Epidemiologia, ecologia e variabilità genetica del fitoplasma della Flavescenza dorata in vite e nel suo vettore Scaphoideus titanus Ball in Piemonte

Topic position & objectives: Flavescence dorée (FD) is an economically important disease of grapevines that results from an infection by wall-less bacteria known as phytoplasmas. Flavescence dorée phytoplasma (FDP) is transmitted by the leafhopper, Scaphoideus titanus, to both cultivated grapevine as well abandoned and wild grapevine present outside the vineyard. Two subtypes, FD-C and FD-D, are responsible for FD epidemics in the Piedmont region. Primary infection events originating from wild grapevines outside the vineyard were hypothesized to be more important to the FD epidemic cycle than within vineyard secondary infection events. Methods: To test this hypothesis, the presence of FDP in populations of S. titanus both inside and outside the vineyard as well as in outside vegetation was assessed via PCR. A preliminary Multilocus Sequence Typing (MLST) analysis utilized two genes to determine the FDP subtypes present within the epidemic components at two geographically distant sites. Results: Only the within vineyard proportion of FD-infected S. titanus was found to significantly differ among the sampled sites. Neither the proportion of FD-infected S. titanus nor the proportion of FD-infected vegetation outside the vineyards differed significantly among the sites. However, the proportion of FD-infected S. titanus outside the vineyard was found to be slightly higher than the proportion of FD-infected S. titanus inside each vineyard among the sites though this was not significant. The two sites in the MLST analysis differed in which subtype was predominant. Main conclusions: This observed trend, along with previous studies noting a higher density of vectors and disease prevalence of FD along vineyard borders, suggests that FD epidemics are driven more by primary infection events in the Piedmont. These results confirm that abandoned vineyards and wild rootstock populations surrounding the vineyard harbor populations of both FDP and FD-infected S. titanus. MLST analyses will allow for better interpretations of FDP's genetic diversity on a geographic scale.

Il lavoro di tesi sperimentale, svolto nell'ambito del progetto ¿Un approccio integrato alla lotta contro la flavescenza dorata della vite (INTEFLAVI)¿ è stato condotto nel 2014 con lo scopo di: a) Caratterizzare le diverse componenti del ciclo epidemico della flavescenza dorata della vite b) Caratterizzare geneticamente il fitoplasma della flavescenza dorata (FDP) in viti coltivate, viti abbandonate, portinnesti selvatici, adulti di S. titanus catturati all'interno dei vigneti e negli incolti. A tal fine sono stati identificati sei diversi agroecosistemi viticoli che includevano le diverse componenti citate (vigneto, incolto con presenza di portinnesti selvatici e/o viti abbandonate, cicaline all'interno e all'esterno del vigneto) localizzati nelle aree del Monferrato, Roero, Langhe e Colli Tortonesi. In ciascun agroecosistema vigneto le diverse componenti sono state campionate in diversi momenti della stagione, diagnosticate per la presenza di FDP e infine, alcuni campioni provenienti da due vigneti siti nel Roero e nei Colli Tortonesi, sono stati utilizzati per la preliminare caratterizzazione genetica di FDP mediante Multi Locus Sequence Typing (MLST). FDP è stata identificata in tutti i vigneti e in numerosi campioni di portinnesti selvatici, viti abbandonate e Clematis vitalba. Lo stesso fitoplasma è stato identificato in S. titanus catturati all'interno e all'interno dei vigneti. L'incidenza di FDP variava notevolmente nei diversi vigneti. La proporzione di piante infette negli incolti non differiva tra i diversi agroecosistemi e la proporzione di vettori infetti all'interno ed all'esterno di ogni agroecosistema era simile. Soltanto la proporzione di S. titanus infetti all'interno del vigneto mostrava differenze altamente significative tra i vari vigneti. I risultati preliminari di caratterizzazione genica nei vigneti di Paderna e di Cisterna d'Asti mostrano che i due geni (dnaK e malG) sono sufficienti per separare gli aplotipi di FDP associati alla malattia nelle due zone del Piemonte. Tutti i campioni di Cisterna d'Asti erano infetti da aplotipi di FD-D, mentre i campioni di Paderna erano prevalentemente ascrivibili a FD-C (incluse tutte le viti europee, coltivate e abbandonate) . Un'infezione mista FD-C e FD-D era presente in un portinnesto selvatico. Tutti i campioni di Cisterna d'Asti (piante e vettori) mostravano infezioni miste con aplotipi multipli di FD-D. A Paderna, invece, le infezioni miste erano rare e riscontrate soltanto nel portinnesto selvatico e in due S. titanus raccolti nell'incolto. I risultati riportati nella tesi sono necessariamente preliminari, poichè si riferiscono solo al primo anno di ricerca di un progetto triennale. E' quindi possibile che alcuni di questi risultati preliminari non vengano confermati da successive analisi. Questa ricerca vuole contribuire a chiarire l'epidemiologia della Flavescenza dorata e al suo controllo in Piemonte.