RICERCA ITALIANA     

Meccanismi di localizzazione e preferenze verso le piante ospiti di due specie di cicaline (Hemiptera: Auchenorrhyncha), vettori di giallumi della vite

Università degli Studi di Perugia

Abstract

Le malattie legate alle infezioni da fitoplasmi stanno assumendo negli ultimi anni una sempre maggiore importanza, legata alla loro presenza a danno di piante coltivate. I fitoplasmi vengono trasmessi da vettori appartenenti principalmente agli Hemiptera (o Rhynchota), un ordine di insetti caratterizzato da apparato boccale pungente-succhiante. Questi insetti sono in grado di acquisire il fitoplasma da piante infette (sia spontanee che coltivate) e di trasmettere il microrganismo a piante sane, causando l’insorgenza della malattia.
Negli ultimi anni, a carico di vite (Vitis vinifera) sono stati riportati i cosiddetti “giallumi”, la cui presenza è oramai segnalata in diverse regioni italiane dove la vite è coltivata in maniera intensiva (centro-nord Italia). I più importanti giallumi associati alla vite sono la flavescenza dorata (Flavescence Doreé, FD) e il legno nero (Bois Noir, BN). Nel caso di FD, in Italia è in vigore un Decreto di lotta obbligatoria che prevede il controllo chimico del vettore e la distruzione degli impianti in caso di contemporanea presenza di vettore e sintomi da FD.
FD è una malattia epidemica trasmessa dal Cicadellide Scaphoideus titanus, un insetto monofago su vite.
BN è una malattia endemica trasmessa da Hyalesthes obsoletus, un Cixiide estremamente polifago in grado di svilupparsi su varie piante spontanee (Convolvolus arvensis, Urtica dioica, etc.) e coltivate (vite). Le piante spontanee fungono da serbatoio per il >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Roberto Romani Università degli Studi di PERUGIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

OBIETTIVO GENERALE

L’obiettivo generale di questo progetto di ricerca è lo studio dei MECCANISMI DI LOCALIZZAZIONE E PREFERENZA DELLE PIANTE OSPITI IN DUE SPECIE DI CICALINE, VETTORI DI MALATTIE DA FITOPLAMSA NELLA VITE, PER LO SVILUPPO FUTURO DI METODI DI CONTROLLO SOSTENIBILI.
L’obiettivo è legato allo studio della sensibilità olfattiva di Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus a diversi composti volatili organici prodotti dalle piante ospiti, al fine di comprendere i meccanismi di localizzazione e preferenza nei confronti delle stesse piante ospiti. Visto che Hyalesthes obsoletus è una specie polifaga mentre Scaphoideus titanus è monofago su Vitis sp., nella prima specie verranno valutate le risposte comportamentali (attraverso biosaggi di laboratorio) ai composti volatili organici (VOCs) da alcune piante ospiti per le quali è riportata la presenza del fitofago (Convolvolus arvensis, Urtica dioica e Vitis sp.). Per entrambe le specie di cicaline verranno inoltre mappati i sensilli antennali, che verranno inoltre caratterizzati dal punto di vista ultrastrutturale sfruttando tecniche di microscopia elettronica. Tecniche che combinano la Gas-Cromatografia con l’ElettroAntennoGrafia (GC-EAD) verranno applicate su individui di Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus al fine di valutare la risposta dei neuroni olfattivi (ORNs) a VOCs provenienti da piante ospiti, e identificare i composti più attivi (in termini di risposta EAG) della miscela odorosa >>>

Risultati parziali attesi

L’attività di ricerca verrà condotta in stretta collaborazione tra le due unità di ricerca. Ciascuna attività prevista avrà come obiettivo quello di ottenere dei risultati intermedi, che verranno integrati nelle fasi finali del progetto nell’obiettivo generale.
I risultati intermedi attesi sono i seguenti:
- allestimento in laboratorio di colonie di Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus su piante allevate in laboratorio (WP1 e WP2). Questo primo obiettivo sarà di particolare importanza la fine di portare avanti le attività previste nell’ambito del progetto.
- mappatura dei sensilli antennali e loro caratterizzazione ultrastrutturale in Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus (WP6), i cui risultati sono necessari allo svolgimento delle indagini elettrofisiologiche.
- Identificazione dei composti volatili organici attivi da piante ospiti di Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus per mezzo di tecniche che combinano GC-EAD e GC-MS. Questo rappresenta il secondo obiettivo del progetto.
- Saggi comportamentali dei composti volatili organici risultati attivi in termini di risposta EAG al fine di individuare quelli di potenzialità applicativa. Questo è il terzo obiettivo del progetto.

Il ruolo dei semiochimici coinvolti nella comunicazione interspecifica delle cicaline in generale, e di Hyalesthes obsoletus e Scaphoideus titanus in particolare, è stato poco studiato in confronto ad altri insetti fitofagi per i quali sono >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

I fitoplasmi sono microrganismi procarioti sprovvisti di parete cellulare, scoperti nel floema delle piante affette da giallumi nel 1967 da Yoji Doi e collaboratori (1). Allo stato attuale, non è possibile allevare i fitoplasmi su substrati colturali in vitro, fatto che rende lo studio dei fitoplasmi piuttosto complesso. Lo sviluppo di metodi di studio basati su indagini di tipo molecolare ne ha permesso l’identificazione e una classificazione preliminare, facendo raggiungere ad alcuni di questi lo stato di Candidatus (2, 3) (lo stato di Candidatus indica uno stato tassonomico provvisorio a livello di specie [4]). In virtù dell’assenza di parete cellulare, i fitoplasmi appartengono ai Mollicutes, accanto ai micoplasmi, spiroplasmi e altri parassiti animali, saprofiti e commensali di insetti (4). I fitoplasmi e alcuni spiroplasmi svolgono il loro ciclo tra due ospiti, spesso piante e insetti vettori.
I fitoplasmi sono importanti agenti patogeni trasmessi da insetti che causano più di 700 malattie delle piante a livello mondiale, molte delle quali letali, in centinaia di specie vegetali. I fitoplasmi si sviluppano limitatamente al floema, di conseguenza solo gli insetti che hanno una nutrizione floematica possono potenzialmente acquisire e trasmettere il patogeno. La trasmissione da pianta a pianta avviene principalmente attraverso le pratiche di innesto e altre tecniche di propagazione vegetativa, nonché attraverso insetti fitomizi a nutrizione floematica, specialmente >>>