Fitness di Scaphoideus titanus Ball su cultivar di vite con diversa suscettibilità a Flavescenza dorata

The experimental work, carried out within the project “Towards grapevine resistance to Flavescence dorée” (FLAVOSCREEN) was accomplished during the years 2019-20 in order to investigate the possible factors of resistance to Flavescence dorée (FD) mediated by the behaviour of the insect vector Scaphoideus titanus on some vine cultivars. For the purpose of the study fitness tests were conducted to assess viability parameters of S. titanus. In particular, developmental times of the nymphs and longevity of the adults were investigated. The fitness experiments were carried on three traditional Piedmontese cultivars: one susceptible of reference, Barbera clone 84 and two putative tolerant, Brachetto clone 20 and Moscato clone 190. In parallel, the nutritional behavior of S. titanus was analyzed by electropenetrography (EPG), placed on the same three cultivars. During the thesis work, controlled inoculations of different vine cultivars with S. titanus were also carried out with the aim of widening an already existing scale of susceptibility of Piedmontese cultivars to FD. In order to be able to carry out fitness tests and to study nutrition, a S. titanus breeding was established which allowed obtaining healthy individuals during the whole period of the tests. The analyses of developmental times and longevity of the insect have shown that S. titanus is able to survive longer on Barbera compared to Moscato, while no differences among the developmental times of nymphs were recorded among the insects isolated on the three cultivars. The analysis of the nutritional behaviour allowed to highlight significant differences in S. titanus feeding behaviour on the three varieties. The analysis of the variables (time spent on the different tissues, number and duration of interruptions among the phases of nutrition) highlighted the presence of some differences concerning the nutrition in the phloem that appears to be more prolonged on the cultivars Barbera than on Moscato and Brachetto. The pathway phase, that describe the movement of the stylets through the mesophyll, was longer on Moscato than on Barbera and on Brachetto compared to Barbera. Differences were also noticed in terms of time spent in xylem nutrition, total number of feeding events and duration of nutrition. The overall analysis of nutritional behaviour shows that Barbera is the most suitable cultivar for the nutrition of the vector; as a consequence, on this variety, the chances of phytoplasma transmission of are presumably greater. The transmission tests onto ex vitro vines, carried out for widening the susceptibility scale to FD, have concerned the cultivars Merlot, Nebbiolo and Ruché, besides the cv Barbera as a reference. Unfortunately, a low efficiency both in the acquisition of phytoplasmas by S. titanus, and in the transmission to plant occurred in these experiments. Therefore, the results were not in line with the data obtained in previous years of the project and could not be analysed together the previous ones. Overall, the research carried out during the thesis, helps to clarify the mechanisms of tolerance/susceptibility to Flavescence dorée and provide useful elements to set up more targeted and potentially effective FD control strategies.

Il lavoro di tesi sperimentale, svolto nell'ambito del progetto “Towards grapevine resistance to Flavescence dorée” (FLAVOSCREEN), è stato condotto negli anni 2019-20 con lo scopo di indagare i possibili fattori di resistenza alla Flavescenza dorata (FD) mediati dal comportamento del vettore Scaphoideus titanus su alcune cultivar di vite. Lo studio è stato effettuato attraverso prove atte a valutare i parametri di vitalità (fitness) di S. titanus, effettuando analisi dei tempi di sviluppo giovanile dell'insetto e della longevità degli adulti, allevati su tre cultivar tradizionali Piemontesi: una suscettibile di riferimento, Barbera clone 84 e due considerate tolleranti, Brachetto clone 20 e Moscato clone 190. In parallelo è stato analizzato il comportamento nutrizionale di S. titanus tramite Elettropenetrografia (EPG), posto sulle tre medesime cultivar. Durante il lavoro di tesi sono stati effettuati inoltre inoculi controllati di FD su diverse cultivar di vite tramite S. titanus con l'intento di ampliare la già esistente scala di suscettibilità a FD di cultivar Piemontesi. Per poter effettuare le prove di fitness e di studio della nutrizione è stato costituito un allevamento di S. titanus che ha permesso l'ottenimento di individui sani durante tutto il periodo delle prove. Le analisi dei tempi di sviluppo giovanile e di longevità dell'insetto hanno dimostrato che S. titanus è in grado di sopravvivere più a lungo sulla cultivar Barbera rispetto a Moscato mentre è risultato che non esistono differenze nei tempi di sviluppo giovanile tra gli insetti isolati sulle tre cultivar. L'analisi del comportamento nutrizionale ha permesso invece di evidenziare differenze comportamentali di S. titanus durante le diverse fasi di nutrizione sulle tre varietà. L'analisi delle variabili (tempo speso nella nutrizione nei diversi tessuti vegetali, numero e durata delle interruzioni tra una fase di nutrizione e l'altra) ha evidenziato che esistono differenze nel comportamento nutrizionale di S. titanus sulle tre cultivar, soprattutto per quanto riguarda la nutrizione floematica, che risulta essere più prolungata sulla cultivar Barbera rispetto Moscato e Brachetto. La fase di “pathway”, ossia movimentazione degli stiletti, è risultata essere più lunga in Moscato rispetto a Barbera e in Brachetto rispetto a Barbera. Sono state rilevate differenze anche in termini di differenza di tempo speso nella nutrizione xilematica, numero totale di eventi e durata delle nutrizioni. L'analisi complessiva del comportamento nutrizionale mostra che la cultivar Barbera risulta essere la più idonea alla nutrizione del vettore e quella su cui sono presumibilmente maggiori le possibilità di trasmissione del fitoplasma. Gli inoculi controllati di FD a viti ex vitro effettuati per l'ampliamento della scala di suscettibilità hanno riguardato le cultivar Merlot, Nebbiolo e Ruché, oltre alla cv Barbera come riferimento. I risultati ottenuti, per ragioni da chiarire, hanno mostrato una bassa efficienza sia nell'acquisizione del fitoplasma da parte di S. titanus, sia nella trasmissione a pianta, mostrandosi non in linea con i dati ottenuti negli anni precedenti del progetto. Nel complesso le ricerche svolte nel corso della tesi contribuiscono a chiarire i meccanismi di tolleranza/suscettibilità a Flavescenza dorata e forniscono elementi utili ad impostare strategie di controllo di FD più mirate, articolate e potenzialmente efficaci.