08421 - PATOLOGIA VEGETALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà i fondamenti della biologia dei principali organismi patogeni di piante, quali funghi, batteri e virus, le loro strategie di infezione e modalità di interazione con la pianta ospite. Sarà inoltre a conoscenza dei principali meccanismi di difesa delle piante e delle risposte meccaniche e biochimiche che caratterizzano la risposta a stress biotici e abiotici. Lo studente sarà anche in grado di riconoscere le principali malattie delle specie di interesse agrario, conoscerà i cicli vitali dei patogeni e le linee di difesa generali applicabili come strategie di controllo.

Contenuti

A) Prerequisiti

Lo studente che accede a questo insegnamento deve conoscere i fondamenti della chimica, della biologia e fisiologia vegetale, della genetica e della microbiologia agraria. Tali fondamenti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante il primo anno del corso. Si consiglia il superamento delle suddette attività formative prima di affrontare l'esame di patologia vegetale generale.

B) Unità didattiche

Modulo 1 -MICOLOGIA (7 CFU):

1. Parte Generale :

   Cenni storici e definizioni

   Maggiori traguardi della storia della patologia vegetale. Definizioni e terminologia specifiche della materia. Triangolo e piramide della malattia. Postulati di Koch.

   Patogenesi

   Parassitismo e saprofitismo. Parassiti biotrofi e necrotrofi. Ciclo della malattia. Inoculo, infezione, penetrazione, colonizzazione, riproduzione, evasione. Ciclo primario e secondario. Sintomatologia.

   I Funghi

   Caratteristiche strutturali, biochimiche e morfologiche della cellula fungina e rispetto alle principali classi di funghi e oomiceti; micelio ed ife; modificazioni ifali; modalità di crescita, nutrizione, riproduzione. Classificazione. Caratteristiche principali dei cicli vitali delle classi di funghi e oomiceti. Modalità di infezione: penetrazione, colonizzazione e quiescenza. Principali sintomi di malattie fungine. Identificazione e diagnosi.

   La resistenza delle piante

   Forme di resistenza – resistenze pre-esistenti e indotte, strutturali e biochimiche. I ROS e lo stress ossidativo. I composti fenolici.

   Resistenza ‘host’ e ‘non-host’. - Il modello a zig zag. Riconoscimenti molecolari e trasmissione dei segnali di difesa cellulari. Teoria del ‘gene x gene’ e coevoluzione. Stabilità e durata delle resistenze.

   Stress abiotici

   Classificazione e importanza degli stress abiotici – Riconoscimento e sintomi – Adattamento e acclimatazione.

   Stress termici – Soglie. Stress da freddo: meccanismi cellulari e reversibilità. Sintomi. Stress da caldo, sintomi.

   Stress idrici – Stress nutrizionali - Altri stress – Sintomi da difetto o eccesso

   Micotossine

   Caratteristiche biochimiche – formule, persistenza e stabilità, meccanismi di tossicità e soglie limite.

   Funghi micotossigeni – Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps.

   Conoscenze e abilità da conseguire nella parte generale

   Conoscenze della terminologia specifica da utilizzare nelle descrizioni delle malattie delle piante, del ciclo della malattia nelle diverse fasi e nelle modalità attuate dai diversi tipi di patogeno.

   Conoscenze dei principali tipi di patogeni fungini delle piante e le loro caratteristiche più importanti nell’attacco alle piante ospiti, quali le caratteristiche cellulari e biochimiche anche in relazione al loro inquadramento tassonomico. Comprende le modalità di riproduzione, infezione e trasmissione dei patogeni e ne classifica i sintomi in modo generico.

   Conoscenze delle forme principali di resistenza strutturali e biochimiche delle piante, le basi genetiche, i meccanismi molecolari di riconoscimento del patogeno e i segnali necessari per l’attivazione delle forme di immunità innata. Conosce i problemi legati alla stabilità e durata delle forme naturali di resistenza più efficaci delle colture.

   Conoscenze sui tipi di stress abiotici principali e i meccanismi legati allo sviluppo dei sintomi dello stress da freddo. Riconosce i sintomi generici principali di tali stress.

   Conoscenze delle principali micotossine, i meccanismi di azione e la tossicità per uomo e animali, le attività di prevenzione e controllo da contaminazioni.

   2. Parte Speciale:

   Vite

   Oomiceti: Plasmopara viticola (peronospora).

   Ascomiceti: Botyris cinerea (muffa grigia); Erysiphe necator (an. Oidium tuckeri)(oidio); Rosellinia necatrix (marciume radicale lanoso); Phomopsis viticola (escoriosi).

