Quorum sensing e controllo di Xylella

Xylella fastidiosa mostra rallentamenti nella sua diffusione: il meccanismo del quorum sensing e l'attività del vettore svolgono un ruolo chiave nel controllo

da uvadatavoladmin
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Gli ultimi aggiornamenti relativi all’evoluzione dell’epidemia di Xylella fastidiosa in Puglia mostrano rallentamenti della diffusione del patogeno ed evidenti attenuazioni della sintomatologia, laddove l’infezione risulti già in atto. Secondo quanto emerso dalle attività di monitoraggio, questo rallentamento è riconducibile alla notevole diminuzione della popolazione del vettore. È ormai ben noto, infatti, che l’elevata capacità di diffusione di questo batterio avviene grazie al meccanismo del quorum sensing, in grado di far aderire il batterio alle pareti interne degli insetti vettori, rendendo anche più complicate le operazioni di prevenzione e gestione di questo patogeno.

Tale capacità è data dal meccanismo del quorum sensing, meccanismo che permette al batterio di aderire nelle zone dell’intestino chiamate cibario e precibario all’interno del quale forma il biofilm.

Il quorum sensing è un meccanismo di comunicazione utilizzato dalla maggior parte dei batteri per promuovere il comportamento collettivo all’interno di una popolazione. Si basa sulla produzione e sul rilevamento di molecole segnale chiamate autoinduttori, la cui produzione dipende dalla densità cellulare del batterio. Questi autoinduttori vengono rilasciati dalle cellule batteriche nell’ambiente circostante e, man mano che la popolazione batterica aumenta, la loro concentrazione raggiunge una soglia critica chiamata “quorum”. Attraverso il quorum sensing, viene quindi controllata l’espressione di geni responsabili di determinate funzioni. Nel caso di X. fastidiosa, grazie alla motilità coordinata dei batteri, vengono attivati i geni essenziali per la produzione del biofilm. I biofilm sono importanti affinché il patogeno sopravviva in ambienti ostili e all’interno dei quali c’è scarsa disponibilità di nutrienti, come sono i vasi xilematici e gli intestini degli insetti. Grazie alla formazione del biofilm i batteri sono infatti in grado di resistere ai moti vorticosi caratteristici dell’intestino degli insetti, ma può succedere che durante la puntura di suzione dell’insetto alcuni si possono staccare dall’intestino andando a finire nella linfa grezza di una nuova pianta, infettandola.

Le cellule nei biofilm sono metabolicamente e fenotipicamente diverse rispetto a quando si trovano in stato disaggregato. L’aspetto molto interessante è che le cellule batteriche, oltre a essere più virulente quando sono presenti allo stadio di biofilm maturo (quando si raggiunge la giusta densità cellulare), diventano addirittura resistenti alle sostanze tossiche come gli antibiotici. Aspetto che – di conseguenza – rende ancora più difficile la lotta a tale batterio.

Il fatto che il batterio si avvantaggi del quorum sensing per la propria diffusione e virulenza, sia all’interno delle piante ospiti, sia all’interno dei vettori, può essere vista come un’arma a doppio taglio. Di qui, le ricerche ancora in corso volte a ridurre l’impatto di tale patogeno, soprattutto nelle aree più colpite. Oltre alle pratiche agricole utili al contenimento dell’insetto vettore, come la gestione delle erbe infestanti, sono stati quindi effettuati studi su azioni di controllo biologico che sfruttano le interrelazioni naturali degli organismi viventi. 

Tra le diverse sperimentazioni effettuate, particolarmente utile si è rivelato l’utilizzo di Zelus renardii – nemico naturale di Philaenus Spumarius – e di Beauveria bassiana per il controllo degli insetti vettori.

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Zelus renardii

Z. renardii è un predatore polifago esotico, comunemente noto come cimice assassina delle cicaline, presente in molti Paesi europei, tra cui anche in Italia. L’efficacia di questo insetto nel contrasto alla diffusione di X. fastidiosa è stata oggetto di uno studio condotto da un team di ricercatori italiani che hanno dimostrato come – con un modesto numero di Z. renardii – fosse possibile contenere l’invasione di Xylella al di sotto di una soglia tollerabile. Considerando una popolazione stabile di P. spumarius pari a 1.000.000/ha, questa si è infatti ridotta a 90.000 individui adulti/ha dopo un’inondazione con circa 4.000 predatori/ha, riducendo l’infezione al 10% in due anni. Gli studiosi hanno quindi proposto di liberare nel frutteto gli insetti antagonisti adulti, in grado di gestire con successo P. spumarius nella fase adulta e di autocontrollare la propria popolazione.

Utilizzo di Beauveria bassiana per il controllo degli insetti vettori

Secondo una ricerca europea effettuata a Pisa da Coldiretti, un altro metodo particolarmente efficace nel contrasto della sputacchina è risultato l’utilizzo del fungo B. bassiana. Se l’impiego di Z. renardii mirava a combattere le popolazioni adulte dell’insetto vettore di Xylella, in questo caso scopo delle sperimentazioni è stato capire attraverso quali sostanze era possibile bloccare lo sviluppo delle forme giovanili del vettore, rispettando un metodo di controllo biologico, che fosse quindi a basso impatto ambientale. È stato così testato l’utilizzo di prodotti ammessi in agricoltura biologica e, fra tutti, l’uso del fungo B. bassiana è stato quello che ha dato i risultati migliori. Attraverso l’utilizzo di questo fungo, infatti, è stato possibile registrare una diminuzione dell’82% del numero delle larve totali contate (indagini condotte dall’Istituto di Biotecnologie del CNR). L’elevata efficienza di questo fungo nel contenimento dell’insetto vettore si deve alla sua modalità d’azione che gli consente di produrre delle tossine, penetrando all’interno della cuticola degli insetti, e alla presenza della schiuma tipicamente prodotta dalle larve dell’insetto vettore che garantisce al fungo un micro habitat abbastanza umido per sopravvivere e per moltiplicarsi.

L’impiego di tecniche di biocontrollo, come quelle appena citate, si è dimostrato fondamentale nella lotta contro la diffusione del vettore di Xylella fastidiosa. E sulla scorta dei risultati ottenuti, sarà ora fondamentale perseguire lungo la strada tracciata, continuando a investire in ricerca e sviluppo al fine di consolidare i progressi raggiunti.

 

Donato Liberto
© fruitjournal.com

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