Principali malattie del girasole
Valeria Mancini, Sergio Murolo, Gianfranco Romanazzi
Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali, UNIVPM Ancona
Giornata di studio «Le avversità parassitarie del girasole» Osimo, 07 luglio 2015
Migliaia di tonnellate
Migliaia di ettari
L'Italia centrale, dove si concentra oltre il 90% della
superficie coltivata in Italia, è la zona elettiva di
coltivazione del girasole.
Fonte: ISTAT
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Annata agraria 2014-2015: le intenzioni di
semina dichiarate diminuzione della
superficie a seminativi (-1,3%).
Per quanto riguarda le piante industriali,
si rilevano cali delle superfici investite a
tabacco (-26,2%), colza e ravizzone (6,5%), girasole (-0,7%) e le "altre piante
industriali" (-30,2%); fa eccezione la soia,
con un aumento del 13,5%
Malattie da virus e fitoplasmi segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)
Virus e Fitoplasmi
Giallume dell’astro
Ca. P. asteris
Mosaico del girasole
Sunflower mosaic virus
Cucumber mosaic virus
Malattie batteriche segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)
Batteri
Clorosi apicale
Pseudomonas syringae pv.
tagetis
Maculatura fogliare batterica
Pseudomonas syringae pv.
aptata
P. cichorii
P. syringae pv. helianthi
P. syringae pv. mellea
Avvizzimento batterico
Pseudomonas solanacearum
Tumore batterico del colletto
Agrobacterium tumefaciens
Marciume batterico dello stelo e
della calatide
Erwinia carotovora subsp.
carotovora
E. carotovora subsp. atroseptica
2. Bacterial Stalk Rot
(APS, 2015)
Malattie fungine segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)
Malattia
Maculatura fogliare
Agente patogeno
A. alternata, A. helianthi
foglie stelo
fiore radici
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Tacche fogliari
Septoria helianthi
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Ruggine
Puccinia helianthi, P. xanthii, Uromyces junci
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Mal bianco
Erysiphe cichoracearum
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Peronospora
Plasmopara halstedii
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Muffa grigia
Botrytis cinerea
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Fusariosi
Fusarium moniliforme, F. oxysporum
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Verticillosi
Verticillium albo-atrum, V. dahliae
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Stelo nero
Phoma sp.
Necrosi dello stelo
Phomopsis spp., Phomopsis helianthi
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Marciume dello stelo
Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora spp., P. drechsleri
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Marciume carbonioso
Macrophomina phaseolina
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Marciume della calatide
Rizopus spp.
Marciume dei semenzali Pythium, Rhizoctonia
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Peronospora
del girasole
Agente causale
Plasmopara halstedii (Farl.) Berl. & De Toni, 1888
La presenza del patogeno è stata riportata su oltre 100 piante ospiti appartenenti alla famiglia delle
Asteraceae. Il girasole risulta l’ospite più importante dal punto di vista economico.
patogeno originario del Nord America che si è diffuso in tutte le aree di coltivazione del girasole,
compresa l'Europa
patogeno obbligato
patogeno da quarantena
trasmissibile per seme e in grado di sopravvivere nel suolo fino a 8 – 10 anni
La peronospora rappresenta la più importante malattia del girasole essendo
caratterizzata da un alto potenziale distruttivo che in caso di epidemia grave, può
provocare la perdita di oltre il 50%-80% di produzione
Ciclo biologico di P. halstedii
 Lo svernamento avviene tramite le oospore
presenti nel suolo, sui residui colturali o sul seme
 Dalle oospore si sviluppano i macrosporangi che
contengono numerose zoospore biflagellate, le
quali in prossimità del colletto e delle radici
germinano e penetrano nei tessuti
Le sementi rappresentano il principale «vettore»
per la diffusione della malattia nelle zone di
nuova coltivazione
Oospore nei tessuti
vegetali
zoospore biflagellate
Razze di peronospora
Sono inoltre state descritte numerose razze fisiologiche a seconda della loro capacità di colpire differenti
linee di cultivar di girasole. Secondo Tourvieille et al. nel 2005 erano conosciute 10 razze fisiologiche in
Europa, il loro numero è però soggetto a variazioni in seguito a nuove scoperte scientifiche.
