Dinamiche di accumulo dei polifenoli in foglie di viti sane ed affette da flavescenza dorata

Among the diseases that affect the grapevine, in recent years they have shown the increased importance phytoplasmoses. These diseases occur after the colonization of tissues of the phloem by phytoplasmas wich are prokaryotic unicellular organisms belonging to the kingdom of bacteria. The most important phytoplasma diseases of the vine in terms of danger and incidence is undoubtedly the Flavescence Dorèe, whose diffusion occurs through the nutrition of Cicadellidae insect vectors (Scaphoideus titanus and other potentially alternative vectors). This disease causes limitations of the vegetative development, morphological and chromatic variations of the leaf, delayed or non-lignification of the shoots and drastic drop in yields because it causes desiccation of the bunch. Therefore, it is important to understand what are the mechanisms that lead to the appearance of these changes and how the plant is able to cope with the infection process. This work was carried out in order to expand the current knowledge about the defensive responses to infection of Candidatus phytoplasma in grapevine, the causative agent of Flavescence Dorèe. They were considered the responses in terms of accumulation of secondary metabolites, of three important Italian varieties: Barbera, Nebbiolo and Moscato. The study of the dynamics of accumulation was centered not only on varietal discrimination (and on comparisons between different behaviors of genotypes), but also on differences of accumulation between the main veins and leaf blades. The measured substances are: anthocyanins, idrossicinnamil tartaric acids, flavonols, and flavan-3-ols. These are compounds which play a key role in plant defense mechanisms. For all these molecules have been carried out liquid chromatography analysis (HPLC-DAD) on the leaf extracts. The behavior of Barbera and Nebbiolo proved as expected antithetical: Barbera showed an overreaction with production of anthocyanin in leaf blades especially late in the season, while Nebbiolo in the blades had very low concentrations and showed reactions in the main veins already earlier in the season; this may means a more timely response compared to Barbera. The behavioral differences were also observed for other molecules analyzed: in Barbera idrossicinnamil tartaric acids and flavonols both showed a reduction of the concentration in the diseased plants compared with healthy, in Nebbiolo in both foliar regions, the concentrations of total flavonols have increased in diseased plants compared with healthy. As for the Anthocyanins amounts, also for the accumulation of flavan-3-ols, Barbera and Nebbiolo showed a different behavior in response to plant diseases; response that occurred earlier in Nebbiolo. In Moscato the analysis of anthocyanin content was not conducted because the biosynthetic pathway of these compounds is almost totally suppressed. This variety has shown for the other classes of compounds an intermediate behavior between Barbera and Nebbiolo with significantly lower absolute concentrations than the other two varieties examined.

Tra le fitopatie di interesse viticolo negli ultimi anni hanno assunto particolare importanza le fitoplasmosi. Queste malattie sono dovute alla colonizzazione dei tessuti conduttori della pianta da parte dei fitoplasmi che sono organismi unicellulari procarioti appartenenti al regno dei Bacteria. La più rilevante fitoplasmosi della vite in termini di pericolosità ed incidenza è senza dubbio la Flavescenza Dorata, la cui diffusione avviene a carico di insetti vettori floemomizi (Scaphoideus titanus ed altri vettori potenzialmente alternativi). Questa malattia causa limitazioni dello sviluppo vegetativo, variazioni morfologiche e cromatiche della foglia, ritardato o mancato agostamento e drastico calo delle rese produttive in quanto determina il disseccamento del rachide. Ciò considerato, è importante comprendere quali siano i meccanismi che portano alla comparsa di tali alterazioni e come la pianta è in grado di far fronte al processo di infezione. Questo lavoro è stato svolto allo scopo di approfondire le attuali conoscenze nell'ambito delle risposte difensive della Vite all'infezione da Candidatus phytoplasma vitis agente eziologico della Flavescenza Dorata. Sono state prese in esame le risposte in termini di accumulo di metaboliti secondari, di tre importanti varietà italiane: Barbera, Nebbiolo e Moscato. Lo studio delle dinamiche di accumulo è stato incentrato, oltre che sulla discriminazione varietale (e quindi sui confronti tra diversi comportamenti dei genotipi), anche sulle differenze di accumulo tra nervature principali e lembi fogliari. Le sostanze di cui sono state misurate le concentrazioni sono: antociani, acidi idrossicinnamil tartarici, flavonoli e flavan-3-oli. Si tratta di composti aventi un ruolo chiave nei meccanismi di difesa della pianta. Per tutte queste molecole sono state svolte analisi in cromatografia liquida (HPLC-DAD) sugli estratti fogliari. I comportamenti di Barbera e Nebbiolo si sono dimostrati come da attesa antitetici: Barbera mostrava un iperreazione con produzione di antociani a livello di lembi fogliari soprattutto a fine stagione, Nebbiolo invece a livello dei lembi aveva concentrazioni molto ridotte e mostrava reazioni a livello delle nervature già ad inizio stagione quasi ad indicare una risposta più tempestiva rispetto a Barbera. Le differenze di comportamento si sono riscontrate anche per le altre molecole analizzate: in Barbera sia gli acidi idrossicinnamil tartarici sia i flavonoli hanno mostrato riduzione della concentrazione nelle piante malate rispetto alle sane, in Nebbiolo in entrambe le regioni fogliari le concentrazioni di flavonoli totali hanno subito un aumento nelle piante malate rispetto alle sane. Come per gli Antociani, anche per l'accumulo dei flavan-3-oli, Barbera e Nebbiolo hanno mostrato un comportamento diverso in risposta alla fitopatia; risposta che si è manifestata anticipatamente in Nebbiolo. In Moscato l'analisi della componente antocianica non è stata condotta in quanto la via biosintetica di questi composti è quasi totalmente silenziata. Questa varietà ha mostrato per le altre classi di composti un comportamento intermedio tra Barbera e Nebbiolo con concentrazioni assolute decisamente inferiori agli altri due vitigni presi in esame.