First report of Colletotrichum fructicola causing anthracnose on Rosa sp. in Thailand and the control strategies

Sintesi Tecnica: Prima segnalazione di Colletotrichum fructicola causante l'antracnosi su Rosa sp. in Thailandia e strategie di controllo

Definizione del problema
La coltivazione delle rose (Rosa sp.) in Thailandia è una componente significativa del settore nazionale della floricoltura, ma affronta minacce sostanziali da parte di patogeni fungini. L'antracnosi, una malattia che causa perdite estetiche e commerciali, è attribuita principalmente a funghi nei generi Colletotrichum e Sphaceloma. Sebbene diverse specie di Colletotrichum siano state documentate in Thailandia, il patogeno specifico responsabile dell'antracnosi sulle rose non era stato precedentemente segnalato nel paese. Inoltre, la dipendenza dai fungicidi chimici per la gestione delle malattie pone rischi ambientali e contribuisce alla resistenza dei patogeni, rendendo necessaria l'esplorazione di alternative sostenibili di controllo biologico.

Metodologia
Lo studio ha impiegato un approccio multi-stadio per identificare il patogeno e valutare le strategie di controllo:

1. Isolamento e identificazione del patogeno: Sono state raccolte foglie di rosa sintomatiche da un'azienda agricola biologica a Chiang Mai. Gli isolati fungini sono stati ottenuti tramite sterilizzazione superficiale e coltura su Agar Patata Destrosio (PDA). La patogenicità è stata confermata utilizzando i postulati di Koch su R. damascena. L'identificazione è stata effettuata tramite caratterizzazione morfologica (morfologia della colonia, conidi e appressori) e analisi filogenetica multilocus utilizzando le sequenze dei geni ITS, ACT e CAL.
2. Screening in vitro:
   • Efficacia dei fungicidi: Quattro fungicidi chimici (carbendazim, captan, idrossido di rame (II) e mancozeb) sono stati testati contro il patogeno utilizzando il metodo della diffusione in pozzetto in agar.
   • Screening del biocontrollo: Sei ceppi batterici antagonisti (Bacillus subtilis, B. velezensis, Brevibacillus reuszeri, B. brevis e due ceppi di B. amyloliquefaciens) sono stati sottoposti a screening tramite saggi di coltura doppia per valutare l'inibizione miceliale.
3. Valutazione in vivo:
   • Prove in serra: I ceppi batterici selezionati e il fungicida più efficace sono stati applicati come spray fogliare su piante di rosa inoculate per misurare la Gravità della Malattia (DS) e l'Area Sotto la Curva di Progressione della Malattia (AUDPC).
   • Prove commerciali in campo: Il ceppo batterico più efficace è stato testato in un sistema di produzione commerciale di rose contro infezioni naturali per nove settimane, monitorando DS e AUDPC.
4. Analisi meccanicistica:
   • Composti Organici Volatili (VOC): Un saggio a doppia piastra ha valutato l'attività antifungina dei VOC prodotti dal ceppo batterico principale. I VOC sono stati raccolti tramite Microestrazione in Fase Solida (SPME) e analizzati mediante Gascromatografia-Spettrometria di Massa (GC-MS).
   • Quantificazione dei metaboliti: La Cromatografia Liquida ad Alte Prestazioni (HPLC) è stata utilizzata per quantificare la produzione del lipopeptide surfactina da parte del ceppo batterico.

Risultati Chiave

• Identificazione del patogeno: Lo studio ha isolato e identificato il ceppo TU-D-CM001 come Colletotrichum fructicola. Questa rappresenta la prima segnalazione di questa specie che causa antracnosi su Rosa sp. in Thailandia. L'identificazione è stata supportata dalle caratteristiche morfologiche (conidi ialini e aseptati; 10,9–14,5 × 4,5–6 µm) e dal raggruppamento filogenetico con isolati di riferimento di C. fructicola.
• Controllo Chimico: Tra i fungicidi testati, il mancozeb (40 g 20 L⁻¹) ha dimostrato la più alta inibizione in vitro (41,05 ± 1,10%), seguito da captan e idrossido di rame (II). Il carbendazim ha mostrato un'attività trascurabile. L'osservazione microscopica ha rivelato che il mancozeb causava increspature e aggregazione delle ife.
• Efficacia del Biocontrollo:
  • In vitro: Tre ceppi di Bacillus hanno mostato un antagonismo significativo, con Bacillus amyloliquefaciens TU-Orga12 che ha ottenuto la più alta inibizione della crescita radiale (43,71 ± 1,10%).
  • In serra: TU-Orga12 ha ridotto la gravità della malattia al 35,19 ± 3,74%, superando il controllo chimico (mancozeb) che ha portato a una gravità del 62,99 ± 5,46%.
  • Sistema Commerciale: Nella prova in campo, TU-Orga12 ha mantenuto costantemente la più bassa gravità della malattia, terminando al 56,94 ± 3,89% rispetto all'81,77 ± 2,20% del mancozeb e al 97,10% del controllo non trattato. TU-Orga12 ha anche registrato l'AUDPC più basso (3.243 ± 223,7) rispetto al mancozeb (4.249,23 ± 149,4).
• Meccanismi d'Azione:
  • VOC: TU-Orga12 ha prodotto VOC che hanno inibito la crescita miceliale (23,89% di inibizione) e soppresso la sporulazione. La GC-MS ha identificato composti chiave tra cui 2,5-dimetilpirazina, guaiacolo (fenolo, 2-metossi), decano-2,3,5,8-tetrametile, tetracosano, esadecano e ottadecano. Il guaiacolo è stato il VOC più abbondante (1,55% di area relativa del picco).
  • Lipopeptidi: L'analisi HPLC ha confermato la produzione di surfactina da parte di TU-Orga12 a una concentrazione di 9,87 mg L⁻¹.

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo rivendica i seguenti contributi al campo della patologia vegetale e della floricoltura:

1. Nuova registrazione dell'ospite: Stabilisce Rosa sp. come nuovo ospite per Colletotrichum fructicola in Thailandia, colmando una lacuna nel database degli ospiti fungini USDA riguardante questa specifica interazione patogeno-ospite nella regione.
2. Efficacia del Biocontrollo: Lo studio dimostra che Bacillus amyloliquefaciens TU-Orga12 è un agente di biocontrollo altamente efficace, superando il trattamento chimico standard (mancozeb) sia in ambiente di serra che in produzione commerciale.
3. Azione Multi-meccanicistica: La ricerca elucida che l'efficacia del biocontrollo di TU-Orga12 è guidata da una combinazione sinergica di meccanismi:
   • Produzione di lipopeptidi antifungini (specificamente la surfactina).
   • Emissione di VOC antifungini (inclusi guaiacolo e derivati della pirazina).
   • Esclusione competitiva del patogeno.
   • Induzione della resistenza sistemica (ISR) nella pianta ospite.
4. Gestione Sostenibile: I risultati propongono TU-Orga12 come un'alternativa valida ed ecologica ai fungicidi chimici per la gestione dell'antracnosi della rosa, offrendo una strategia che gestisce la gravità della malattia e potenzialmente migliora la crescita della pianta attraverso la produzione di citochine.

Gli autori concludono che TU-Orga12 possiede un potenziale significativo per l'applicazione in strategie di gestione sostenibile delle malattie delle piante per l'industria floricola thailandese.