   Basidomiceti: Armillaria mellea (sin. Armillariella mellea) (marciume radicale fibroso);Phaemoniella chlamidospora, Phaeoacremonium aleophilum -Fomitiporia punctata(complesso del mal dell'esca).

   Pomacee

   Ascomiceti: Venturia inaequalis (an. Spilocaea pomi, sin. Fusicladium dendriticum) (ticchiolatura del melo); Venturia pyrina (an. Fusicladium pirinum) (ticchiolatura del pero); Podosphaera leucotricha (an. Oidium farinosum) (oidio del melo); Neonectria galligena (an. Cylindrocarpon mali ) (cancri da nectria); Monilinia fructigena (an. Monilia fructigena),Monilinia laxa (an. Monilia laxa), Monilinia fructicola (an. Monilia fructicola) (moniliosi v.anche drupacee); Neofabraea alba (sin. Gloeosporium album)(marciume lenticellare delle mele e delle pere); Stemphylium vesicarium (maculatura bruna del pero)

   Cenni sulle alterazioni post raccolta e sulle principali fisiopatie.

   Drupacee

   Ascomiceti: Taphrina deformans (bolla del pesco); Podosphaera pannosa (sin.Sphaerotheca pannosa var. persicae – an. Oidium leuconium) (oidio del pesco, albicocco, mandorlo, ecc.); Phomopsis amygdali (sin.Fusicoccum amygdali) (fusicocco del pesco), Stigmina carpophila (sin.Coryneum beijerinckii)(corineo delle drupacee); Monilinia fructigena (an.Monilia fructigena), Monilinia laxa (an. Monilia laxa), Monilinia fructicola (an. Monilia fructicola);

   Fragola

   Oomiceti: Phytophthora cactorum e Phytophthora fragrariae; Pytihum sp.(deperimento radicale)

   Ascomiceti: Sphaerotheca macularis f. sp. fragrariae (Oidium fragrariae) (oidio);Botrytis cinerea (muffa grigia);Colletotrichum acutatum (antracnosi)

   Piante forestali

   Oomiceti: Phytophthora spp.

   Ascomiceti: Cryphonectria parasitica (cancro della corteccia del castagno);

   Basidiomiceti: Armillaria mellea (sin. Armillariella mellea); carie del legno

   Barbabietola da zucchero

   Ascomiceti: Cercospora beticola (cercospora)

   Basidiomiceti:Thanatephorus cucumeris (sin. Rhizoctonia solani) (rizottoniosi)

   Patata e Pomodoro

   Oomiceti: Phytophthora infestans (peronospora)

   Ascomiceti: Fusarium spp; Alternaria alternata e Alternaria solani (alternariosi)

   Cereali

   Ascomiceti: Septoria tritici (septoriosi del frumento); Fusarium spp. (fusariosi della spiga); funghi produttori di micotossine nel mais

   Basidiomiceti: Cenni a ruggini

   Conoscenze acquisite nelle parte speciale:

   • Conosce le principali malattie fungini e di oomiceti della vite, delle pomacee, drupacee, della fragola, actinidia, delle piante forestali, orticole e dei cereali in Italia.

   Attività Didattiche di Supporto al Modulo 1

   Attività di laboratorio (si svolgeranno suddividendo l'attività in turni)

   Le attività laboratoriali sono focalizzate su due tipi di esperienze: i) dimostrazione dei postulati di Koch e ii) riconoscimento di funghi fitopatogeni al microscopio ottico. Per la prima esperienza si effettueranno infezioni artificiali su tessuto vegetale da materiale coltivato in vitro. I sintomi sviluppati saranno visualizzati nel turno successivo e il patogeno re-isolato in vitro. Nella seconda esperienza lo studente sarà coinvolto nella preparazione di vetrini, nell’osservazione delle strutture fungine al microscopio e nella loro descrizione.

   Al termine dell'unità di esercitazione gli studenti sono invitati a riportare in una breve relazione le strutture fungine osservate.

   Attività di consolidamento delle competenze

   Questa parte dell'insegnamento sarà dedicata a consolidare le conoscenze somministrate dando particolare attenzione alle esigenze via via rappresentate dagli studenti.

   Attività alternative in aula

   Seminari, proiezione di filmati didattici, esame di campioni di piante ammalate e analisi dei sintomi.

