Effetti di trattamenti non convenzionali per il contenimento di Plasmopara viticola sull'evoluzione dei polifenoli fogliari e sull'incidenza della malattia, in Vitis spp

Plasmopara viticola is the causative agent of grapevine downy mildew. This is the most important disease of Vitis vinifera. The Plasmopara viticola can be found in Europe since 1878 due to infected material imported from America. It had a crucial role in the experimentation of a cure against the fillossera. The downy mildew is able to damage all the green components of the plant and in the worst scenario it is able to destroy an whole vineyard. The recent techniques, against this disease, are basically based on synthesis molecules and copper. These products must be limited with a view to sustainable viticulture. Different scholars state that Biotic stress trigger a series of intrinsic mechanisms for self-defence. The accumulation of secondary metabolites is one of the most important reasons to explain this behaviour. The polyphenols are the most important secondary metabolites that we can find in the gender Vitis plants. The aim of this thesis is to investigate the reaction of the vine, measured in terms of accumulation of the mains leaf polyphenols to non-conventional treatments in order to constrain the Plasmopara viticola. In order to achieve the goals, we set up three in vitro tests on leaf disks. The tests were carried out during the growing season of 2018, in three different steps between May and August. Two thesis were made: the first aimed to evaluate the response of healthy leaf tissues and inoculated with Plasmopara viticola in terms of polyphenolic concentration. The second aimed to evaluate the interaction of these two situations with the administration of laminarine and chitosan (used with antiperonosporics in organic viticulture) and quercetin glycoside. Data were acquired by visual observation of Plasmopara viticola infection and by grapevine leaf extract analysis, measuring hydroxycinnamyl-tartaric acids, flavonols, flavan-3-ols, flavanonols and flavones. The responses of the vine to interaction with the pathogen and treatments were influenced by the phenological phase. As a result the differences in the responses of the different genotypes were generally more evident in the tests make in August. Three biotypes analyzed showed a different reaction to the culture conditions. The response to the treatments varied according to the biotype analyzed and therefore was cv-specific. Two different categories showed a limiting effect against Plasmopara viticola. In Vitis Berlandieri there was a greater accumulation of flavones (a class of compounds that have never been identified in Vitis vinifera at the moment) following interaction with the pathogen. In Vitis vinifera, a genotype susceptible to Plasmopara viticola, the results showed that the administration of exogenous quercetin generate a reduction in the incidence and severity of the disease. The treatments, that induced a reduction in the concentration of leaf flavonols, had higher disease incidence and severity. In conclusion, this study highlighted that there are alternative molecules to traditional pesticides. This study was conducted in vitro; field experiments would therefore be necessary to understand if and how it is possible to increase the content of those polyphenols which have shown greater efficacy in containing the fungus.

Plasmopara viticola, fungo appartenente alla classe degli Oomiceti, è l'agente eziologico della peronospora della vite. Presente in Europa dal 1878, Plasmopara viticola è stata introdotta probabilmente da materiale infetto importato dall'America per trovare un rimedio contro la fillossera. La peronospora della vite è in grado di colpire tutti gli organi verdi della pianta e, nei casi più gravi, è in grado di portare alla distruzione di interi vigneti. Come emerge dalla bibliografia, le piante mettono in atto meccanismi intrinseci di difesa dagli stress biotici ed abiotici tra i quali si annovera l'accumulo di metaboliti secondari, tra cui i polifenoli. Questa tesi sperimentale ha avuto lo scopo di indagare le risposte della vite, in termini di accumulo dei principali polifenoli fogliari, in seguito alla somministrazione di trattamenti non convenzionali per il contenimento di Plasmopara viticola, agente eziologico della peronospora. Per ottenere gli obiettivi stabiliti sono state allestite tre prove in vitro su dischetti di foglie. Le prove sono state svolte nel corso della stagione vegetativa dell'annata agraria 2017-2018, in tre diverse date tra maggio e agosto. Le tesi in studio sono state due: una mirava a valutare la risposta dei tessuti fogliari sani ed inoculati con Plasmopara viticola in termini di concentrazione polifenolica e l'altra a valutare l'interazione di queste due situazioni con la somministrazione di laminarina e chitosano (usati con antiperonosporici in viticoltura biologica) e quercetina glicoside. I dati sono stati acquisiti in modo visivo (incidenza e gravità della malattia) e con tecniche analitiche di laboratorio. La determinazione degli acidi idrossicinnamil-tartarici, dei flavonoli, dei flavan-3-oli, dei flavanonoli e flavoni è stata effettuata mediante HPLC-DAD. Le risposte della vite all'interazione con il patogeno e con i trattamenti sono state influenzate dalla fase fenologica. Le differenze nelle risposte dei diversi genotipi infatti sono generalmente risultate più evidenti nelle prove effettuate nel mese di agosto. I tre biotipi analizzati hanno mostrato una diversa reazione alle condizioni di messa in coltura. La risposta ai trattamenti variava a seconda del biotipo analizzato e dunque è stata cv-specifica. In seguito allo studio sono emerse due classi di composti che hanno mostrato effetto limitante nei confronti di Plasmopara viticola. In Vitis Berlandieri si è registrato un maggior accumulo di flavoni (classe di composti al momento mai identificati in Vitis vinifera) in seguito alla interazione con il patogeno. In Vitis vinifera, genotipo suscettibile a Plasmopara viticola, è emerso che la somministrazione di quercetina esogena ha determinato una riduzione di incidenza e gravità della malattia e che i trattamenti che inducevano una riduzione della concentrazione dei flavonoli fogliari presentavano incidenza e gravità della malattia superiori. In conclusione questo studio ha messo in evidenza che esistono molecole alternative ai tradizionali fitofarmaci capaci di incrementare la concentrazione costitutiva di molecole di difesa della vite e che, per alcune di esse, non è da escludere un effetto diretto nel limitare la malattia. Questo studio è stato condotto in vitro; sarebbero dunque necessarie sperimentazioni in campo volte a comprendere se e come sia possibile incrementare il tenore di quei polifenoli che hanno mostrato maggior efficacia nel contenimento del fungo.