Le epidemie da Fitoplasmi

8.01.2024

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“Il sistema biologico coltivato sta diventando sempre più fragile; sono le piante che coltiviamo a diventare progressivamente più deboli e difficili da difendere; questo processo è lento e lineare e per questo spesso non viene rilevato”. Lo scrive R. Osler nel suo recente libro “Le piante immunizzate” (Ed. Forum, Università di Udine, 2021) e nella versione in inglese “Immunized Plants” (Ed. CELID. Torino, 2023). Ma prima di lui lo ha sancito autorevolmente lo stesso agroecologo S. R. Gliessman (Gliessman, 2007) quando scrive “L’Agricoltura – che si sta allontanando dalle leggi fondamentali della natura – è già in crisi”. Sono tantissime le osservazioni che mettono in risalto il fenomeno della fragilità delle piante coltivate: una fra tutte il loro minor grado di resistenza o di tolleranza verso malattie particolarmente comuni e dannose.

Le malattie delle piante maggiormante dannose e preoccupanti per l’Agricoltura sono quelle che si diffondono naturalmente; in modo particolare se sono inclini a transitare e perseverare nella fase epidemica durante il loro decorso ecologico.

Da oltre 50 anni stanno dilagando in Europa gravi epidemie provocate da particolari batteri: i micoplasmi, rinominati “fitoplasmi”. Si tratta di epifizie, diffuse efficacemente dai relativi vettori naturali, decisamente gravi, generalmente distruttive e dalle ripercussioni pesanti sulla economia della produzione agricola.

Si citano qui soltanto alcune fitoplasmosi assai comuni in Italia: innanzitutto quelle dei fruttiferi, come il Giallume Europeo delle Drupacee (ESFY), che causa epidemie incontrastate, anche recenti nei susineti di cultivar cinogiapponesi (Caponero, 2023) e in albicoccheti di tutta Italia, gli Scopazzi del melo (Apple proliferation, AP), che da più di mezzo secolo imperversa, irrisolta, in importanti aree melicole italiane), la Moria del pero (PD, Pear decline), della quale si parla troppo poco, i giallumi della vite, come la Flavescenza Dorata (Flavescence dorée, FD), che sta spaventando i viticoltori di tutta Italia e il Legno Nero (Bois Noir, BN), quelli delle piante orticole-floricole come la Virescenza delle Solanacee (Stolbur) e il Giallume dell’Astro (Aster yellow).

Sono circa 50 anni che si tenta invano di eradicare queste malattie dai nostri territori, o quantomeno di controllarle ricorrendo fondamentalmente alla strategia di lotta basata sul ben noto “trittico incompleto”, che comprende: uso di piante sane per i nuovi impianti (ma prive di adeguate forme di resistenza o di tolleranza e per questo qui definito come “incompleto”); lotta ai vettori (principalmente mediante trattamenti chimici); roguing (distruzione tempestiva delle piante ospiti ammalate, coltivate e spontanee).

Sono gli stessi Servizi Fitosanitari che ci avvertono con preoccupazione della sistematica ricomparsa di gravi malattie, come quelle di origine fitoplasmatica o virale, in vigneti e frutteti di recente impianto, effettuati con materiale clonale selezionato e sano.  

Dobbiamo poterlo dire esplicitamente che non sappiamo ancora in pratica come difenderci da queste malattie epidemiche; perché ci siamo avvitati attorno al confortante trittico: una forma di difesa integrata non solo incompleta ma anche sbilanciata a favore della lotta chimica contro i vettori naturali.

Poco o nulla viene invece proposto per affrontare queste malattie ed elevare il grado di resilienza del sistema agrario: i nuovi impianti ad esempio si dovrebbero realizzare con piante che oltre ad essere sane dal patogeno siano anche portatrici di qualche forma di resistenza o di tolleranza: genetica, indotta o epigenetica che sia.

 Il ruolo della ricerca nella lotta contro le malattie epidemiche

E’ vero che ora, grazie a valide ricerche, si conoscono meglio che in passato i rapporti patogeno/vettore/pianta ospite. Infatti, sono noti i vettori fondamentali degli agenti patogeni di tutte le malattie sopra citate e continuano le ricerche su vettori (talvolta improbabili) detti secondari, sul modo di trasmissione del patogeno, sui tempi di acquisizione di infezione, di inoculazione e di latenza, sul ciclo biologico dei vettori, la gamma delle piante ospiti alternative e il periodo medio di incubazione della malattia (non sempre in piante adulte, per il vero).

