Laboratorio 3: DIFCROP

I funghi patogeni sono la principale causa di perdite di produzione anche nelle economie più avanzate; il loro studio è di primaria importanza per garantire una difesa sostenibile delle produzioni. Inoltre, il settore dei prodotti fitosanitari a base biologica sta attirando l’interesse delle principali multinazionali chimiche. Anche l’Unione Europea, con il Regolamento UE 1107 del 2009, la Direttiva 2009/128/CE e Horizon 2020, sta dando forte impulso al settore.

Alcuni generi di funghi frequentemente presenti nella rizosfera, attraverso complessi meccanismi d’azione, possono limitare la crescita di funghi patogeni contenendo lo sviluppo di malattie, e instaurare associazioni mutualistiche con le piante. La colonizzazione dell’apparato radicale, da parte di questi funghi, si traduce spesso in un incremento nello sviluppo e nella produttività delle piante e/o nell’induzione di resistenza nei confronti di stress biotici o abiotici.

La bioattività degli oli essenziali (attività antifungina, antibatterica, antivirale) estratti da piante officinali è un argomento di ricerca estremamente indagato ed attuale. Tuttavia, la loro attività insetticida e/o repellente è ancora poco nota, per quanto negli ultimi tempi i contributi scientifici sull’argomento si siano intensificati.

La protezione delle colture dalle infestazioni di insetti fitofagi può attuarsi  attraverso la promozione di strategie di protezione integrata. Diverse centinaia di feromoni sessuali sono stati identificati nei lepidotteri e largamente utilizzati in pieno campo per il monitoraggio, la cattura massale e la confusione sessuale. Quest’ultima tecnica è ormai impiegata in tutto il mondo ed è in forte espansione. Tale metodo di controllo biologico non ha invece trovato applicazione nei confronti di ditteri tefritidi a causa del loro complesso comportamento riproduttivo. Inoltre, nulla di simile esiste per gli insetti (circa 30.000 specie note) che affidano la loro comunicazione non agli odori, ma alle vibrazioni via substrato.

Il laboratorio DifCrop possiede riconosciute competenze nel settore della identificazione e studio di microfunghi patogeni e benefici (questi ultimi utilizzabili nella difesa delle colture), nello studio delle interazioni pianta-insetto, dell’attività insetticida di oli essenziali e dei rapporti virus/specie vettrici in relazione a patologie virali simil-virali e fitoplasmali. I ricercatori del laboratorio DifCrop collaborano con gruppi di ricerca italiani e stranieri, in un’ottica interdisciplinare che vede il coinvolgimento di agronomi, biologi molecolari e chimici.

Le ricerche in atto presso il laboratorio DifCrop riguardano:

1) studio dei funghi patogeni delle piante e dei microfunghi benefici per la difesa delle colture; studio di patogeni fungini trasmessi per seme;

2) studio della tossicità/repellenza degli oli essenziali e di altri composti naturali nei confronti di insetti di interesse agrario, medico-veterinario e dannosi per le derrate conservate;

3) applicazione di strategie feromonali (confusione sessuale) e di lotta biologica inoculativa e conservativa per il controllo di lepidotteri ed emitteri dannosi alla vite;

4) strategie innovative per il controllo integrato di insetti dannosi alla vite e all’olivo. Studi sulla comunicazione vibrazionale di emitteri dannosi alla vite per la messa a punto di tecniche di interferenza sonora (confusione sessuale vibrazionale);

5) studio della flora visitata dagli insetti impollinatori, con particolare riferimento alla specie floreali di interesse apistico; studio della qualità nutrizionale dei prodotti dell’alveare;

6) studio dell’influenza della variabilità genetica del foveavirus GRSPaV sulla espressione sintomatologica della necrosi delle nervature della vite;

7) verifica dell’applicabilità di trattamenti con vapore e della “solarizzazione” del terreno per il contenimento di funghi patogeni ad “habitat” tellurico di pieno campo ed in coltura protetta.

Le Unità di Ricerca afferenti al laboratorio DIFCROP sono le seguenti.

UR MICOLOGIA e PATOLOGIA VEGETALE

Il gruppo di ricerca sulla micologia e patologia vegetale si occupa da anni dello studio di microfunghi patogeni per le piante e di microfunghi benefici impiegabili come principi attivi di prodotti fitosanitari e biostimolanti per una gestione sostenibile della difesa delle colture. Le ricerche riguardano, da un lato, la biologia, la biologia molecolare, l’epidemiologia, la filogenesi, la diagnostica molecolare e le interazioni patogeno/ospite di funghi patogeni per le piante, dall’altro la selezione, lo studio e lo sviluppo pre-industriale di microfunghi da impiegarsi come principi attivi di prodotti fitosanitari o di biostimolanti. Alcuni di questi microrganismi hanno superato la fase di selezione e sono maturi per una valutazione industriale. In particolare sono stati selezionati microfunghi in grado di stimolare la crescita e/o difendere le colture da attacchi parassitari, per colture floro-vivaistiche, pomodoro e frumento. In quest’ultimo caso, la difesa è contro la fusariosi della spiga, con riduzione dell’accumulo di micotossine e, quindi, ripercussioni positive sulla salubrità deglialimenti.

UR ENTOMOLOGIA AGRARIA

Il settore di Entomologia agraria conduce (a) ricerche relative all’attività insetticida e repellente di oli essenziali estratti da piante officinali nei confronti di insetti di interesse agrario, medico-veterinario e dannosi agli alimenti in fase di stoccaggio. La bioattività degli oli essenziali permette di intravedere possibilità pratico-applicative interessanti, quali la sostituzione in varie tecniche di lotta integrata degli insetticidi di sintesi correntemente impiegati e/o l’utilizzo delle sostanze naturali ad attività repellente per la protezione personale contro i culicidi oltre che contro varie specie di insetti delle derrate. (b) Studio della ecologia comportamentale di agenti di controllo biologico e di insetti fitofagi di importanza agraria e medico-veterinaria, con particolare riferimento alle interazioni tra pianta, fitofagi e parassitoidi. (c) Studio della flora visitata dagli insetti impollinatori, con particolare riferimento alle specie floreali di interesse apistico (bee-friendly flowerstrips) e indagini sulla qualità nutrizionale dei prodotti dell’alveare. (d) Identificazione dei segnali vibrazionali emessi da maschi rivali per interferire con il duetto sonoro in atto tra un maschio ed una femmina e la riproduzione di tali segnali in condizioni di semi-campo e di pieno campo mediante opportune strumentazioni. I risultati estremamente incoraggianti stanno aprendo la strada ad un possibile nuovo sistema di controllo di insetti dannosi. La sfida è affrontata, ad oggi, in stretta collaborazione con l’industria, per ottenere strumenti vibranti capaci di trasferire sui filari di vite i segnali vibrazionali a distanza più grande possibile.

UR VIROLOGIA VEGETALE

Il settore di Virologia Vegetale svolge ricerche relative ai rapporti virus/specie vettrici, alle patologie virali simil-virali e fitoplasmali delle drupacee, della vite e dell’olivo, e all’individuazione di germoplasma resistente e/o tollerante a tali patologie