Nell'ultimo decennio la coltivazione del ciliegio (Prunus avium L.) ha acquisito un particolare interesse commerciale, grazie alla redditività legata all'esportazione di ciliegie fuori stagione verso i Paesi asiatici e gli Stati Uniti. L'industria nazionale si sta espandendo e adattando alle richieste del mercato globale, dando priorità alla sostenibilità e all'efficienza produttiva.
Negli ultimi anni, la superficie coltivata a ciliegie in Cile è aumentata significativamente, con 63.495 ettari distribuiti tra Coquimbo e Aysén, con la maggiore concentrazione nelle regioni di O'Higgins e Maule (ODEPA, 2024).
È opinione condivisa che il canchero batterico sia il fattore fitosanitario più limitante in diverse condizioni di coltivazione del ciliegio. Causata da Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss), questa malattia può portare alla morte dei giovani ciliegi e causare perdite significative nel potenziale produttivo degli alberi adulti che vivono con la malattia.
Il quadro patologico si accentua nelle cultivar con maggiore suscettibilità e nelle località in cui predominano primavere e gelate fredde, venti intensi e umidità frequente come pioggerellina e rugiada prolungata, condizioni climatiche frequenti nella parte meridionale del Paese.
È inoltre importante considerare la variabilità genetica nelle popolazioni di Pss in Cile, in termini di virulenza e grado di resistenza al rame. Data la complessità della patogenesi di questo batterio, è essenziale effettuare una gestione integrata della malattia e in questo contesto il biocontrollo può costituire un'opzione adeguata per ridurre la prevalenza di questa grave malattia del ciliegio.
Il cancro batterico del ciliegio è causato da Pss, un batterio che causa malattie in una pletora di piante coltivate, ornamentali e selvatiche. Nel 2019 è stato segnalato Pseudomonas amygdali pv morsprunorum (Pam) (precedentemente noto come Pseudomonas syringae pv morsprunorum), anch'esso associato al cancro batterico del ciliegio (SAG, 2019).
Nel contesto di questa nuova situazione di causalità della batteriosi del ciliegio in Cile, la letteratura indica il verificarsi di un'interazione sinergica tra Pss e Pam (Balaž et al., 2016; Iličić et al., 2021) che deve essere chiarita e indagata in Cile.
La prevalenza del cancro batterico del ciliegio mostra un'ampia variabilità, influenzata da specifiche condizioni agroclimatiche e dalle pratiche di gestione delle colture. Questa variabilità si osserva sia in termini di incidenza (che varia dall'1% al 30% o più) che di intensità dei sintomi nelle diverse località e cultivar; gli alberi giovani sono i più suscettibili, con un'alta probabilità di morire nei primi tre anni dopo l'infezione.
Questo contesto sottolinea l'importanza di adottare strategie di gestione e controllo preventive, soprattutto nelle prime fasi di sviluppo del ciliegio.
Come è noto, il controllo della batteriosi del ciliegio viene solitamente effettuato con applicazioni preventive a base di rame alla caduta delle foglie e al germogliamento; la sua efficacia si basa sulla velocità di rilascio dello ione Cu+2, sul pH dell'acqua, sulla dimensione delle particelle e sulla formulazione del rame (ad esempio solfato basico di Cu, solfato di calcio, ossicloruro di Cu, ossido di rame, solfato di rame pentaidrato, idrossido di rame, gluconato di rame).
La sua attività residuale e il controllo ad ampio spettro delle malattie batteriche sono dovuti al fatto che, una volta spruzzato sulle piante, viene rilasciato per un periodo di tempo prolungato, interrompendo i processi di moltiplicazione cellulare delle Pss.
L'applicazione frequente di rame può generare rischi di tossicità per la pianta, diminuzione delle specie batteriche del microbioma e può portare alla predominanza di popolazioni di Pss resistenti al rame; è inoltre dimostrato il suo accumulo nel suolo, la fitotossicità e la tossicità per vari organismi benefici (Beltrán et al., 2021; Carroll et al., 2010).
Immagine 1. Fonte: WSU.
