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Title: Aspetti fisiopatologici dell’interazione carciofo – Sclerotinia sclerotiorum
Other Titles: Physiopathological aspects of interaction Artichoke - Sclerotinia sclerotiorum
Authors: Marcucci, Emanuela
Keywords: Carciofo;Resistenza indotta;Sclerotinia sclerotiorum;AGR/12
Issue Date: 27-Feb-2009
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 21. ciclo
Abstract: 
Il carciofo è ospite di diversi patogeni fungini provenienti sia dal terreno, con infezioni del colletto
e dell’apparato radicale, o a trasmissione aerea, responsabili di affezioni fogliari e del capolino. Le
malattie più importanti per diffusione e dannosità sono rappresentate prevalentemente da quelle
causate dai patogeni terricoli, agenti di marciumi del colletto e tra questi il più pericoloso risulta
essere Sclerotinia sclerotiorum. L’attacco di S. sclerotiorum provoca il disfacimento molle dei
tessuti operato da enzimi pectolitici e cellulosolitici, che solitamente porta al distacco del fittone. Il
bisogno sempre maggiore di cercare sistemi di lotta alternativi ai mezzi chimici tradizionali ha
motivato la ricerca di mezzi di lotta basati sull’induzione della resistenza. In particolare in questo
lavoro è stata studiata la capacità di alcune sostanze di indurre nelle piante di carciofo resistenza
sistemica acquisita (SAR) per il controllo dei marciumi del colletto provocati da S. sclerotiorum .
Sono stati presi in considerazione tre induttori chimici di resistenza: BTH (acibenzolar-S- methyl)
50 μM , FOSFATO (KH2PO4) 25 μM e BABA ( -AminoButyric Acid) 100 μM. Per la prova sono
state usate 2 varietà di carciofo: C3 ed Exploter. La prima è una varietà già molto diffusa sul
mercato e appartenente al gruppo dei romaneschi, l’Exploter invece è una varietà nuova, ancora non
presente sul mercato, ma molto promettente per le sue caratteristiche produttive e qualitative.
Piantine di carciofo, appartenenti alle varietà C3 ed Exploter, sono state cresciute in cella climatica
alla temperatura di 22 °C, umidità relativa del 70%, e fotoperiodo di 12 ore di buio e 12 ore di luce.
Sono stati eseguiti due trattamenti con i tre induttori di resistenza, alla distanza di due settimane
l’uno dall’altro. Dopo ogni trattamento sono stati prelevati campioni fogliari dalle piante in
questione per valutare l’eventuale produzione di proteine di patogenesi (PR) quali perossidasi,
chitinasi e glucanasi, ritenute marcatori biochimici dell’induzione di resistenza. Ai 2 trattamenti è
seguita l’inoculazione con Sclerotinia sclerotiorum. Una settimana dopo questa inoculazione sono
seguiti altri campionamenti sui colletti delle piantine infette e non infette per valutare l’effetto del
fungo patogeno come eventuale induttore o repressore della produzione da parte della pianta delle
proteine PR prima menzionate.
L’estrazione delle proteine PR dai campioni di foglie e di colletti è stata fatta congelando con azoto
liquido e polverizzando i tessuti in mortaio freddo, e quindi sottoponendoli ad estrazione utilizzando
come mezzo il tampone freddo, Tris-HCl 20 mM, pH 7,8, con l’addizione di
polivinilpolipirrolidone insolubile (PVPP). Le foglie così trattate dopo una filtrazione sono state
centrifugate e sottoposte a dialisi contro acqua distillata alla temperatura di 4°C. Sui campioni
ottenuti è stata effettuata la determinazione del contenuto di proteina totale e le analisi quantitative e
qualitative di perossidasi, chitinasi e glucanasi.
Gli indici di malattia calcolati su piante precedentemente trattate e poi inoculate con Sclerotinia
sclerotiorum hanno messo in evidenza che l'applicazione dei tre induttori determina un aumento di
resistenza, in entrambe le cultivar, rispetto al controllo. Questo avviene in maniera più significativa
nella varietà Exploter in seguito al trattamento con BABA.
