Characterization of the aggressiveness and fungicide sensitivity of populations of Mycosphaerella graminicola (anamorph. Zymoseptoria tritici) on wheat

Mycosphaerella graminicola, anamorfo Zymoseptoria tritici, è l’agente causale della septoriosi. Questo patogeno, diffuso in Europa, in Italia solo in tempi recenti è causa di notevoli perdite di produzione. L’impiego di cultivar tolleranti è un importante mezzo di controllo ma il più diffuso è il trattamento con fungicidi. L’obiettivo principale dello studio è stato valutare la sensibilità di isolati italiani di Z. tritici alle famiglie di fungicidi impiegate nella difesa (QoI, DMI e SDHI). Questo ha portato anche alla messa a punto di un protocollo in droplets digital PCR (ddPCR) per valutare la frequenza della G143A, sostituzione responsabile della resistenza alle strobilurine. Un altro obiettivo ha invece riguardato la sensibilità di varietà di frumento coltivate in Italia a Z. tritici approfondendo la specificità di infezione di isolati del patogeno al frumento tenero e duro. Dalla valutazione della sensibilità a QoI, DMI e SDHI e dall’analisi delle sequenze cytb, cyp51 e Sdhb-c-d si è potuto concludere come le tre famiglie possono essere impiegate nella difesa in Italia. A causa della presenza di cali di efficacia riscontrati nei confronti di QoI e DMI appare importante seguire le indicazioni anti-resistenza proposte dal Fungicide Resistance Action Committee. L’ utilizzo della ddPCR nello studio della frequenza della G143A ha permesso di misurare in maniera sensibile e accurata la sostituzione. Protocolli simili potrebbero essere sviluppati nei confronti di altre mutazioni causanti resistenza ai fungicidi, sia in Z. tritici che in altri patogeni. La valutazione della sensibilità delle varietà di frumento al patogeno, è avvenuta attraverso l’inoculazione delle piante con isolati provenienti da frumento duro e tenero. I risultati hanno mostrato l’emergere della specializzazione degli isolati saggiati alle due specie di frumento ma studi più approfonditi, potrebbero confermare il fenomeno. Le informazioni apportate da questa tesi possono contribuire sostanzialmente alla gestione di Z. tritici in campo.Mycosphaerella graminicola anamorph. Zymoseptoria tritici is the casual agent of Septoria Tritici Blotch (STB). The pathogen is widespread in Europe, but in Italy only recently is causing heavy losses of yield. Against STB genetic resistance is an important approach, but disease control mostly rely to fungicide applications. The main aim of the study was test the fungicide sensitivity (QoI, DMI e SDHI) of Italian Z. tritici istrains. This aim led to set up of protocol in droplets digital PCR (ddPCR) to investigate the frequency of G143A substitution causing a reduction of strobilurins’ efficacy. Another aim was test the sensitivity of Italian wheat variety to Z. tritici investigating the specificity of pathogen strains to bread and durum wheat. From the sensitivity test to Qoi, DMI and SDHI and from the analysis of cytb, cyp51 e Sdhb-c-d genes this study showed a reduction of sensitivity of STB strains to QoI and DMI. However all the three family of fungicide can be used in field management of the pathogen but is important follow the anti-resistance strategy proposed by Fungicide Resistance Action Committee. The use of ddPCR made it possible to obtain a sensitive and accurate measurement of the frequencies of G143A substitution. Similar protocols could be developed to investigate other mutations involved in fungicide resistance in Z. tritici as well as in other plant pathogens. The sensitivity of wheat variety to STB was evaluated inoculating the plants with strains collected from bead and durum wheat. The results showed the emergence of specialization of isolates tested to bread and durum wheat but another test could confirm the supposition. The information make from this study could improve the management of Z. tritici in field