Tra le principali ricordiamo:
razza 1 la razza Europea, presente anche in Italia
razza 2 detta Red River diffusa in Nord America (presente anche in Italia)
razza 3 segnalata per la prima volta nel 1981 in Minnesota e South Dakota
Nei confronti di queste razze sono noti alcuni geni che conferiscono resistenza, come il PL1 attivo nei
confronti della razza 1, il PL2 in grado di controllare la razza 1 e 2 , il PL5 in grado di controllare la razza 3
Sintomi
Infezione primaria precoce
Infezione primaria tardiva
arresto della crescita seguito da avvizzimento e morte
della pianta
nanismo, le piante si sviluppano in modo stentato
raggiungendo un’altezza di 50-60 cm
Le calatidi risultano più piccole per il raccorciamento degli
ultimi internodi del fusto
Sintomi
Aree clorotiche sulla pagina superiore
Presenza di micelio biancastro sulla pagina inferiore
Sintomi
Piccole aree clorotiche sulla pagina superiore e di micelio biancastro sulla pagina inferiore in seguito ad
infezioni secondarie su piante adulte
Metodi di identificazione di P. halstedii in campioni di semi e suolo
Biosaggio
Semi
Suolo
 Tre repliche (400 semi x 3) per campione
 Sterilizzazione superficiale con ipoclorito Na
(0.5% per 10 min)
 Lavaggio in acqua sterile
 Germinazione 20°C
 Quando appaiono i cotiledoni (circa 10-15 gg),
osservazioni di anomalie morfologiche e
sporulazione del fungo
 Il campione è costituito da 1.5 kg di terreno per
Ha
 Deve essere saturato con acqua
 Piantare semi di varietà suscettibili (50 semi)
 Primi 3 gg Temp. 20°C e UR 95%
 Dal 4 g Temp. 16-18°C e fotoperiodo 12h
 Dopo 15 gg appaiono i cotiledoni
 Osservazioni
Osservazioni
Sporulazione del patogeno sui
dicotiledoni
Presenza di sporangi e micelio cenocitico in
seguito ad osservazioni al microscopio
Diagnosi molecolare
Campione semi
PCR convenzionale
 Estrazione del DNA (campione 35 g = 500 semi)
 Amplificazione con primer specifici (PHAL-F/R) (Ioos et al., 2007)
 Verifica dei risultati su gel di agarosio
Polverizzazione
Tempo richiesto: 6h
PCR realtime (qPCR)
 Estrazione del DNA (campione 35 g = 500 semi)
 Amplificazione con primer specifici (qPHAL-F/qPHALF-R) e sonda
(qPHAL-P)(Ioos et al., 2012)
Estrazione DNA
Tempo richiesto: 3 h
PCR
qPCR
Misure di lotta preventive
 impiego di seme sano
poiché l'importazione di semente infetta di girasole può
essere la causa dell'introduzione e della diffusione di
nuove razze del patogeno non presenti in Italia
 concia del seme
 utilizzo di varietà di girasole resistenti a P. halstedii
Muffa grigia
del girasole
Agente causale
Botrytis cinerea Pers., 1794
 È un patogeno ubiquitario, presente in genere
allo stato saprofitario su svariate matrici
vegetali
 È in grado di assumere attività parassitaria
ogni qualvolta le condizioni climatiche siano
favorevoli, interessando tutte le fasi
vegetative con danni a carico del fusto, foglie
e calatide
Conidiofori di Botrytis cinerea
Ciclo biologico di Botrytis cinerea
 Il micelio e gli sclerozi svernano sui
residui di vegetazione e nel suolo
 Gli sclerozi producono il micelio dal
quale si originano i conidi, i quali
germinano sulla superficie vegetale
 L’infezione avviene in presenza di
condizioni climatiche caratterizzate
da umidità elevata
 L’invasione dei tessuti da parte del
patogeno determina il marciume
dei tessuti interessati
Sintomi su foglie e bottoni fiorali
Disseccamento dei bottoni fiorali
Disseccamento e deformazione della
lamina fogliare
Sintomi sulla calatide
Imbrunimento della calatide che può ricoprirsi di un micelio grigiastro
Sintomi sulla calatide
In questi casi i danni sono molto gravi in quanto, oltre alla perdita del prodotto, viene
contaminato il seme
Marciume
dello stelo e della calatide
del girasole
Agente causale
Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, (1884)
S. sclerotiorum è un patogeno terricolo, nelle regioni
temperate è considerato una delle più grosse
problematiche per il girasole, in quanto riesce a persistere
nel suolo per diversi anni e ha un range di ospiti molto
elevato (230 generi in 64 famiglie)
Il marciume dello stelo e della calatide non è infrequente in alcune aree dell’Italia
Centrale dove sono previste semine primaverili precoci (Zazzerini et al., 1987).