Il controllo del vettore attualmente è più mirato; ma dal punto di vista pratico del contenimento delle epidemie si è rimasti finora confinati, pressoché bloccati fondamentalmente su due fronti: lotta chimica ai vettori naturali e distruzione delle piante ammalate.

Possiamo dirlo chiaramente: ci sono più ricerche e conoscenze interessanti che vengono alla luce che non reali novità (innovazioni) da poter impiegare nel controllo pratico aggiornato della malattia. 

L’ immancabile conseguenza di tutto ciò è che le strategie di lotta adottabili contro le epidemie sono rimaste fossilizzate, essenzialmente le stesse che si adottavano più di 40 anni fa: con qualche miglioramento sia tecnico che organizzativo. Ma intanto i risultati concreti continuano ad essere sempre e solo “incoraggianti”, e si fanno previsioni e promesse che non vengono poi rispettate.

La lotta contro i vettori naturali e la distruzione delle piante con ruolo di sorgenti di inoculo per contrastare le epidemie non bastano e sono anche difficili da attuare nella pratica di campo.

A proposito del controllo delle malattie fitoplasmatiche (ma anche virali) è necessario ricordare che non ci sono finora a disposizione metodi o prodotti capaci di contrastare direttamente e in pratica il patogeno.

In simili condizioni, è opportuno ribadire che gli interventi indiretti di controllo di molte malattie epidemiche delle piante assumono tuttora un ruolo essenziale. Il fatto è che, come si diceva sopra, questi interventi non bastano, anzi è comprovato che non sono bastati: le epidemie non sono state eradicate, anzi si sono riproposte con cadenze ripetute e con gravità e persistenza comunque preoccupanti.  

Tutti coloro che frequentano la campagna hanno avuto modo di avanzare o di ascoltare ipotesi sui motivi dei continui insuccessi durante i tentativi di prevenzione delle epidemie o di eradicazione: il patogeno che muta e che è divenuto più virulento o più adattato all’ambiente e alle piante ospiti; il vettore divenuto resistente (per selezione naturale) al principio attivo del prodotto insetticida che prima era efficace; l’intervento attivo nel ciclo della malattia di vettori secondari; la difficoltà di individuare, raggiungere ed eliminare le piante ammalate o comunque infette (incluse quelle selvatiche o inselvatichite; il clima con i suoi cambiamenti; l’inquinamento; la biodiversità coltivata sempre più povera; il calo della resilienza del sistema agrario coltivato; particolari pratiche agronomiche che con il tempo indeboliscono le piante coltivate, assieme ad altre ipotesi ancora, più o meno sostenibili.

E’ necessario che le piante da proteggere dalle epidemie siano in qualche modo resistenti o tolleranti al patogeno.

Ogni qual volta si manifesta nelle nostre campagne una nuova epidemia (concentrandoci qui sulle fitoplasmosi, forse le malattie con maggiore potenzialità epidemica), nasce fra i coltivatori del settore una corsa alla ricerca di cultivar geneticamente resistenti, con la speranza di poterle coltivare profittevolmente in zone divenute infettanti.

Tanto per proporre due esempi eclatanti, sembrava all’inizio delle epidemie che qualche cultivar di vite o di melo (nel caso del melo anche alcuni portinnesti) fosse resistente rispettivamente a FD o ad AP: col tempo queste speranze si sono immancabilmente rivelate illusorie.

Alla fine ci si è dovuti arrendere alle evidenze e alle conoscenze basilari della scienza: “per le malattie epidemiche che via via si presentano sul territorio, non ci possono essere cultivar a disposizione – nei tempi che tecnici ed agricoltori vorrebbero –  con doti di resistenza genetica di origine co-evolutiva; non ne hanno avuto il tempo perché i microrganismi, come i fitoplasmi, continuano a mutare e il processo adattivo di coevoluzione deve ripetutamente ripartire daccapo, o quasi”. 

