This thesis presents an overview of the esca complex, a predominant grapevine trunk disease worldwide. Esca is one of the main causes of reduction of yield, plant decline and death of grapevines in most viticultural areas of the world. In recent years, research on esca has led to considerable progress in understanding the etiology, epidemiology and physiology of the disease and revealed its great complexity. This work covers the symptomatology in the trunk, leaves and berries, of each syndrome belonging to the esca complex and the characteristics of the different fungal species involved in the decline of the vine. To date, due to the effects of climate change, increasing attention is being paid to the impact that abiotic factors have on the development of plant diseases and on the mechanisms that can alter the relationship between pathogens and plants. Abiotic stresses, like drought or rainfall, can influence the tolerance or susceptibility of the plant to pathogens with consequences on plant-pathogen interactions, sometimes leading to a greater tendency to show symptoms, especially foliar ones. For this reason, this thesis compiles the available knowledge on the impact of host-pathogen-environment in the progress of the esca disease complex. Grapevines have developed a plethora of defence mechanisms to face pathogen attempts to attack and infections, which are activated as soon as they can detect their presence. Based on the available evidence we evaluated the ability of the plant to respond to biotic stresses through the production, locally or systematically, of defensive compounds derived from secondary metabolism, in particular phenolic compounds. Phytoalexins are the most prominent compounds that accumulate at the site of infection, reaching toxic concentrations for pathogens. Despite this, the role of phenolic compounds, including those that are synthesized constitutively, in the protection of plant against pathogens is not yet completely clear.

Questa tesi offre una panoramica del mal dell'esca, una malattia del tronco della vite predominante in tutto il mondo. L'Esca è una delle principali cause di riduzione della resa, declino e morte delle viti nella maggior parte delle aree viticole. Negli ultimi anni, la ricerca sul mal dell'esca ha portato a notevoli progressi nella comprensione dell'eziologia e dell'epidemiologia della malattia e ne ha rivelato la complessità. Questo lavoro illustra la sintomatologia nel tronco, nelle foglie e nelle bacche, di ogni sindrome appartenente al complesso dell'esca e le caratteristiche delle diverse specie fungine coinvolte nel declino della vite. Ad oggi, a causa degli effetti del cambiamento climatico, si presta sempre maggiore attenzione all'impatto che i fattori abiotici hanno sullo sviluppo delle malattie delle piante e sui meccanismi che possono alterare la relazione tra agenti patogeni e ospite. Gli stress abiotici, come siccità/stress idrico o l'eccesso di disponibilità idrica, possono influenzare la tolleranza o la suscettibilità della pianta agli stress biotici con conseguenze che si riversano sulle interazioni pianta-patogeno, a volte portando a una maggiore tendenza a mostrare sintomi, specialmente quelli fogliari. Per questo motivo, questa tesi raggruppa le conoscenze disponibili sull'impatto dell'ambiente sull'interazione ospite-patogeno nel complesso del mal dell'esca. Le viti hanno sviluppato meccanismi di difesa per affrontare le infezioni patogene, meccanismi che vengono attivati non appena riescono a rilevarne la presenza. Sulla base delle conoscenze disponibili abbiamo valutato la capacità della pianta di rispondere allo stress biotico attraverso la produzione, localmente o sistemicamente, di composti difensivi derivati dal metabolismo secondario, in particolare i composti fenolici. Le fitoalessine sono i composti maggiormente prodotti ed aumentano intorno al sito dell'infezione raggiungendo concentrazioni tossiche per gli agenti patogeni. Nonostante ciò, il ruolo dei composti fenolici, compresi quelli costitutivi, nella protezione delle piante dagli agenti patogeni non è ancora del tutto chiaro.

Interazione pianta-patogeno all'interno del mal dell'esca

INGRÀ, CHIARA
2019/2020

Abstract

Questa tesi offre una panoramica del mal dell'esca, una malattia del tronco della vite predominante in tutto il mondo. L'Esca è una delle principali cause di riduzione della resa, declino e morte delle viti nella maggior parte delle aree viticole. Negli ultimi anni, la ricerca sul mal dell'esca ha portato a notevoli progressi nella comprensione dell'eziologia e dell'epidemiologia della malattia e ne ha rivelato la complessità. Questo lavoro illustra la sintomatologia nel tronco, nelle foglie e nelle bacche, di ogni sindrome appartenente al complesso dell'esca e le caratteristiche delle diverse specie fungine coinvolte nel declino della vite. Ad oggi, a causa degli effetti del cambiamento climatico, si presta sempre maggiore attenzione all'impatto che i fattori abiotici hanno sullo sviluppo delle malattie delle piante e sui meccanismi che possono alterare la relazione tra agenti patogeni e ospite. Gli stress abiotici, come siccità/stress idrico o l'eccesso di disponibilità idrica, possono influenzare la tolleranza o la suscettibilità della pianta agli stress biotici con conseguenze che si riversano sulle interazioni pianta-patogeno, a volte portando a una maggiore tendenza a mostrare sintomi, specialmente quelli fogliari. Per questo motivo, questa tesi raggruppa le conoscenze disponibili sull'impatto dell'ambiente sull'interazione ospite-patogeno nel complesso del mal dell'esca. Le viti hanno sviluppato meccanismi di difesa per affrontare le infezioni patogene, meccanismi che vengono attivati non appena riescono a rilevarne la presenza. Sulla base delle conoscenze disponibili abbiamo valutato la capacità della pianta di rispondere allo stress biotico attraverso la produzione, localmente o sistemicamente, di composti difensivi derivati dal metabolismo secondario, in particolare i composti fenolici. Le fitoalessine sono i composti maggiormente prodotti ed aumentano intorno al sito dell'infezione raggiungendo concentrazioni tossiche per gli agenti patogeni. Nonostante ciò, il ruolo dei composti fenolici, compresi quelli costitutivi, nella protezione delle piante dagli agenti patogeni non è ancora del tutto chiaro.
ENG
This thesis presents an overview of the esca complex, a predominant grapevine trunk disease worldwide. Esca is one of the main causes of reduction of yield, plant decline and death of grapevines in most viticultural areas of the world. In recent years, research on esca has led to considerable progress in understanding the etiology, epidemiology and physiology of the disease and revealed its great complexity. This work covers the symptomatology in the trunk, leaves and berries, of each syndrome belonging to the esca complex and the characteristics of the different fungal species involved in the decline of the vine. To date, due to the effects of climate change, increasing attention is being paid to the impact that abiotic factors have on the development of plant diseases and on the mechanisms that can alter the relationship between pathogens and plants. Abiotic stresses, like drought or rainfall, can influence the tolerance or susceptibility of the plant to pathogens with consequences on plant-pathogen interactions, sometimes leading to a greater tendency to show symptoms, especially foliar ones. For this reason, this thesis compiles the available knowledge on the impact of host-pathogen-environment in the progress of the esca disease complex. Grapevines have developed a plethora of defence mechanisms to face pathogen attempts to attack and infections, which are activated as soon as they can detect their presence. Based on the available evidence we evaluated the ability of the plant to respond to biotic stresses through the production, locally or systematically, of defensive compounds derived from secondary metabolism, in particular phenolic compounds. Phytoalexins are the most prominent compounds that accumulate at the site of infection, reaching toxic concentrations for pathogens. Despite this, the role of phenolic compounds, including those that are synthesized constitutively, in the protection of plant against pathogens is not yet completely clear.
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