Vi è un crescente interesse per l'uso di biocontrollori come alternativa sostenibile per sopprimere o inibire la crescita di vari patogeni vegetali, tra cui la Pss. Questi prodotti sono derivati da fonti naturali come microrganismi (batteri, funghi), piante (oli essenziali e altri derivati) e batteriofagi (virus batterici).
I meccanismi d'azione legati all'azione dei funghi e dei batteri di biocontrollo possono agire attraverso un effetto antagonista diretto sul patogeno vegetale, che comprende l'antibiosi, il parassitismo, la riduzione della virulenza del patogeno vegetale e la pressione competitiva sull'infezione. I meccanismi indiretti includono l'induzione della resistenza e la stimolazione della crescita della pianta.
Bacillus subtilis e B. amyloliquefaciens sono batteri Gram-positivi noti per la loro notevole capacità di produrre vari composti antimicrobici contro i patogeni delle piante. È stato dimostrato che questi batteri hanno la capacità di colonizzare la rizosfera, stabilire relazioni simbiotiche e indurre risposte di difesa nelle piante contro l'attacco di patogeni vegetali.
La secrezione di composti antimicrobici da parte dei ceppi di Bacillus consente di inibire la crescita e lo sviluppo di microrganismi dannosi nel suolo o sulla superficie delle piante.
Questa strategia di biocontrollo può ridurre significativamente l'incidenza e la gravità delle malattie batteriche, come riportato per la Psa (Biondiet al., 2021).B. subtilis può antagonizzare efficacemente patogeni come Pseudomonas syringae producendo citochinina, un ormone chiave nelle risposte di difesa delle piante e promuove i meccanismi di resistenza alle malattie.
I batteriofagi, o fagi, sono virus che infettano esclusivamente i batteri e sono l'entità biologica più abbondante del pianeta. Presenti praticamente in tutta la biosfera, possiedono una vasta ricchezza genetica e diversità morfologica (Suttle, 2005). L'ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses) riporta che esistono circa 165 specie di fagi in grado di infettare i batteri del genere Pseudomonas (Pseudomonas viruses).
I fagi sono potenziali candidati come agenti di biocontrollo grazie alla loro capacità di infettare, replicare e ledere il loro ospite (batteri), provocandone la morte. Possiedono un alto grado di specificità e hanno la capacità di persistere e proliferare nell'ambiente (Buttimer et al., 2017; Rabie et al., 2020); a questo proposito, uno studio condotto in Inghilterra ha dimostrato che quando i ceppi di batteriofagi vengono applicati singolarmente o in miscele, non infettano i batteri benefici (Rabie et al., 2020).
L'uso dei fagi come agenti di controllo biologico richiede la conoscenza della loro specificità di infezione e la comprensione di come il batterio ospite e il fago, adattato a uno specifico patogeno, interagiscono.
Studi con batteriofagi ottenuti da ceppi cileni di Pss hanno dimostrato la potenziale utilità nel ridurre la popolazione epifita di Pss nel periodo di fioritura (riduzione del 75% della popolazione di un ceppo di Pss) (Retamales et al., 2023), così come nelle infezioni artificiali nelle piante, dove non si riproducevano i sintomi di Pss (Higueras et al., 2023).
Una delle limitazioni all'uso dei fagi come biocontrollori nelle specie coltivate è la scarsa persistenza che può verificarsi nella fillosfera a causa di fattori quali i raggi UV, l'essiccazione, la temperatura, il pH, nonché alcune molecole chimiche prodotte dalle piante (Buttimer et al., 2017); in questo senso, i batteriofagi contenuti in un'adeguata formulazione protettiva possono migliorarne l'adattabilità e l'efficacia riducendo gli effetti negativi dell'ambiente e della fillosfera stessa (Iriarte et al., 2007).
La letteratura fa riferimento al fatto che la combinazione di fagi e rame non produrrebbe effetti sinergici su alcuni batteri fitopatogeni, cosa che invece può accadere con batteri antagonisti e induttori di difesa (Boulé et al., 2011; Buttimer et al., 2017; Obradovic et al., 2004). La ricerca mira a generare ulteriori prove di stabilità ed efficacia di controllo in campo.
Gli oli essenziali (EO) e gli estratti di piante sono noti nella medicina alternativa e tradizionale per la loro attività antimicrobica (Cox et al., 2001), rappresentando nuovi composti bioattivi con segnalazioni di ridotto impatto ambientale e fitotossicità, oltre che di innocuità per la salute umana (Satish et al., 1999).
