Comportamento nutritivo dell’insetto vettore Euscelidius variegatus su una linea mutante di Arabidopsis thaliana tollerante all’infezione da Flavescenza dorata

La Flavescenza dorata (FD) è una grave fitoplasmosi che colpisce la vite ed è causa di gravi danni al settore vitivinicolo europeo. Originaria ed endemica in Europa è divenuta epidemica a causa dell’introduzione dal nord America della cicalina Scaphoideus titanus, che ne è diventato il vettore principale. Il fitoplasma associato alla Flavescenza dorata (FDp) è un patogeno da quarantena ma, nonostante gli sforzi messi in atto per contenerne la diffusione, che prevedono trattamenti insetticidi contro il vettore e la rimozione delle piante infette, continua ad essere difficilmente controllabile. Negli ultimi anni sono state raccolte numerose informazioni riguardanti l’epidemiologia di FD e la biologia del suo vettore, ma ad oggi non sono noti geni coinvolti nella resistenza della pianta alla malattia. Nell’ottica di identificare i meccanismi molecolari di risposta della pianta a FD ed eventualmente i geni che conferiscono resistenza o tolleranza alla malattia si è deciso di impiegare come sistema modello la pianta erbacea Arabidopsis thaliana della quale è noto il genoma e sono disponibili numerosi mutanti per studi di genetica inversa. Da analisi trascrittomica di piante di Arabidopis infette da FDp e da dati presenti in letteratura, sono stati selezionati 20 geni possibilmente coinvolti nella risposta all’infezione dal fitoplasma. L’effettivo coinvolgimento di questi geni nella risposta all’infezione da FD è stato valutato con RT-PCR che ha permesso l’analisi differenziale dell’espressione genica in piante sane e malate. I dati di espressione differenziale hanno permesso di restringere il gruppo di geni d’interesse a due geni che sembrano essere coinvolti nel processo di risposta precoce alla malattia: il gene phytoalexin deficient 4(Pad4) e il gene powdery mildew resistance (Pmr4). Per valutare il ruolo di questi due geni nella risposta all’infezione, una linea knock-out pad4-1/pmr4-1 di Arabidopsis è stata inoculata con il vettore Euscelidius variegatus che viene abitualmente impiegato come vettore di sostituzione in laboratorio per la trasmissione di FD. La linea mutante si è dimostrata tollerante all’infezione con una percentuale di piante infette del 12% contro il 41% delle piante wild type usate come controllo. Per valutare se la maggiore tolleranza all’infezione fosse dovuta a un diverso comportamento nutrizionale del vettore E. variegatus sui mutanti di Arabidopsis, sono stati condotti esperimenti per descrivere il comportamento nutrizionale tramite uso della tecnica dell’electrical penetration graph (EPG), che permette di descrivere la nutrizione degli insetti floemomizi tramite impulsi elettrici. Le analisi EPG hanno mostrato una assenza di nutrizione floematica sulla cultivar mutante pad4-1/pmr4-1 e differenze nel comportamento nutritivo su A. thaliana e Avena sativa.