   Attività di laboratorio

   Le attività laboratoriali sono finalizzate al riconoscimento di funghi fitopatogeni e delle loro strutture riproduttive al microscopio ottico. Al termine dell'unità di esercitazione gli studenti sono invitati a riportare in una breve relazione le strutture fungine osservate.

   Attività in campo

   Analisi delle malattie e dei loro sintomi direttamente in campo presso l’orto agrario o presso aziende agricole.

   Attività di consolidamento delle competenze

   Questa parte dell'insegnamento sarà dedicata a consolidare le conoscenze somministrate dando particolare attenzione alle esigenze via via rappresentate dagli studenti.

   Modulo 2 – VIROLOGIA E BATTERIOLOGIA (2 CFU):

   1. I patogeni (Totale unità didattica 10 ore)

   1.1 Virus e Viroidi (4 ore)

   Cenni storici, caratteristiche strutturali e molecolari. Classificazione e inquadramento tassonomico. Sintomi. Ciclo infettivo: Replicazione. Modalità di trasmissione. Trasmissione per vettori. Diagnosi e lotta.

   1.2 Batteri (4 ore)

   Caratteristiche strutturali, biochimiche e morfologiche della cellula batterica in relazione anche alla classificazione sistematica. Modalità di infezione: disseminazione, penetrazione, quorum sensing. Tipi di batteriosi (parenchimatiche, vascolari e miste). Sintomi principali. Diagnosi e lotta.

   1.3 Mollicuti (2 ore)

   Fitoplasmi e Spiroplasmi. Cenni storici, caratteristiche strutturali e molecolari. Classificazione e inquadramento tassonomico. Sintomi. Modalità di trasmissione e contenimento.

   Conoscenze acquisite nell'unità didattica 1:

   • Conosce caratteristiche più importanti di virus, viroidi e batteri (inclusi fitoplasmi) patogeni delle piante nonché le loro modalità di attacco delle piante ospiti. Comprende le modalità di replicazione, infezione e trasmissione dei patogeni sopra citati e ne classifica i sintomi in modo generico.

     2. Parte speciale (Totale unità didattica 10 ore)

     2.1. Vite (2 ore)

     Virosi

     Complesso dell'arricciamento, accartocciamento fogliare, legno riccio.

     Fitoplasmosi

     Flavescenza dorata e legno nero

     Batteriosi

     Mal nero, Tumore batterico, Malattia di Pierce

     2.2 Pomacee (2 ore)

     Fitoplasmosi

     Moria del pero, scopazzi del melo

     Batteriosi

     Colpo di fuoco batterico

     2.3. Drupacee (2 ore)

     Virosi

     Sharka, Mosaico latente del pesco.

     Batteriosi

     Maculatura batterica delle drupacee

     2.4. Orticole, barbabietola da zucchero e cereali (2 ore)

     Virosi

     Mosaico del cetriolo, Virosi del pomodoro, Rizomania, Mosaico del frumento, tubero affusolato della patata

     Fitoplasmosi

     Stolbur

     Batteriosi

     Avvizzimento e maculatura batterica del pomodoro

     2.5. Actinidia (1 ora)

     Virosi

     Virus dell’actinidia

     Batteriosi

     Cancro batterico

     2.6. Olivo (1 ora)

     Batteriosi

     Rogna dell’olivo, Complesso del disseccamento rapido dell'olivo (CoDiRO)

     Conoscenze acquisite nell’unità didattica 2:

   • Conosce le principali malattie virali e batteriche di vite, pomacee, drupacee, actinidia, orticole, cereali e olivo in Italia.

   3. Attività Didattiche di Supporto al Modulo 2 (Totale unità didattica 10 ore)

   Le attività di esercitazioni verranno svolte in uno o più turni, in relazione al numero di studenti, presso i laboratori e il plesso serre del Dipartimento di Scienze Agrarie.

   Esercitazioni in laboratorio:

   L’attività consisterà nell’esecuzione di un saggio diagnostico sierologico per individuare in modo specifico la presenza di proteine prodotte dai patogeni (virus, batteri o funghi) in una matrice vegetale. I campioni vegetali verranno forniti “in cieco” agli studenti che eseguiranno tutte le fasi salienti del saggio assistiti dal docente e da altro personale esperto. I risultati finali verranno discussi e interpretati con il docente.

   Esercitazioni in serra:

   L’attività consisterà nell’esecuzione di un saggio biologico per l’individuazione di agenti virali. Gli studenti eseguiranno una inoculazione meccanica di uno o più virus su appropriate piante test. Il materiale vegetale verrà fornito dal docente o, in alternativa, potrà essere procurato dagli studenti. I risultati ottenuti verranno interpretati dagli studenti guidati dal docente.

