa come PAL, POD, PPO, CAT e SOD. Si inizierà con una determinazione quantitativa tramite tecnica spettrofotometrica e successivamente si utilizzeranno tecniche molecolari per una valutazione qualitativa degli stessi. Lo scopo di UR3 è di analizzare a livello molecolare le risposte alle interazioni che si instaurano in post-raccolta tra mele, patogeni e/o antagonista M. pulcherri...

L'induzione di resistenza come strategia di lotta a patogeni fungini delle mele in postraccolta: indagini biochimiche, trascrittomiche, proteomiche e metabolomiche

MARI, MARTA
2010

Abstract

I marciumi che si instaurano sulle pomacee durante la fase postraccolta provocano danni particolarmente preoccupanti anche in aree fortemente sviluppate come in Italia. Oltre all’utilizzo di fungicidi sintetici, negli ultimi anni sono state studiate numerose alternative, tra cui metodi biologici, ( microrganismi antagonisti), e fisici (termoterapia). Il principale obiettivo del progetto è di chiarire le risposte di difesa indotte dall’applicazione di lieviti antagonisti, in particolare ceppi di M. pulcherrima, e/o acqua calda sulle mele contro alcuni principali patogeni post-raccolta. Penicillium expansum, Botrytis cinerea, Alternaria alternata e Phlyctema vagabunda (che colpisce in particolare le varietà di mela tardive). Studi precedenti compiuti da UR1 su ceppi di M. pulcherrima, isolati dalla carposfera di mele, hanno evidenziato un’elevata attività antagonistica contro tali patogeni. Inoltre, in studi preliminari su mele trattate con M. pulcherrima è stato rivelato un notevole aumento dell’attività deglenzimi di difesa, come fenilalanina ammonio liasi (PAL), perossidasi (POD) e polifenol ossidasi (PPO). UR1 mira a valutare l’efficacia di due ceppi di M. pulcherrima su mele contro i patogeni del postraccolta. L’applicazione degli antagonisti avverrà in preraccolta al fine di migliorare la resistenza alle malattie nella successiva fase postraccolta. Sarà poi analizzata la combinazione di applicazioni in pre e postraccolta del lievito sullo sviluppo di malattie durante la conservazione. Un altro interessante aspetto della ricerca riguarderà lo studio dell’elicitazione da parte di M. pulcherrima sui frutti di meccanismi di resistenza ai patogeni, ciò permetterà di sviluppare maggiori conoscenze riguardo al momento le alle modalità di applicazione dell’antagonista, in vista di una sua futura commercializzazione come biofitofarmaco. A tal fine, sarà studiata l’attività di enzimi di difesa, tra cui PAL, POD, ascorbato perossidasi (APX), PPO, superossido dismutasi (SOD) e catalasi (CAT), e di proteine PR, impiegando tecniche biochimiche (saggi spettrofotometrici) e molecolari (SDS PAGE, analisi nativa su PAGE, RT-PCR e analisi dei profili differenziali dei cDNA). UR2 si occuperà di studiare gli effetti dell'acqua calda su alcuni patogeni delle mele in conservazione e valutare l’influenza del trattamento sul mantenimento della qualità dei frutti. Poiché le temperature richieste per inibire il patogeno sono molto vicine alla soglia di tolleranza del frutto, sarà necessario saggiare un’ampia gamma di temperature e di tempi di esposizione. Ampio spazio sarà dedicato all’influenza del trattamento sulla qualità dei frutti, prendendo in considerazione durezza della polpa, acidità, perdita di peso, tasso respiratorio, produzione di etilene, perdita di amido. Nel corso del secondo anno di ricerca sarà studiata l’integrazione fra trattamento con acqua calda (messo a punto da UR2) e un antagonista microbico (selezionato da UR1), allo scopo di valutare possibili effetti sinergici. Il calore inibisce il patogeno quando i frutti sono inoculati prima del trattamento, ma ha scarso effetto quando le infezioni avvengono dopo il trattamento, mentre la maggiore limitazione nell’uso degli antagonisti consiste nel non avere capacità eradicante. Verrà inoltre studiato il modo d’azione del calore che non consiste solo in un’azione diretta nei confronti dei patogeni, ma implica una risposta fisiologica del frutto. Particolare attenzione sarà rivolta all’induzione nell’ospite di proteine da shock termico e proteine PR, nonché di caratteristici enzimi di difesa come PAL, POD, PPO, CAT e SOD. Si inizierà con una determinazione quantitativa tramite tecnica spettrofotometrica e successivamente si utilizzeranno tecniche molecolari per una valutazione qualitativa degli stessi. Lo scopo di UR3 è di analizzare a livello molecolare le risposte alle interazioni che si instaurano in post-raccolta tra mele, patogeni e/o antagonista M. pulcherri...
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