Biological, pathogenetic and biochemical aspects of bacterial species involved in the dieback of hazelnut

Dottorato di ricerca in Protezione delle pianteL'attività ricerca è stata finalizzata allo studio delle diverse specie batteriche coinvolte nella moria del nocciolo e sull'efficacia di alcune applicazioni di lotta contro la malattia. In particolare sono stati analizzati, sotto diversi aspetti, ceppi di Pseudomonas avellanae e di diversi isolati appartenenti alla famiglia delle Enterobacteriaceae. Nonostante il lavoro sia focalizzato sulle specie a cui, in tempi differenti, è stata associata la malattia non sono stati trascurati ceppi batterici, con caratteristiche differenti, riscontrati frequentemente nel corso degli isolamenti. La prima fase è consistita nel reperimento di materiale sintomatico su cui è stata eseguita una serie di isolamenti. I ceppi batterici ottenuti sono stati prima sottoposti ad una serie di analisi preliminari di tipo morfologico, colturale, fisiologico e biochimico. Sono stati inoltre utilizzati nello studio isolati provenienti da isolamenti precedenti, caratterizzati in base alla determinazione del profilo degli acidi grassi. Al fine di ottenere una identificazione più rapida, è stato utilizzato il sistema BIOLOG®. In una seconda fase le informazioni a disposizione sul metabolismo delle specie oggetto dello studio sono state arricchite attraverso la determinazione di un profilo metabolico tipico delle diverse specie. L'indagine sul metabolismo è proseguita con la verifica dell'eventuale produzione di autoinduttori da parte di P. avellanae. Sono state inoltre eseguite costantemente inoculazioni sia di ceppi noti che di isolati locali su piantine di nocciolo. Nel corso del triennio sono stati inoltre eseguiti dei trattamenti in campo al fine di verificare l'eventuale efficacia di diversi formulati rameici a basso contenuto di rame nel contenimento della malattia. I ceppi batterici provenienti da materiale sintomatico confermano i risultati di isolamenti effettuati precedentemente al lavoro sperimentale, ovvero non solo microrganismi appartenenti alla specie P. avellanae, ma anche di diverse Enterobatteriaceae, Xanthomonadaceae e Pseudomonadaceae. I risultati ottenuti dal confronto dei profili nutrizionali indicano una notevole variabilità all’interno sia dei ceppi di P. avellanae che delle Enterobacteriacee saggiate. Sia i ceppi batterici, appartenenti a diverse specie, isolati localmente da materiale sintomatico che quelli noti utilizzati come controllo sembrano non essere in grado di produrre malattia al di fuori del loro areale di isolamento, o in ogni caso in mancanza di fonti di stress della pianta. Per quanto riguarda la verifica della produzione di autoinduttori è stata verificata la produzione, da parte di P. avellanae, di lattoni dell’omoserina con catena acilica coordinata, con una possibile lunghezza da sette a quattordici atomi di carbonio. Per quanto riguarda la parte inerente ai trattamenti in campo, l’efficacia dei trattamenti effettuati con i formulati rameici a basso contenuto di principio attivo, è stata analoga a quella dei prodotti a contenuto rameico maggiore.The aim of this research was to study some biological, pathogenetic and biochemical aspects of bacterial species involved in the “dieback” of hazelnut, and to verify the effectiveness of new and traditional copper compounds. First we focused our attention on the recruitment of symptomatic samples from hazelnut plants in order to isolate the causal agent by morphological, cultural, physiological and biochemical screenings. Similar tests were performed on bacterial strains previously isolated and they were characterized using fatty acids profile analysis. Moreover, Biolog™ Microlog system, that utilizes a “metabolic fingerprints”, was used for a rapid identification of bacterial isolates. Our data suggest that different species are probably involved in the disease evolution. To compare the “metabolic fingerprints” of many isolates of Pseudomonas avellanae and Enterobacteriaceae, dendrograms were generated using a modified UPGMA analysis developed by Biolog™ system. This analysis shows the wide variability of nutritional profiles inside the P. avellanae and Enterobacteriacee isolates. Afterwards we investigated the probable autoinducer molecules production by P. avellanae: as most Pseudomonadaceae also P. avellanae was able to produce N-Acyl homoserine lactones (AHLs) in particular AHLs with acyl side chain length from 7 to 14 carbons. During the three years, healthy, pot-cultivated hazelnut plants, were inoculated with known strains and local isolates. Both bacterial isolates of local origin and known strains seems to be not able to cause disease when inoculated far from the centre of infection or when plants were cultivated without stress conditions. At last, results of three years of field experiments, done at the municipal districts of Caprarola and Capranica, to test the efficacy of new and traditional copper compounds, usable in organic farming, and alternative copper products are reported. No differences were observed among the tested copper compounds