Valutazione del rischio, strumenti molecolari ed effetti secondari dei metodi di difesa non chimic

Ilaria Pertot

Gli obiettivi di quest’unità sono quelli di fornire gli strumenti molecolari ed il know-how necessario per valutare l’impatto economico ed ecologico di lungo periodo degli agenti di biocontrollo. In particolare l’unità intende descrivere il destino degli agenti di biocontrollo nell’ecosistema agrario ed escludere la mancanza di qualsiasi rischio ambientale e per la salute legato all’uso degli agenti di biocontrollo. Le attività includono:

▪ lo sviluppo di marcatori per tracciare gli agenti di biocontrollo;

▪ il monitoraggio della dispersione e colonizzazione degli agenti di biocontrollo in siti che non sono l’obiettivo della loro azione;

▪ la comprensione dell’interazione in campo tra pianta, patogeno e agente di biocontrollo e lo studio degli effetti dell’ambiente sugli agenti di biocontrollo;

▪ la caratterizzazione chimica e l’identiﬁ cazione a livello molecola- re dei meccanismi d’azione dei metaboliti bioattivi;

▪ la valutazione del rischio dell’uso di insetticidi e fungicidi non chimici;

▪ la quantiﬁ cazione degli effetti collaterali degli agenti di biocontrollo, dei regolatori del comportamento degli insetti e dei metaboliti bioattivi su organismi non target e sulla fauna utile;

▪ la valutazione degli effetti degli agenti di biocontrollo sui prodotti agrari trasformati;

▪ la valutazione del rischio dell’evoluzione forzata del patogeno in funzione dell’evitare gli effetti negativi dell’agente di biocontrollo.

▪ la caratterizzazione dello spettro e del meccani- smo d’azione degli agenti di biocontrollo;

▪ la produzione, lo scale-up e la formulazione dei potenziali agenti di biocontrollo;

▪ la valutazione dell’attività, costanza d’azione, sopravvivenza, diffusione e fattori limitanti l’uso degli agenti di biocontrollo in condizioni di produzione commerciale;

▪ integrazione degli agenti di controllo biologico con altri metodi ecocompatibili.

U

no degli aspetti più importanti nella pianiﬁ cazione della ricerca è la previsione dei potenziali problemi ﬁ tosanitari che potrebbero interessare le colture in futuro.

Il Centro SafeCrop ha analizzato questo aspetto relativamente alle colture di maggior interesse per il Tren- tino ed ha avviato lo sviluppo di metodi eco-sostenibili contro potenziali nuovi patogeni.

In seguito si presentano due esempi rilevanti.

Uno sguardo

al futuro

della difesa

con metodi

sostenibili

Ilaria Pertot Cesare Gessler

Il colpo di fuoco (Erwinia amylo- vora) è una delle malattie più distruttive di melo e pero. Negli ultimi anni ha causato notevoli danni in Austria, Germania e Sviz- zera, tant’è che Germania e Sviz- zera hanno dovuto permettere l’uso degli antibiotici in agricol- tura. L’applicazione regolare di questi costosi trattamenti è però dibattuta in quanto la malattia non crea problemi per diver- si anni, salvo poi può esplodere inaspettata. Date le sue caratte- ristiche anche il Trentino sembra essere vulnerabile alla malattia. Nel 2003 sono stati trovati alcuni casi d’infezione ed è stato approntato un sistema di monitoraggio del territorio. Infatti, uno dei metodi più effi caci per prevenire la diffusione della malattia è la pronta identifi cazione dei sintomi e la distruzione delle piante infette. Questo monitoraggio è però costoso e richiede molto tempo e perciò deve essere indirizzato in momenti e zone dove i sintomi abbiano la più alta probabilità di comparire. Esisto- no numerosi modelli sviluppati al fi ne di prevedere le infezioni nelle regioni dove il colpo di fuoco

è già presente, ma non è detto essi siano validi in altre aree. Per ottimizzare le risorse dedicate al monitoraggio dei sintomi del colpo di fuoco in un’area dove la malattia non si è ancora insediata i ricercatori del Centro SafeCrop hanno sviluppato un sistema di supporto alle decisioni chiamato Firefi ght (Figura 1). Questo sistema si basa su tre degli algoritmi maggiormente utilizzati per la previsione del colpo di fuoco. L’analisi dei dati meteorologici storici e dei pochi casi d’infezione riscontrati ha dimostrato che l’algoritmo Maryblight dà le rispo- ste più accurate per la provincia di Trento e che c’è un rischio relativamente basso durante la fi oritura (una media di 1,13 gior- ni a rischio all’anno). Inoltre nel 2003, 2004 e 2005 le condizioni di rischio hanno riguardato il 37, 51 e 67% delle stazioni meteorolo- giche della Provincia. Nel futuro però il rischio potrebbe aumentare a causa del cambiamento climatico e di probabili tempera- ture più alte durante la fi oritura. Se dovessero presentarsi delle situazioni ad alto rischio durante la fi oritura grazie a Firefi ght gli

agricoltori potrebbero applicare i trattamenti nel momento ottima- le analogamente a quanto avviene nelle regioni in cui la malattia è già presente. Inoltre, se sono presenti ﬁ oriture secondarie e condizioni adatte, le infezioni possono avvenire durante tutta la stagione. Fireﬁ ght potrà dunque aiutare nell’ottimizzazione delle risorse per il monitoraggio anche durante tutta la stagione. Poiché gli antibiotici hanno numerosi effetti negativi abbiamo iniziato anche ad esplorare nuovi sistemi per il biocontrollo di E. amylovora.