Gli AE corrispondono a una miscela di composti volatili complessi, sintetizzati da vie metaboliche secondarie in molte specie vegetali, in particolare nelle aromatiche (Bakkali et al., 2008); in natura, svolgono un ruolo importante nella difesa delle piante, agendo come antimicrobici e come molecole segnale per comunicare con altre piante e insetti utili (Proto et al., 2022).
La letteratura specializzata comprende una varietà di piante utilizzate per estrarre gli OE, come menta, timo, origano, garofano, anice, arancio, rosmarino, aglio, eucalipto, cumino, tra le tante. Queste piante si distinguono per la presenza di molecole ad alto potenziale antibatterico come il timolo, il carvacrolo e/o l'eugenolo, tra gli altri.
È stato anche evidenziato il potenziale degli AE come alternativa naturale sostenibile per le malattie causate da Pseudomonas syringae, come la peronospora batterica e le macchie fogliari nelle colture (Gholam, 2011; Lo Cantore et al, 2003; Poswal & Witbooi,1997; Todorovic et al., 2016); inoltre, alcuni AE hanno dimostrato di inibire la moltiplicazione batterica, la formazione di biofilm e la motilità di isolati di Pseudomonas syringae ottenuti dalla soia (Carezzano et al., 2023).
La volatilità e l'instabilità dei CE pone delle sfide tecniche per la loro corretta applicazione in campo, che possono essere affrontate con l'incapsulamento per migliorare la conservabilità e la protezione dai fattori ambientali, ampliando così le possibilità di applicazione (Osimani et al., 2022); nonostante queste limitazioni, i CE sono un'opzione promettente come biocontrolli e come agenti per combattere la resistenza antimicrobica.
I ricercatori del Laboratorio di Patologia Vegetale dell'Universidad de O'Higgins hanno valutato l'efficacia di tre biocontrollori sulla prevalenza della necrosi fogliare causata da Pss in giovani piante di ciliegio della cultivar Santina/Colt, mantenute in condizioni semi-controllate. La prova è stata condotta mediante inoculazione artificiale di una sospensione acquosa con un ceppo virulento di Pss regolato a una concentrazione di 107 UFC/mL. I trattamenti sono stati:
Circa 30 giorni dopo l'inoculazione della Pss, tutti i trattamenti e i controlli dell'esperimento hanno mostrato sintomi, con differenze nella loro espressione. È stato determinato che i trattamenti con biostimolante e olio essenziale di boldo hanno ridotto significativamente l'incidenza delle lesioni necrotiche sulle foglie di ciliegio rispetto al controllo positivo (circa 20-30%).
È stato inoltre dimostrato che i trattamenti con biostimolante e olio essenziale di boldo sono stati significativamente efficaci nel ridurre la gravità delle lesioni da Pss (area colpita/area totale x 100) rispetto al controllo positivo (solo Pss), che non differiva significativamente dal controllo negativo (rame). Si vedano i grafici 1 e 2.
La gestione integrata della batteriosi del ciliegio richiede una combinazione di strategie per essere efficace e sostenibile nel tempo.
È in questo contesto che i biocontrolli rappresentano una valida alternativa per ridurre la dipendenza dagli antimicrobici tradizionali e i loro effetti negativi; a questo proposito, il nostro studio dimostra che l'uso dell'olio essenziale di boldo e il trattamento biostimolante possono ridurre significativamente l'incidenza e la gravità della malattia causata dalla Pss, soprattutto nei ciliegi giovani.
È pertinente notare che la grave prevalenza del cancro batterico nel sud del Cile, rispetto ad altre condizioni di coltivazione nel mondo, è un aspetto che richiede ampi studi sistematici di maggiore complessità, sia dal punto di vista della genetica di Pseudomonas syringae pv. syringae, sia dei fattori ambientali che favoriscono lo sviluppo di questo batterio, sia delle strategie di controllo preventivo e curativo, in accordo con le esigenze di protezione dell'ambiente circostante, in un contesto di accelerato cambiamento climatico globale e locale.
Fonte: Mundoagro
Immagine: Mundoagro
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