Può manifestarsi in qualsiasi stadio di sviluppo della pianta con danni che si
ripercuotono in misura consistente sulla produzione
Ciclo biologico di S. sclerotiorum
 Gli sclerozi presenti nel
terreno germinano dando
origine alle ascospore
 Le ascospore infettano la
parte aerea della pianta
(stelo, foglie e calatide)
mentre il micelio originatosi
dagli
sclerozi
infetta
l’apparato radicale
Sintomi
I sintomi della malattia variano notevolmente in relazione alla fase fenologica in cui avviene l’infezione
Attacchi precoci
Infezioni tardive
Periodo di fioritura
avvizzimento della pianta
morte della pianta
disseccamenti e necrosi sul
fusto e nella parte basale
della pianta
Sintomi alla base del fusto
Alla base del fusto delle giovani piante malate si formano ampie aree
marcescenti di colore marrone chiaro, ricoperte da un micelio biancastro
Con il passare del tempo il midollo del fusto
si disgrega completamente e viene sostituito
da ammassi scleroziali
Sintomi sulla calatide
Il fungo si insedia all’interno della calatide e nella parte posteriore, che
assume una colorazione brunastra
I tessuti perdono consistenza e la
calatide si ripiega su se stessa
Sulla calatide accanto ai semi si differenziano gli sclerozi
Marciume carbonioso
dello stelo
del girasole
Agente causale
Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid., (1947) - telomorfo
Sclerotium bataticola Taubenh., (1913) - anamorfo
Patogeno terricolo che ha un ampio range di ospiti (circa 500) compreso il girasole
Il marciume carbonioso rappresenta l’avversità crittogamica più pericolosa e diffusa
in tutti gli ambienti italiani
Nelle annate calde e asciutte in condizioni di stress idrico può provocare perdite
consistenti del prodotto per effetto della riduzione del diametro delle calatidi e del
peso degli acheni
Provoca alterazioni sulle caratteristiche qualitative dell’olio modificando il contenuto
proteico e il rapporto tra i vari acidi grassi
Ciclo biologico di Macrophomina phaseolina
 Il patogeno sverna sotto forma di
microsclerozi nel terreno e nei
residui colturali
 Gli essudati radicali stimolano la
germinazione dei microsclerozi
 Le spore germinano sul fusto e
penetrano le cellule epidermiche
mediante azione meccanica e
produzione di enzimi
 Rapida colonizzazione dei tessuti
dell’ospite e conseguente clorosi e
necrosi dei tessuti
Sintomi
Comparsa dei sintomi dopo la fioritura, in particolare durante l’ultima fase del ciclo vegetativo
 Le piante colpite mostrano una maturazione precoce
 Lo stelo risulta meno consistente e di colore grigio – argenteo
 Le piante così danneggiate tendono a spezzarsi con estrema facilità
Sintomi
Il tessuto midollare all’interno del fusto è annerito e frammisto ai microsclerozi, di forma ovale e
rotondeggiante (diametro di circa 80-160 micron)
Malattie fungine segnalate su girasole (Helianthus annosuus L.)