   Modulo 3 – PRINCIPI DI DIFESA (Totale unità didattica 3CFU):

   1. Importanza della difesa delle colture dai patogeni e caratteristiche generali della difesa (Totale unità didattica 2 ore)

      Importanza della difesa delle piante dalle malattie nella moderna agricoltura per la riduzione delle perdite economiche, per la salvaguardia della salute del consumatore e nel rispetto della sostenibilità ambientale. Competenze richieste per la gestione della difesa delle piante. Possibilità di intervento su patogeno, ambiente e ospite per ridurre la gravità delle malattie. Caratteristiche della difesa in funzione della tipologia dell’evoluzione di una malattia: differenza tra patogeni monociclici e policiclici. Concetto di difesa integrata e sue linee fondamentali.

   2. Mezzi agronomici di difesa (Totale unità didattica Totale unità didattica 4 ore)

      Possibilità di ridurre l’evoluzione e la gravità delle malattie attraverso la scelta dell’ambiente di coltivazione, della coltura compreso il materiale di propagazione sano, l’epoca e la modalità di semina, il sesto d’impianto, gli avvicendamenti colturali, la gestione terreno, la prevenzione della diffusione dell’inoculo di patogeni tellurici, la gestione della pianta (potature e sistemi di allevamento), le fertilizzazioni, le irrigazioni e la pacciamatura. Impatto della difesa sulle coltivazioni in serra.

   3. Mezzi legislativi a tutela delle colture da organismi nocivi pericolosi (Totale unità didattica 4 ore)

      Norme finalizzate a tutelare il territorio nazionale/comunitario dall’introduzione di organismi patogeni pericolosi e da quelli altrettanto pericolosi ma già presenti. Sorveglianza fitosanitaria: obiettivi, attuazione, organismi da quarantena, lotte obbligatorie, nuove avversità e organismi nocivi a rischio d’introduzione, certificazioni.

   4. Prodotti fitosanitari: mezzi chimici, di sintesi e naturali (Totale unità didattica 8 ore)

      Definizioni e nomenclatura, comportamento dei prodotti fitosanitari nei riguardi della pianta (prodotti di copertura e penetranti), comportamento nei riguardi del patogeno (prodotti ad azione preventiva e curativa), attività biologica dei fungicidi sui patogeni (modalità e meccanismi d’azione). Caratteristiche generali e cenni dei gruppi più importanti dei prodotti inorganici (minerali) quali rame e zolfo e dei prodotti organici (di sintesi). Prodotti naturali di recente introduzione nel mercato dei prodotti fitosanitari. Principali formulazioni dei prodotti fitosanitari e comprensione di un’etichetta commerciale (composizione prodotto fitosanitario, simboli di pericolo, utilizzo, rispetto del periodo di sicurezza).

   5. Prodotti fitosanitari: mezzi microbiologici (Totale unità didattica 4 ore)

      Microrganismi fungini e batterici antagonisti di patogeni, principali settori d’impiego e modalità di somministrazione. Antagonisti approvati in Ue e commercializzati in Italia. Modalità e meccanismi d’azione degli antagonisti sia di tipo diretto nei confronti dei patogeni che di tipo indiretto attraverso il coinvolgimento della pianta. Compatibilità degli antagonisti con i fungicidi.

   6. Mezzi fisici e biofumigazione (Totale unità didattica 2 ore)

      Impiego del vapore per la geodisinfezione del terreno. Solarizzazione o pacciamatura riscaldante. Bruciatura delle piante, connessa a emergenze di carattere fitosanitario prescritte dalle autorità competenti. Termoterapia e risanamento materiale di propagazione contro virosi e fitoplasmosi. Biofumigazione del terreno.

   7. Strategie di difesa in funzione dei patogeni (Totale unità didattica 2 ore)

   Particolarità e possibilità di difesa delle piante da funghi, oomiceti, batteri e virus in un’ottica di difesa integrata.

   8. Attività Didattiche di Supporto al Modulo 2 (Totale unità didattica 4 ore)

   Attività alternative in aula

   Proiezione di filmati didattici, visione di etichette di formulati commerciali di prodotti fitosanitari, simulazione dell’impostazione di un piano di difesa integrato per una coltura.

   Attività di consolidamento delle competenze

   Questa parte dell'insegnamento sarà dedicata a consolidare le conoscenze somministrate dando particolare attenzione alle esigenze via via rappresentate dagli studenti.