Il partner “patogeno che muta” e ripetutamente forma nuove popolazioni dominanti non è più quello iniziale, al quale magari la pianta iniziava ad adattarsi.

Ecco spiegato, abbastanza, perché non ci sono ancora a disposizione (e chissà per quanto) cultivar con resistenze genetiche in senso stretto, contro i fitopatogeni, notoriamente mutageni: di conseguenza, nemmeno piante ideali per impostare il miglioramento genetico basato sugli incroci, classici o assistiti che siano.

Nemmeno le nuove o nuovissime tecnologie molecolari hanno finora permesso di eradicare gravi epidemie già insediate.

Il primo organismo modificato attraverso la tecnica del DNA ricombinante (OGM moderno) fu ottenuto nel 1973 a San Francisco. Da quella data la Genetica ha potuto avanzare velocemente, ponendo le basi scientifiche per progetti ambiziosi volti alla “creazione” di piante ingegnerizzate che avrebbero consentito di risolvere i tanti problemi legati alle malattie delle piante di varia natura: questo, entro pochissimi anni, 5 si era previsto. Addirittura.

Più tardi si è fatta largo la straordinaria metodica del Genome editing cui giustamente si sta dando particolare risalto anche nel settore della Difesa delle piante. Le aspettative sono molte: in questo caso, è stato previsto da qualche autorevole ottimista un periodo di tre anni per risolvere i problemi legati a malattie delle piante.

Purtroppo si deve ammettere che, finora, di epidemie già insediate non ne sono state eradicate: nemmeno nei Paesi dove le formidabili tecniche molecolari moderne sono ammesse e praticate da tanti anni. 

E non sempre ciò che viene verificato in laboratorio si conferma poi nella pratica di campo.

Infatti, ogni piccolo cambiamento che viene indotto in una pianta (fino allo scambio di una singola base del DNA con un’altra) deve poi essere approvato dalla selezione naturale; l’ultima parola spetta comunque alla natura che seleziona anche quello che noi abbiamo scelto.

Forse ci si sta finalmente convincendo che per tentare di eradicare una malattia epidemica occorre poter disporre di piante resistenti in senso lato; resistenti sul campo, però.

Le resistenze indotte contro le malattie epidemiche delle piante

Si è premesso che per eradicare una epidemia occorrono piante che siano in qualche modo resistenti: abbiamo dovuto concludere, però, che non ci sono a disposizione, finora, cultivar con doti di resistenza genetica in senso stretto contro le gravi epidemie da fitoplasmi. 

Per contro, non può sfuggire la grande mole di conoscenze accumulate durante questi ultimi anni su resistenze di altro tipo: quelle indotte, acquisite o di origine epigenetica (confronta G. Belli,2011; Matta et al., 2017; Reverberi et al., 2022, per conoscenze elementari sull’argomento e la bibliografia riportata,

per eventuali approfondimenti confronta Osler, 2021 e 2023).

E’ dimostrato che i “geni” (compresi quelli coinvolti nella difesa della pianta) possono essere strutturalmente presenti ma non sono espressi, non funzionano: questi possono venire indotti ad esprimersi da elicitazioni  (sostanze, stress) ambientali: con il risultato che la pianta con i geni neo-espressi per la resistenza si comporta come quelle che sono nate con resistenze costitutive. 

Le piante “indotte per la resistenza” possono mantenere a lungo, anche per tutta la vita, questo carattere acquisito e perfino trasmetterlo alla progenie. Esse, infatti, “ricordano” l’induzione, perché non spengono del tutto i meccanismi di reazione allo stress induttorio; possono invece rimanere in uno stato di allerta (Priming) in attesa di future infezioni dalle quali sapersi difendere; un chiaro esempio di immunizzazione.

La resistenza indotta si definisce “generica”: in pratica significa che un tipo di resistenza elicitata da un fungo, può nel contempo funzionare anche contro un batterio, un virus, e così via; si pensi alle Fitoalessine (tipiche molecole di difesa) che sono note da decenni per essere specifiche per la specie di pianta che le ha prodotte, ma aspecifiche per il tipo di patogeno da cui difendono l’ospite vegetale.

