EXPLORING STREPTOMYCES-FUSARIUM INTERACTION TO HAMPER WHEAT HEAD BLIGHT, CROWN ROT AND DEOXYNIVALENOL PRODUCTION
Creators: name: COLOMBO, ELENA MARIA
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2019

description: La fusariosi della spiga e il marciume al colletto in frumento sono malattie causate da Fusarium graminearum, F. culmorum e F. pseudograminearum. Essi determinano ingenti perdite di raccolto oltre a contaminare il prodotto con micotossine appartenenti alla famiglia dei tricoteceni. I batteri Gram-positivi appartenenti al genere Streptomyces sono ubiquitari nel suolo ed endofiti dei tessuti interni delle radici. Essi producono una vasta gamma di metaboliti secondari con propriet� antimicrobiche e possono essere utilizzati come agenti promotori della crescita delle piante, limitando lo sviluppo dei patogeni. L?obiettivo del presente dottorato di ricerca � stato quello di selezionare ceppi di streptomiceti attivi contro Fusarium spp. in grano. La prima fase dello studio ha permesso di conoscere lo stato dell?arte sull?utilizzo di streptomiceti contro specie micotossigene appartenenti al genere Fusarium (Chapter 1). Successivamente sono state sviluppate strategie innovative per la selezione degli stessi (Chapter 2) e l?efficacia dei ceppi pi� promettenti � stata poi saggiata in diverse condizioni (Chapter 3). Inoltre, i metaboliti secondari responsabili dell?attivit� antifungina sono stati caratterizzati (Chapter 4). L?influenza della variabilit� dei ceppi di Fusarium spp. e dei substrati colturali sull?attivit� di biocontrollo � stata valutata tramite saggi di antibiosi. Questi fattori hanno avuto un?influenza significativa nel determinare il livello di attivit� in vitro. I mezzi standard utilizzati in laboratorio hanno diminuito infatti tale parametro. Inoltre � stata riscontrata un?assenza di correlazione con il livello di biocontrollo ottenuto in pianta. Unica eccezione � per i risultati ottenuti utilizzando un terreno a base di frumento, che ha permesso di osservare un valore di correlazione pi� elevato con il livello di biocontrollo riscontrato contro marciume radicale in frumento (r = 0.5). Successivamente, al fine di saggiare metaboliti limitanti la produzione di tricoteceni, � stato sviluppato un sistema in micropiastra che misura la fluorescenza emessa da un ceppo di F. graminearum trasformato con il costrutto TRI5::GFP. TRI5 � il primo gene essenziale coinvolto nella via metabolica di produzione di tricoteceni. Da questa prova si � potuto selezionare il ceppo di streptomicete DEF39 che riduce significativamente la produzione di DON. Le potenziali attivit� di promozione della crescita e di biocontrollo di una selezione dei ceppi pi� promettenti (N = 21) sono state saggiate in pianta. Gli streptomiceti testati non hanno esibito la capacit� di aumentare i parametri di sviluppo dei germinelli di frumento, ma il ceppo DEF09 ha ridotto significativamente il marciume al colletto e la fusariosi della spiga ottenendo livelli di protezioni sopra al 40% e del 60% rispettivamente. Basandosi sui risultati ottenuti, quattro ceppi (DEF09, DEF20, DEF39, DEF48) sono stati applicati su grano sterilizzato testando due tempistiche di trattamento per osservarne la capacit� di riduzione della biomassa fungina e della produzione di DON. Inoltre tramite qPCR si � osservata la fitness degli agenti di biocontrollo nelle condizioni testate. Gli streptomiceti, abili colonizzatori del substrato testato, sono stati efficaci nel ridurre la produzione di micotossine, limitando -quando co-inoculati con il patogeno- lo sviluppo dello stesso. I ceppi selezionati agiscono perci� sia contro lo sviluppo fugino e/o contro la produzione di DON. Ulteriori studi saranno necessari per confermarne l?attivit� in pianta, cos� come per permettere lo sviluppo di formulati efficaci per limitare la contaminazione da tricoteceni.