Anche dalle analisi quantitative e qualitative sulla presenza delle 3 proteine PR prese in esame si
riscontra una elevata presenza di BABA, seguito da FOSFATO come migliori induttori tra i tre
saggiati.
Gli esperimenti svolti dimostrano che le tre sostanze usate come attivatrici di resistenza nelle piante
di carciofo possono indurre la pianta a difendersi dall’attacco del patogeno. Infatti gli indici di
malattia delle piante trattate risultano più bassi rispetto ai controlli non trattati. Gli induttori
anticipano i segnali del patogeno nel regolare la sovra-espressione dei geni coinvolti nella resistenza
senza rilevanti differenze tra le 2 cultivar di carciofo. I risultati sono in accordo con quanto
osservato in altre colture orticole (zucchino, cetriolo, melone).
In conclusione dal lavoro svolto emerge una buona prospettiva di utilizzo di questi induttori di
resistenza, in particolare di BABA come alternativa valida ai mezzi di lotta chimici tradizionali,
potendo così ottenere un tipo di lotta a basso impatto ambientale.

The globe artichoke is susceptible to various pathogenic fungi coming both from soil and from air
transmission. The most widespread and damaging diseases are caused by soil born pathogens,
including the dangerous necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum. This pathogen causes soft
crown rot and detechment of taproots by action of pectolytic and cellulosolytic enzymes. The most
frequent necessity of seeking alternative defence to traditional chemical systems motivated great
interest in defence systems based on “systemic acquired resistance” (SAR). In the present study
three chemical resistance inducers have been taken into consideration: BTH (acibenzolar-S-methyl)
50 μM , FOSFATO (KH2PO4) 25 μM and BABA ( -AminoButyric Acid) 100 μM. Two globe
artichoke cultivars were considered: C3 and Exploter. The first is widespread in Latium region, the
other is a new cultivar very promising about his qualitative and productive features.
Globe artichoke plants (belonging to C3 and Exploter cultivars) have been grown in controlled
climatic conditions (temperature 22°C, relative humidity 70%, photoperiod of 12 hours light and 12
hours dark). Two treatments with three chemical inducers were performed with two weeks interval.
After each treatment leaf samples were taken from the artichoke plant to evaluate the presence of
phatogenesis-related proteins (PR): peroxidase, chitinase and -1,3-glucanase, considered
biochemical marker of resistance. After treatments S. sclerotiorum was inoculated in globe
artichoke plant. Seven days after inoculation samples of both infected and healthy globe artichoke
plants were collected to evaluate the PR production. The proteins were extracted from leaf samples
and from plant crowns by freezing with liquid nitrogen and pulverising the tissues in a cold mortar.
Then cold buffer (Tris-HCl pH 7,8 + polyvinylpolypyrrolidone) was added in the ratio 1:2 w/v, the
extracts were centrifuged and subiected to dialysis against distilled water at 4°C. Finally peroxidase,
chitinase and -1,3-glucanase were both quantitatively and qualitatively analyzed.
The disease index calculated in treated and inoculated plants showed un increase in both cultivars in
comparison whit control, particularly in Exploter cultivar after the treatment with BABA.
The quantitative and qualitative analysis of three PR proteins showed high presence of BABA, and
FOSFATO, the two best of the three chemical resistance inducers.
The experiments show that three activators used as resistance inducers in two globe artichoke
cultivars can help the plant to defend itself against pathogen’s attack. In fact, the disease indexes in
treated plants result lower comparated with control plants. The chemical resistance inducers
anticipate the signals of pathogen to regulate the overexpression of genes involved in the resistance
without considerable differences among two artichoke cultivars. These results are in agreement with
experiments performed in other horticultural crops (melon, cucumber and zucchini). Finally from
this work emerges the good perspective to use resistance inducers, particularly BABA, in
alternative to traditional chemical systems.
Description: 
Dottorato di ricerca in Protezione delle piante
URI: http://hdl.handle.net/2067/1130
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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