   Testi/Bibliografia

   Readings/bibliography

   TUTTO IL MATERIALE DISTRIBUITO A LEZIONE.

   LIBRI:

   Belli, ‘Patologia Vegetale’, 2012, PICCIN editore, Padova.

   Agrios, ‘Plant Pathology’, 2004, ELSEVIER Academic Press editore

   Lorenzini G. e Nali C. ‘Principi di Fitoiatria’, 2012, Edagricole Bologna

   Metodi didattici

   Il corso si avvale dei seguenti metodi didattici:

   1) Didattica frontale: attraverso la somministrazione delle unità didattiche in aula lo studente acquisisce le conoscenze necessarie alla comprensione delle caratteristiche generali dei patogeni delle colture, delle forme di resistenza che le piante possono sviluppare naturalmente per difendersi e dei principali meccanismi alla base dell’insorgenza degli stress abiotici. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno monitorate durante lo svolgimento delle lezioni frontali attraverso una continua interazione tra docente e studenti. L'interazione docente studenti si concretizzerà anche nella richiesta del docente di discutere argomenti trattati in pubblicazioni scientifiche di carattere molto generale che riportano importanti avanzamenti nel campo della patologia vegetale. Questo anche allo di promuovere le capacità critiche e le abilità comunicative dello studente.

   2) Esercitazioni: lo studente affronta direttamente pratiche generali di uso comune nei laboratori di patologia vegetale anche allo scopo di fornire una conoscenza applicata delle nozioni acquisite durante la didattica frontale.

   3) Visite guidate: lo studente sarà accompagnato in viste guidate all’orto agrario, a Cadriano e in aziende dove saranno esaminati i sintomi delle malattie presentati dalle piante coltivate.

   Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

   La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento di patologia vegetale attraverso prove scritte o orali che verteranno sugli argomenti svolti nelle lezioni dei due insegnamenti. L’esame scritto sarà composto da domande chiuse con diverse possibilità di risposta. Nell’esame orale verranno valutate le risposte ad almeno sei domande sugli argomenti trattati a lezione. La verifica dovrà essere superata in modo globale ed è necessario che il candidato raggiunga la votazione di 18 trentesimi in entrambi gli insegnamenti del corso integrato. La commissione valuterà i punteggi raggiunti in ciascuna dei due insegnamenti e facendo una media ponderata con i CFU dei diversi moduli.

   
   

Testi/Bibliografia

TUTTO IL MATERIALE DISTRIBUITO A LEZIONE.

LIBRI:

Belli, ‘Patologia Vegetale’, 2012, PICCIN editore, Padova.

Agrios, ‘Plant Pathology’, 2004, ELSEVIER Academic Press editore

Lorenzini G. e Nali C. ‘Principi di Fitoiatria’, 2012, Edagricole Bologna

Metodi didattici

1) Didattica frontale: attraverso la somministrazione delle unità didattiche in aula lo studente acquisisce le conoscenze necessarie alla comprensione delle caratteristiche generali dei patogeni delle colture, delle forme di resistenza che le piante possono sviluppare naturalmente per difendersi e dei principali meccanismi alla base dell’insorgenza degli stress abiotici. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno monitorate durante lo svolgimento delle lezioni frontali attraverso una continua interazione tra docente e studenti. L'interazione docente studenti si concretizzerà anche nella richiesta del docente di discutere argomenti trattati in pubblicazioni scientifiche di carattere molto generale che riportano importanti avanzamenti nel campo della patologia vegetale. Questo anche allo di promuovere le capacità critiche e le abilità comunicative dello studente.

2) Esercitazioni: lo studente affronta direttamente pratiche generali di uso comune nei laboratori di patologia vegetale anche allo scopo di fornire una conoscenza applicata delle nozioni acquisite durante la didattica frontale.

3) Visite guidate: lo studente sarà accompagnato in viste guidate all’orto agrario, a Cadriano e in aziende dove saranno esaminati i sintomi delle malattie presentati dalle piante coltivate.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

esame scritto in presenza: 64 domande chiuse con tre/quattro possibilità di risposta in 50' di tempo. 

0,5 punti a risposta giusta, no penalità. 

Il numeric delle domande è calibrato sui CFU dei moduli. 

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale si utilizzeranno lavagna luminosa, PC, videoproiettore.

Le esercitazioni di laboratorio avranno luogo nei laboratori didattici BIO1 al primo piano di via Fanin 44 o 46.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elena Baraldi

Consulta il sito web di Claudio Ratti

Consulta il sito web di Roberta Roberti