Figura 1 - Esempio della visualizzazione graﬁ ca con FireFight dei livelli di rischio per ogni stazione meteorologica della Provincia di Trento

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2

| CENTRI SPECIALI | SAFECROP

Invece di analizzare migliaia di potenziali agenti di biocontrollo batterici, abbiamo optato per un approccio razionale. È noto che i batteri comuni- cano attraverso segnali chimici, per esempio attraverso l’omoserin-lattone (HSL), che una volta rag- giunta una particolare concentrazione “informa” i batteri di passare dalla fase saproﬁ taria a quella parassitaria. Inoltre E. amylovora usa l’acido nicoti- nico della pianta (NA) per aumentare la dimensione della popolazione e passare alla fase parassitaria. Sono quindi stati selezionati due ceppi di Pseudo- monas (un comune batterio presente nell’ambien- te) in grado di degradare speciﬁ catamente HSL e NA. In condizioni controllate essi hanno limitato la

riproduzione di E. amylovora sui ﬁ ori. Uno di questi due ceppi è in fase di valutazione in frutteti speri- mentali. Questi esperimenti sono stati possibili grazie al BBA, un’Istituzione partner del Centro, che ha fornito il know-how per la produzione massale, la formulazione e il sito sperimentale (le infezioni artiﬁ ciali con E. amylovora non sono attualmente permesse in Italia).

In conclusione sono ora disponibili due strumenti per affrontare un’eventuale emergenza contro il colpo di fuoco batterico: un sistema per la valutazione del rischio e un prodotto per il biocontrollo che potrebbe essere un’alternativa ai dibattuti antibiotici. Un secondo problema potenzialmente emergente è legato al mirtillo gigante. Il mirtillo è una coltu- ra con un’elevata probabilità di crescita, infatti, il consumo attuale in Europa è solo una piccola parte di quello degli Stati Uniti. Grazie alle sue proprietà salutari si stima che in futuro il consumo e la produzione aumenteranno.

Questa intensifi cazione potrebbe portare nuovi problemi fi topatologici. Uno dei pro- blemi con più alta probabilità di apparire è il marciume radicale da Armillaria spp. Attualmente in Trentino la malattia è comparsa solo in alcuni impianti. L’analisi gene- tica ha permesso d’identifi care A. mellea e A. gallica come le specie più frequenti, mentre A. cepistipes e A. sinapina sono state ritrovate solo occasionalmente. Non ci sono genotipi comuni tra i vari impianti di mirtillo, cosa che indica che il materiale vegetale infetto non è la causa della diffusione della malattia. Un terzo dei genotipi che colonizzano gli alberi nelle immediate vicinanze di impianti infetti è stato trovato anche sulle piante di mirtillo. Similmente, un terzo dei genotipi che colonizzavano le cortecce utilizzate sui fi lari di mirtillo è stato trovato anche sulle piante di mirtillo. Ciò indica che le cortecce usate nella pacciamatura e gli alberi presenti nelle vicinanze dell’impianto possono essere pericolose sorgenti d’inoculo. La possibilità di avere infezioni applicando cortecce infette conferma che le stesse possono essere sorgente d’inoculo e favorire lo sviluppo di Armillaria spp. Le specie che appartengono al genere Trichoderma sono risultate le più effi caci come agenti di biocontrollo sia in laboratorio che in serra. Il ceppo T. atroviride SC1 è molto effi cace e persistente in condizioni di campo, per cui potrebbe essere un ottimo candidato per il controllo di questa malattia emergente. Le cortecce pretrattate con T. atroviride SC1 potrebbero essere applicate negli impianti di mirtillo, sia per prevenire le infezioni nei nuovi impianti, sia per limi- tare la diffusione della malattia dove già è presente.

Figura 2 – Pezzetto di corteccia usata per la pacciamatura del mirtillo dove è evidente una rizomorfa di Armillaria sp.

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2

| SERVIZI DI ANALISI

I

nostri laboratori svolgono servizi di analisi di base ed altamente spe- cializzata, che rendono IASMA un riferimento importante a livello loca- le, nazionale ed internazionale.

Tali servizi, sviluppati direttamente dal personale di ricerca, sono rivolti a supportare, tutelare e promuovere la qualità di prodotto e di processo. Particolare attenzione viene rivolta alla contestualizzazione dei dati analizzati, al ﬁ ne di restituire informazioni complete e non limitate esclusivamente agli aspetti analitici.

Le attività di servizio, inﬁ ne, permettono di tenere sotto costante controllo questioni di interesse, da cui ricevere stimoli e intuizioni per nuove ricerche e progetti. I servizi offerti spaziano infatti in molteplici campi del settore agro alimentare e sono messi a disposizione delle istituzioni e del settore privato.

Nel documento Annual report IASMA Research Centre (pagine 85-88)