Ogni infezione o causa di stress è recepita dalla pianta come una invasione di un estraneo – “non self” si riporta nella letteratura inglese, un pericolo. Per questo motivo essa risponde allo stimolo con una serie di reazioni che possono condurre a resistenze indotte. 

Le piante che crescono libere sono sottoposte di continuo a stimoli, scontri e stress elicitori. 

Si pensi alle epidemie: alcune delle piante infettate possono acquisire fin dall’inizio resistenze/tolleranze (o incontrano il recovery successivamente) molte altre si ammalano, altre ancora soccombono. Quelle indotte diventeranno “le più adatte”, ossia quelle che si impongono nella selezione naturale. Si tratta di piante preziose, anche in Agricoltura; a patto che si vogliano studiare e valorizzare in pratica.

Siamo tutti Darwinisti e un po’ anche Lamarckiani, eppure fatichiamo a tradurre in pratica le conoscenze sulle piante indotte per la resistenza contro le malattie.

Sono passati più di 200 anni da quando il grande studioso francese Lamarck annunciò la sua teoria secondo la quale tutti gli esseri viventi si trasformano di continuo per potersi così adattare ai cambiamenti che avvengono in natura e meno di 200 da quando Darwin iniziò a comprendere che in natura niente è stabile e che “le stesse specie non sono fisse, ma cambiano con il tempo”.

Entrambi quei grandi studiosi non conoscevano ancora la genetica mendeliana e nemmeno le basi molecolari e fisiologiche della Epigenetica. Oggi sappiamo che le varie forme di adattamento che sembrano rincorrere da vicino i cambiamenti ambientali, sono governate essenzialmente da processi induttivi / epigenetici. 

Nel settore della Difesa si riconosce che sono le forme di resistenza flessibili, e non tanto le mutazioni genetiche, quelle che consentono alle piante di riprendersi in tempi accettabili lungo il cammino della sopravvivenza, dopo gli assalti profondi delle epidemie distruttive. 

Il “cambiamento” (qui rappresentato dalle piante divenute resistenti per induzione) è troppo frequente e ripetitivo per poter essere attribuito ad altrettante mutazioni genetiche, per di più dello stesso tipo. 

Ora, si conoscono abbastanza anche la genetica e la fisiologia della induzione di resistenza e i fenomeni ad essa connaturati, come il tanto discusso recovery. A questo riguardo, sono a disposizione in letteratura i risultati di ricerche che comprovano la natura induzionale del recovery stesso (Reverberi et al, 2022).

Non da meno, si possono ricordare alcuni esempi di ricerche empiriche (anche questi riportati nel già citato libro “Le piante immunizzate”) che testimoniano la non eccezionalità (come si credeva in passato) del recovery spontaneo e l’interesse pratico che questo può rappresentare nella lotta contro le epidemie da fitoplasmi:

  • per ESFY è stato verificato che usando piantine di albicocco figlie di madri recoverd i nuovi impianti in pratica non si ammalano (per più di un decennio, finora, in zona altamente infettiva); per il susino Cino Giapponese Ozark Premier è risultato che la resistenza fenotipica acquisita è duratura e trasmissibile alle figlie;
  • per Fd e Bn è ampiamente dimostrato che le viti ammalate possono recover spontaneamente, anche con altissime percentuali annue (fino al 70 %) e che acquisiscono per induzione resistenze efficaci; in un esperimento è stato osservato che il 95 % di viti Pinot grigio ammalate di BN trapiantate in vaso, sono recovered entro l’anno successivo; in un altro esperimento, viti Glera recovered da FD sono rimaste sane dalla malattia e dal patogeno e produttive in campo per 18 anni di seguito;
  • per Ap i risultati delle esperienze empiriche, di campo, non cambiano nella sostanza: meli cv. Golden Delicious innestati su MM106 sono guariti (recovered) stabilmente dalla malattia; similmente è stato accertato che la cv. Florina tende a guarire da Ap e a non riammalarsi; anche la cv. Golden Delicious con intermedio Florina tende a non riammalarsi di Ap. 

Eppure, nonostante le intuizioni ormai storiche di eminenti ricercatori e le osservazioni di campo sulle resistenze indotte, la ricerca scientifica non sembra manifestare particolare interesse a consolidare queste promettenti indicazioni in risultati probanti che permettano un cambio di strategie contro le epidemie, quelle di origine fitoplasmatica in particolare.

