Caratterizzazione bio-molecolar e ruolo di specie di Fusarium associate alla Fusariosi della spiga su frumento duro
Bio-molecular characterization and role of Fusarium species involved in Fusarium Head Blight of durum wheat
Creators: name: Amato, Barbara <1984>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: AGR/12 Patologia vegetale

description: La Fusariosi della spiga (FDS) è una fitopatia diffusa a livello mondiale che colpisce le colture cerealicole, tra cui il frumento duro, ed è in grado di causare gravi danni di tipo qualitativo ed economico. Le specie fungine responsabili appartengono al genere Fusarium, tra cui F. graminearum, F. culmorum e più recentemente F. poae. La conseguenza più rilevante riguarda la contaminazione della granella da micotossine, molecole prodotte dai miceti, considerate dalla comunità scientifica ad alto rischio per la salute dell’uomo e animali.
L’eziologia è molto complessa, dal momento che su una stessa spiga di frumento possono coesistere più specie fungine che contribuiscono ad influenzare i quantitativi di micotossine prodotte.
Lo scopo della ricerca è incentrato sulla caratterizzazione di ceppi di F. poae, in termini di potenziale patogeno e aggressività. Tramite l’allestimento di un saggio di inoculazione in vitro “Petri-dish” è stato possibile attribuire un indice di aggressività a ciascun isolato fungino, basato su parametri quali AUHPC e AUDPC standard, insieme ad altre variabili come la riduzione della lunghezza del coleottile e del tasso di germinazione. Il saggio è stato esteso anche a F. culmorum, per valutare la riproducibilità del test su altre specie fungine. Il test in vitro offre diversi vantaggi, tra cui affidabilità e rapidità di esecuzione ed è quindi adatto allo screening di ceppi patogeni da utilizzare in successive sperimentazioni.
Gli stessi ceppi di F. poae, provenienti da una prova di inoculazione artificiale in serra su piante di frumento duro, sono stati caratterizzati dal punto di vista bio-molecolare.
Poichè lo studio della fusariosi della spiga richiede la determinazione quantitativa della biomassa dei patogeni nei tessuti della pianta-ospite, anche in assenza di sintomi, il protocollo di Real-Time PCR con chimica SYBR® Green I qui sviluppato, ha dimostrato essere un buon compromesso tra attendibilità, rapidità e costi complessivi della metodica.
description: Fusarium Head Blight (FHB) is one of the major diseases affecting worldwide cereral crops. It causes yield losses and decreasing grain quality, including the accumulation of mycotoxins. The causal agents, F. graminearum, F. culmorum and recently F. poae, belong to Fusarium genus. Contamination by mycotoxins is a great concern, as they are capable of harming the health of humans and farm animals.
The aetiology is very complex, as one or more species can occur on a spike at the same time and can contribute to the total amount of mycotoxins.
The aim of the research has been the characterization of F. poae strains regarding their pathogenicity and aggressiveness. It has been possible, by an in vitro “Petri-dish” test, to confer an aggressiveness index to each isolate, based on AUHPC and AUDPC standard parameters, together with the variables on germination rate reduction and coleoptile length reduction. The same test was also performed on F. culmorum strains, to assess its reproducibility on other Fusarium species; the benefits arisen from the test, which are reliability and rapidity in execution, make it suitable for screening analyses of pathogen strains that can be used for other purposes. 
The same F. poae strains, from a greenhouse artificial inoculation experiment on durum wheat plants, were also biomolecularly characterized.
Estimation of fungal biomass, even in asymptomatic spikes, is fundamental to assess the pathogenicity of strains and it was possible by the Real-time PCR molecular technique with SYBR® Green I chemistry developed in this work, which showed to be sensitive, fast and specific for quantifying F. poae biomass.