Malattia
Maculatura fogliare
Agente patogeno
A. alternata, A. helianthi
foglie stelo
fiore radici
*
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Tacche fogliari
Septoria helianthi
*
Ruggine
Puccinia helianthi, P. xanthii, Uromyces junci
*
Mal bianco
Erysiphe cichoracearum
*
Peronospora
Plasmopara helianthi
*
Muffa grigia
Botrytis cinerea
*
Fusariosi
Fusarium moniliforme, F. oxysporum
*
*
Verticillosi
Verticillium albo-atrum, V. dahliae
*
*
Stelo nero
Phoma sp.
Necrosi dello stelo
Phomopsis spp., Phomopsis helianthi
*
Marciume dello stelo
Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora spp., P. drechsleri
*
Marciume carbonioso
Macrophomina phaseolina
*
Marciume della calatide Rizopus spp.
Marciume dei semenzali Pythium, Rhizoctonia
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Mal bianco del girasole
Agente causale: Erysiphe cichoracearum (DC.) (1805)
cleistoteci
 Il patogeno sverna sotto forma di cleistoteci
(piccoli corpi fruttiferi nerastri) sui residui di
vegetazione
 Le condizioni climatiche ottimali per la
germinazione delle spore comprendono elevata
umidità e temperature intorno ai 20-25°C
Ascospore liberate dai cleistoteci
 Le spore, disperse dal vento, daranno origine a
infezioni secondarie e in condizioni ottimali la
produzione di altre spore avverrà nel giro di 5 –
7 giorni
Sintomi
 Comparsa di aree biancastre dapprima sulle
foglie basali poi su tutta la parte aerea della
pianta.
 Le aree bianche diventano grigie e compaiono i
cleistoteci.
 Le foglie gravemente infette possono ingiallire e
disseccare. In genere, le foglie inferiori
rimangono più pesantemente colpite rispetto alle
foglie superiori.
Marciume della calatide del girasole
Agente causale: Rhizopus spp.
Rhizopus è un fungo terricolo ma soprattutto conosciuto come agente di marciume soffice di bulbi,
frutti, vegetali durante la conservazione.
Il marciume della calatide è una malattia particolarmente distruttiva in California ed perdite notevoli
sono state anche registrate in Israele, dove in condizioni particolarmente favorevoli ha causato perdite
di produzione superiori al 90%
Infezioni in un campo di girasoli a seguito di una
grandinata
Sintomi
Macchie scure nella parte posteriore della
calatide che danno origine ad aree di
marciume acquoso
disseccamento
Presenza delle strutture riproduttive fungine all’interno e sulla superficie della calatide
Verticillosi del girasole
Agente causale: Verticillium dahliae (Cooke) Wint.
Verticillium albo atrum (Cooke) Wint.