Le piante che coltiviamo stanno diventando progressivamente più fragili, difficili da difendere: intanto inquiniamo

E’ stato premesso che il sistema agrario coltivato sta diventando lentamente ma progressivamente meno resiliente; bastano lievi perturbazioni perché esso entri in crisi. 

In simile situazione, l’utilizzo di piante meno fragili delle attuali dovrebbe rappresentare un secondo obiettivo fondamentale della moderna ricerca in Agricoltura. Da accostare a quello legato alla soluzione di epidemie disastrose rimaste tuttora irrisolte. Nel concreto è come dire che la ricerca e la valorizzazione di piante indotte e selezionate naturalmente per la resistenza agli stress biotici e abiotici sarebbe doppiamente giustificata; similmente a progetti di ricerca adeguati e a concreti investimenti finanziari.

Invece, le piante “elicitate” durante gravi epidemie e naturalmente selezionate come le più adatte (quelle che si sono salvate, comprese le recoverd) vengono in pratica distrutte; come del resto accade alle piante giunte sane e produttive a fine ciclo produttivo. Nessuna di queste potrà essere il capostipite di una progenie con doti acquisite di resistenza.

Il concetto di base rimane lo stesso: o perché obbligati da norme restrittive o per la paura del patogeno, ad ogni rinnovo vengono distrutte anche le piante più preziose, quelle con maggiori meriti e migliori prospettive. Viene da pensare che ci siamo abituati a buttare con l’acqua sporca anche il bambino prezioso.

Il problema di fondo è che al posto di piante “vissute” o loro figlie, si utilizzano piante e semi che sono stati riprodotti in aree con scarsa o nulla pressione di induzione: quindi i meno adatti a sostituire quelli che magari lo erano naturalmente.

In conclusione, si ribadisce più esplicitamente il seguente concetto: col tempo è stato invertito il sistema di difesa: si fa di tutto, magari involontariamente, per ottenere piante sane, ma senza doti acquisite di resistenza o di tolleranza, anziché piante “preparate, con esperienze” in quanto ottenute in aree con pressioni di stress elicitanti; consideriamo che poi vanno tutte coltivate in ambienti agrari infettanti.

Intanto che ci convinciamo dell’errore di base che si continua a perpetrare, le piante coltivate diventano progressivamente meno resilienti e più difficili da difendere e per tentare di farlo, si inquina.                                    

Tutti possiamo affrontare il lavoro di recupero, di studio e di valorizzazione delle piante indotte e selezionate naturalmente: dai contadini ai ricercatori; ma sono le Istituzioni della Ricerca che con le loro strutture dovrebbero assicurare un progetto continuativo di “miglioramento epigenetico in senso stretto” flessibile, facilmente aggiornabile; perché lo abbiamo inteso, in Natura e quindi anche in Agricoltura, tutto cambia e nessuno può stare fermo. Prima di tutti la Ricerca.

Noi ci fermiamo qui con questo lungo ragionamento, nella speranza che in tempi futuri accettabili si possano annoverare esempi pratici di coltivazioni non solo sane inizialmente, ma anche “adatte”, ad elevato grado di resilienza.

  • Bibliografia
  • G. Belli, 2011. Elementi di Patologia Vegetale, PICCIN, Padova;
  • A. Caponero, 2023. Drupacee, una fitoplasmosi causa il germogliamento precoce, Terra e Vita, da completare;
  • S.R. Gliessman, 2007. Agroecology. The Ecology of the Sustainable Food System, CRC Press, Boca Raton (FL);
  • A. Matta, R. Buonaurio, A. Favaron, A. Scala, F. Scala, 2017. Fondamenti di Patologia Vegetale, Patron Editore, Bologna;
  • R. Osler, 2021. Le piante immunizzate, FORUM, Editrice Universitaria Udinese, Udine;
  • R. Osler, 2023. Immunized plants, CELID, Torino;
  • R. Reverberi, M. Ruocco, L. Covarelli, L. Sella, 2022. Patologia Vegetale Molecolare, PICCIN, Padova;

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