Diversità e caratteristiche di ceppi di Pseudomonas syringae nel cancro batterico del ciliegio in California

Il cancro batterico del ciliegio è una malattia pericolosa, che può causare rilevanti perdite economiche. Un recente studio ha analizzato la diversità di Pseudomonas syringae in senso lato, un complesso di batteri noti per la loro patogenicità nelle piante, presente in California.

Sequenziando il genoma di 86 isolati, ottenuti da frutti sintomatici e asintomatici, 58 sono stati collocati filogeneticamente all'interno del complesso di specie di P. syringae e classificati tassonomicamente in cinque genomospecie: P. syringae pv. syringae, P. syringae, P. cerasi, P. viridiflava e un'ulteriore genomospecie denominata "A".

L'analisi ha rivelato che solo alcune genomospecie erano effettivamente patogene. P. syringae pv. syringae è emerso come il principale responsabile dei sintomi più gravi, tra cui cancri sui rami, macchie fogliari e lesioni sui frutti, nonché la genomospecie più frequentemente isolata. Al contrario, P. cerasi e P. viridiflava hanno mostrato una patogenicità ridotta, mentre la genomospecie "A" non ha causato sintomi evidenti, suggerendo che le fitotossine siano essenziali per la patogenicità.

Immagine 1: Sintomi di esplosione batterica e batteriosi su ciliegio dolce. (A) Cancherizzazione del tronco con palline di gomma color ambra sui margini. (B) Fiori distrutti, che diventano marroni e appassiscono mentre sono ancora attaccati alla pianta. (C) Gemme morte con gommatura ambrata che fuoriesce dalla base di uno sperone morto; i batteri stanno probabilmente iniziando il cancro dei rami. (D) Tipico marciume dei frutti causato da Pseudomonas syringae pv. syringae che mostra una lesione infossata di colore nero e marrone scuro. Fonte: Maguvu et al: Maguvu et al., 2024.

Le analisi filogenomiche non hanno identificato P. syringae pv. morsprunorum (ora P. amygdali pv. morsprunorum) e P. avellanae precedentemente segnalate in ciliegio dolce, suggerendo che queste non siano presenti in California. Tuttavia, è possibile che queste genomospecie siano semplicemente sfuggite all’isolamento.

Lo studio ha seguito un approccio combinato tra analisi genomica e test patogenici in campo. Infatti, sebbene i test di laboratorio siano utili per identificare potenziali patogeni, essi tendono a sovrastimare la capacità degli organismi di causare malattie a causa delle condizioni di crescita ottimali presenti in laboratorio. I risultati ottenuti in campo hanno dimostrato che solo alcune genomospecie erano in grado di causare infezioni significative.

Immagine 2: Test di patogenicità dei frutti immaturi staccati. Scala di valutazione per le lesioni/il marciume sui frutti. L'immagine mostra i punteggi di gravità (0-5) da sinistra a destra. Fonte: Maguvu et al., 2024.

In particolare, P. syringae pv. syringae ha dimostrato un'elevata capacità di infezione, mentre altre genomospecie hanno richiesto condizioni specifiche, come ferite o temperature più elevate, per manifestare la loro patogenicità. Oltretutto, diverse genomospecie producono siringomicina e siringopeptina, tossine essenziali per la patogenicità, ad eccezione di P. viridiflava e “A”, che non avevano geni per sintetizzarle. Questo spiega anche la minore virulenza osservata in campo.

Lo studio ha, inoltre, cercato geni di resistenza. I risultati hanno evidenziato un'elevata resistenza al rame tra gli isolati di P. syringae pv. syringae (47,5%), rendendo praticamente inefficace l'utilizzo di questo composto nella gestione della malattia. Nessun isolato ha mostrato resistenza alla kasugamicina (antibiotico).

Immagine 3: Un primo piano delle analisi filogenomiche del complesso di specie di P. syringae di cui alla Fig. 3. Gli isolati di questo studio sono evidenziati in nero, mentre gli isolati evidenziati in rosso sono rappresentanti dei filogruppi di P. syringae stabiliti. Gli isolati di questo studio rientrano in due filogruppi principali (PG) PG2 e PG7 (vedi chiave). Sono stati classificati tassonomicamente in almeno cinque genomospecie sulla base della dDDH: P. syringae pv. syringae, P. syringae, A, P. cerasi e P. viridiflava. Fonte: Maguvu et al., 2024.

Questi risultati sottolineano la necessità di strategie di gestione integrate che considerino la diversità dei patogeni presenti nei frutteti. La comprensione della biologia dei diversi ceppi batterici permetterà di sviluppare pratiche agronomiche specifiche e più efficaci per limitare la diffusione e proteggere i ceraseti californiani dal cancro batterico.

Dal punto di vista applicativo, la gestione della malattia deve includere un monitoraggio costante delle resistenze ed un uso prudente dei principi attivi. Infine, le opportunità promettenti per il futuro della cerasicoltura dovrebbero includere l’utilizzo di cultivar tolleranti o resistenti per contribuire a ridurre la diffusione della malattia; così come l’adozione di strategie di biocontrollo, come l'uso di batteri antagonisti o induttori di resistenza delle piante.

Fonte: Maguvu, T. E., Frias, R. J., Hernandez-Rosas, A. I., Shipley, E., Dardani, G., Nouri, M. T., Yaghmour, M. A. & Trouillas, F. P. (2024). Pathogenicity, phylogenomic, and comparative genomic study of Pseudomonas syringae sensu lato affecting sweet cherry in California. Microbiology Spectrum, 12(10), e01324-24. https://doi.org/10.1128/spectrum.01324-24.
Immagini: Maguvu et al., 2024.

Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)

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