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Patogeni floematici - Coggle Diagram
Patogeni floematici
Vettori
Si nutrono nel floema perchè è ricco di zuccheri, aminoacidi e altri metaboliti
La trasmissione è una trasmissione persistente e tutti i passaggi del ciclo richiedono tempo. Nel frattempo l'insetto è infetto ma non ancora infettivo, finchè non raggiunge le ghiandole salivari. Dall'apparato boccale fino a quello digerente fino al sistema circolatorio.
L'insetto quando va a nutrirsi su una pianta sana inetta la saliva che contiene enzimi che contrastano la capacità delle proteine floematiche di coagulare in seguito alla ferita.
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Gli effettori vengono iniettati direttamente all'interno del floema nel quale iniziano a spostarsi. Si spostano attraverso i plasmodesmi per arrivare agli organi target. Qua modificano questi per rendere la pianta più attrattiva per il vettore. Sono stati nominati 5/6 vettori chiamati SAP o TENGU.
- Vanno a interferire con i fattori di trascrizione che regolano la sintesi di ormoni (profumi per far riconoscere la pianta)
- Effettori cambiano anche il funzionamento biochimico per aumentare la fecondità degli insetti vettori stessi
- Aumentano la senescenza della pianta per farla invecchiare più lentamente
Recovery
Fenomeno spontaneo e naturale dove non sono ancora noti i meccanismi molecolari che portano una pianta sintomatica a recuperare nel tempo. Nelle piante andate incontro a fitoplasma esso non rimane nella parte aerea ma nelle radici
Queste piante diventano più resistenti nei confronti di successive possibili infezioni. Hanno la possibilità di ammalarsi di 4 volte minore rispetto a quelle non recuperate.
Nella piante recovered i trasportatori degli zuccheri sono più abbondanti nelle piante ricovered rispetto a quella sana e malata. Il saccarosio funziona come primissima molecola segnale, è il prodotto del metabolismo primario quindi molto importnate che questa modulazione del trasporto di zuccheri possa essere letto ocme segnale per attivare sistema di difesa.
Si accumula anche acqua ossigenata che è il marker delle piante recuperate. Si accumula nella pianta recovered una percentuale di zuccheri e derivati simile alla pianta sana. Nelle piante recovered ci sono concentrazioni di fenoli che permangono elevate rispetto alla pianta sana, accumulo metaboliti secondari che sono quelli che ritroviamo nei pathway relativi alla difesa. Gli aminoacidi sono in linea alla pianta sana.
Il chitosano può aiutare a fare recovery ma non in una percentuale maggiore rispetto al fenomeno naturale. Nel futuro bisogna trovare cultivars meno suscettibili ai fitoplasmi, cultivars tipo il tocai che ha una concentrazione di fenoli vacuolari maggiori già presenti di suo all'interno della pianta sana e che giocano un ruolo importante nel contenimento dell'infezione. Hanno le PAL (fenil alanina ammonio liasi) che è un enzima coinvolto nella biosintesi di molti composti fenolici nelle piante.
Fitoplasmi
Sono procarioti privi di nucleo, pleomorfi (simili tra di loro), sono localizzati in modo assoluto nel floema, genoma molto ristretto con un evoluzione riduttiva negli anni
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Attaccano il floema che è molto sensibile e molto ricco. Il SAR è un segnale di attacco ad un patogeno che viaggia verso le porzioni distali dal sito di attacco attraverso il floema
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Risposte all'attacco
La pianta chiude le placche fibrose perchè il fleoma è necessario alla sua crescita. Questo avviene con un incremento di callosio e materiale di parete così che le cellule floematiche sono inspessite con lume cellulare più stretto. I patogeni stravolgono lo zucchero nella pianta tutto a vantaggio loro, per il loro rifornimento. La presenza del fitoplasma attraverso la secrezione di effettori scatena un flusso di ione calcio che fa da segnale ai tubi cribrosi di chiudersi. Questa reazione sarebbe molto efficace se avenisse prococemente, ma normalmente avviene una volta che i sintomi si sono già sviluppati.
Per verificare quali piante sono infetti si potrebbe fare dei trattamenti sul campione. Nella pianta sana si vede la flourescenza perchè il fleoma è aperto, nella pianta infetta non si vede perchè il flusso è bloccato.
Forisomi sono proteine che servono a creare un tappo gelatinoso per bloccare l'uscita. Sono sensibili allo spostamento del calcio, la struttura si disperde per chiudere la zona di placca e scompare. Viene formata una specie di tappo per chiudere l'infezione. I forisomi sono fatti di tante unità proteiche chiamate SEOR. Gli ormoni hanno un ruolo importante nell'impostazione dei processi di difesa perchè hanno un ruolo di segnale.
Le piante di Arabidopsis hanno lo stesso sistema con proteine filamentose con dei geni che codificano per le protene SEOR1 e SEOR2. Necessitano una dell'altra per mostrare i filini. AtSEOR1ko è il mutante per AtSEOR2, mentre AtSEOR2ko è il mutante per AtSEOR1. Vitis vinifera possiede 13 geni codificanti per le proteine di occlusione SEOR, Arabidopsis ne ha solo 2. SEOR non solo occlusione ma anche risposta immunitaria della pianta.
Callosio sintasi 7
Gene responsabile all'accumulo di callosio è il AtCALS7, nel caso avvenga l'infezione di un patogeno viene espresso il mutante. Callosio sintasi 7 ha bisogno di un substrato formato da SUS5 e SUS6 che servono a scindere il saccarosio in glucosio e fruttosio che entrano a livello floematico. Sia il saccarosio che il glucosio sono maggiormente presenti rispetto a una pianta sana nel punto di infezione, infatti il loro accumulo può supportare il nutrimento dei fitoplasmi. Il mutante infetto lavora per i fitoplasmi e i suoi trasportatori tirano lo zucchero nel sito di infezione (rallentamento del flusso dovuto al ristagno dei fotosintetati all'interno del floema non rallenta lo spread del fitoplasma ma favorisce il suo l'incremento). In letteratura i geni sweet sono riportati come modulati a seguito di interazioni pianta patogeno.
Sintomi dei fitoplasmi
Uno associato a FD e uno a LN ma la pianta agisce allo stesso modo mostrano gli stessi sintomi
Accartocciamento delle foglie
Non hanno più una consistenza morbida ma cartacea con il piegamento verso il basso dovuto ad un accumulo di zuccheri nel floema, che blocca il loro trasporto e viene stoccato nelle foglie
Cambiamento colore
Quelle rosse diventano rosse, mentre quelle bianche ingialliscono. Il blocco del trasporto degli zuccheri provoca una riduzione dell'efficienza fotosintetica con accumulo di zuccheri che degrada la clorofilla ed emette i pigmenti secondari della foglia. Il cambio di colore avviene a spicchi/porzioni anche sulle nervature.
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