ampio di ospiti (oltre 350 specie di piante)
patogeno terricolo e trasmissibile per seme
Sopravvive nel suolo o su residui di vegetazione infetta sotto
forma di microsclerozi. Può sopravvivere per diversi anni nel
terreno senza ospite
Ciclo biologico
 I microsclerozi germinano e le ife infettano le radici
 Il fungo si diffonde nello xilema causando l'occlusione dei vasi
che insieme alla produzione di tossine determina
l'appassimento della pianta
microsclerozi
Sintomi
Sintomi precoci su
foglie
Ingiallimento internervale
e necrosi sulle foglie
basali
Steli infetti mostrano in sezione longitudinale una
colorazione bruna rossastra
Gli ingiallimenti internervali e le necrosi
interessano porzioni sempre più estese
della lamina fogliare
Metodi di diagnosi per individuare i patogeni fungini trasmissibili per seme
Diagnostic methods
Rapidity
Sensitivity and
Specificity
Ease in the implementation
Examples of detected pathogens
Visual examination
very high
low
mycological skills required
Phomopsis spp., Cercospora kikuchii, Peronospora manshurica / soybean seed; Cylindrocladium
parasiticum / peanut seed; Colletotrichum dematium / chilli seed; Septoria apii / celery seed
Seed washing technique
very high
low
mycological skills required
Peronospora manshurica / soybean seed
Freeze blotter method
low
low/moderate
mycological skills required
Alternaria dauci, Alternaria radicina / carrot seed;
Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed;
Agar medium
low
low/moderate
mycological skills required
Alternaria dauci, Alternaria radicina, Alternaria carotiincultae / carrot seed; Verticillium dahliae,
Fusarium spp. / Cucurbitaceae seed; Botrytis spp. / onion seed
high
moderate/high
ease in the interpretation
Macrophomina phaseolina / cowpea seed
moderate/high
high
molecular biology skills required,
ease in the interpretation
Alternaria brassicae, Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed; Ascochyta lentis / lentil seed;
Alternaria radicina / carrot seed; Phoma valerianella / lamb's lettuce seed; Fusarium oxysporum
f. sp. basilici / basil seed
BIO-PCR
moderate
very high
molecular biology skills required,
ease in the interpretation
Alternaria dauci, Alternaria radicina / carrot seed;
Alternaria brassicae, Leptosphaeria maculans / Brassicaceae seed; Ascochyta rabiei / cheekpea
seed; Fusarium oxysporum f. sp. lactucae / lettuce seed
Nested PCR
moderate
very high
molecular biology skills required,
ease in the interpretation
Colletotrichum lindemuthianum / bean seeds; Fusarium oxysporum f. sp. lactucae / lettuce seeds
Incubation method
Serological based assay
Conventional PCR
Real time PCR
high
very high
molecular biology skills required
Alternaria brassicae, Plasmodiophora brassicae / Brassicaceae seed;
Didymella bryoniae / Cucurbitaceae seed; Botrytis spp. / onion seed;
Verticillium dahliae / spinach seed; Colletotrichum lindemuthianum / bean seed; Fusarium
oxysporum f. sp. basilici / basil seed
MCH-PCR
high
very high
molecular biology skills required
Didymella bryoniae / Cucurbitaceae seed;
Botrytis spp. / onion seed
Laser biospeckle
technique
high
high
technological skills
Fusarium oxysporum, Aspergillus flavus, Sclerotinia spp., / bean seed
Videometer
high
high
technological skills
Stemphylium botryosum, Cladosporium spp., Fusarium spp., Verticillium spp., Alternaria alternata
/ spinach seed
Trattamenti dei semi di specie ortive per controllare patogeni fungini trasmissibili per seme
(Mancini e Romanazzi, 2014)
"Clizia era una giovane ninfa, innamorata persa
del Sole, pertanto lo seguiva tutto il giorno mentre
lui guidava il suo carro di fuoco per tutto l'arco del
cielo. Il sole, dapprima fu lusingato e un pochino
intenerito da quella devozione... credette di
esserne a sua volta innamorato e decise di
sedurla
cosa
non
difficile
per
lui!
Ma ben presto il Sole si stancò dell'amore di Clizia
e le diede, come suol dirsi... il benservito
rivolgendo
altrove
le
sue
attenzioni.
La povera ninfa pianse ininterrottamente per nove
giorni interi. Immobile in mezzo a un campo,
osservava il suo amore attraversare il cielo sul suo
carro
di
fuoco.
Così, pian piano, il suo corpo si irrigidì,
trasformandosi in uno stelo sottile ma resistente, i
suoi piedi si conficcarono nella terra mentre i suoi
capelli diventarono una gialla corolla; si era
trasformata in un fiore bellissimo color dell'oro... Il
girasole...
Ma anche nella sua nuova forma la piccola ninfa
innamorata continua tuttora a seguire il suo amore
durante il giro nel cielo".
Grazie dell’attenzione