72679 - FITOPATIE DA STRESS AMBIENTALI

Anno Accademico 2017/2018

  • Docente: Paolo Bertolini
  • Crediti formativi: 4
  • SSD: AGR/12
  • Lingua di insegnamento: Italiano

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente acquisisce conoscenze per comprendere le interazioni fra piante e ambiente e l’influenza delle condizioni di stress da esso determinate sulla fisiologia della pianta e la manifestazione di fitopatie a carico dei vari organi. Lo studente sarà in grado di utilizzare mezzi diagnostici idonei, di approntare ed applicare strategie avanzate ed innovative di prevenzione e di cura. La presentazione e la discussione di casi di studio relativi ad alcuni dei principali fattori di stress e di tecniche per attenuarne gli effetti e/o per prevenirli, arricchirà la sua preparazione professionale e stimolerà il suo spirito critico.

Contenuti

Programma/Contenuti

A)     Prerequisiti

Lo studente che accede a questo insegnamento è in possesso di una buona preparazione nei fondamenti della fisica, della biologia vegetale, della patologia vegetale, della chimica agraria e della agronomia generale. Questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti di base ed applicati erogati  nei primi due anni di corso.

 

  1. Unità  didattiche

    Insegnamento di FITOPATIE DA STRESS AMBIENTALI 

    (sin. MALATTIE ABIOTICHE, MALATTIE NON PARASSITARIE, FISIOPATIE)

     

    1. Informazioni generali inerenti l'insegnamento (Totale unità didattica 2 ore)

    Presentazione e discussione del programma “ lezioni frontali, esercitazioni, visite di studio, materiale didattico, ricevimento studenti, esami. Finalità dell'insegnamento, importanza della disciplina nell'ambito del corso di laurea e della professione di agronomo, anche in riferimento ai cambiamenti climatici in atto.  Sono recepiti suggerimenti e richieste da parte degli studenti.

     

    2. Cenni di base relativi alla fisiologia dello stress (Totale unità  didattica 2 ore)

    Definizione di stress biotico e abiotico, effetti sulla produzione agricola e sulla distribuzione delle piante sulla terra. Strategie di resistenza agli stress, acclimatazione, adattamento, tipi di adattamenti, alterazioni del metabolismo, risposte cellulari, risposte genomiche. Metodi di diagnosi, diagnosi differenziale delle malattie biotiche e abiotiche.

    Conoscenze acquisite nella unità  didattica 2:

  • Conosce gli effetti sulla pianta di condizioni ambientali  sfavorevoli
  • Conosce le principali strategie attuate dalle piante per adattarsi ai vari ambienti e ai loro  mutamenti 
  • Conosce i principali metodi di diagnosi delle malattie indotte da stress ambientali

 

3. Fitopatie da stress idrico (Totale unità didattica 6 ore)

Cenni sul trasporto e il ruolo dell'acqua nella pianta: definizione di potenziale idrico, stato di turgore cellulare / stato di appassimento, trasporto passivo, trasporto attivo, traspirazione, bilancio idrico. Classificazione delle piante in base al fabbisogno idrico.

3.1 Stress da carenza idrica

Definizione, acclimatazione ed adattamenti. Adattamenti- fuga dalla siccitàƒ , disidratazione ritardata, attività fotosintetica. Acclimatazione - adeguamenti delle foglie (riduzione crescita, morfologia, orientamento, traspirazione, chiusura stomi-ABA, fotosintesi), delle radici, regolazione osmotica. Cause deficit idrico. Effetti sulla crescita e la produzione. Principali malattie abiotiche ed alterazioni. Effetti su sindromi ad  eziologia complessa (es. deperimento dei boschi). Effetti dello stress igrometrico (bassa umidità relativa) sulla vita e le alterazioni  post raccolta dei prodotti ortofrutticoli.

3.2 Stress da eccesso idrico

Definizione, effetti sulla respirazione delle radici (carenza di O2); accumulo composti tossici, ROS, solubilizzazione metalli pesanti, risposta all'allagamento, influenza dello stadio vegetativo, piante idrofite e tolleranti l'allagamento, suscettibilità delle specie coltivate. Effetti sui patogeni terricoli. Principali malattie abiotiche. Interventi per ridurre gli effetti delle inondazioni.

Conoscenze acquisite nella unità didattica 3:

  • Conosce i meccanismi messi in atto dalle piante per affrontare gli stress da carenza idrica
  • Conosce le principali  alterazioni e malattie indotte da carenza idrica
  • Conosce gli effetti dello stress da siccità  sulla suscettibilità delle piante alle malattie biotiche
  • Conosce gli effetti, sui prodotti vegetali freschi, della bassa igrometria ambientale dopo la raccolta
  • Conosce l'influenza dell'eccesso idrico nel terreno sullo stress da asfissia
  • Conosce le principali alterazioni e malattie dell'apparato radicale in seguito a sommersione
  • Conosce la suscettibilità delle principali piante all'allagamento

 

4. Fitopatie da stress termico (Totale unità didattica 7  ore)

Effetti dello stress termico sulla distribuzione delle piante sulla terra. Le piante sono in grado di misurare la temperatura?

    1. Stress da calore (da caldo)

      Definizione, influenza della disponibilità  idrica del terreno e della traspirazione; suscettibilità allo stress da caldo, soglie termiche delle specie coltivate. Strategie di acclimatazione, effetti sulla fotosintesi e sulle membrane cellulari, sintesi di proteine da shock termico (HSP). Principali malattie abiotiche ed alterazioni.

      4.2 Stress da raffreddamento (da freddo)

       Definizione. Influenza sulla distribuzione geografica delle piante, sulla epoca di coltivazione, sulla tecnica (es. colture protette), sul trasporto e la conservazione dei prodotti vegetali  freschi. Relazione con provenienza  geografica delle specie, stadio vegetativo e stagione. Soglie termiche, composizione delle membrane cellulari (acidi grassi insaturi/saturi), alterazione della permeabilità delle membrane (cellulari, mitocondriali e dei cloroplasti), squilibrio enzimatico, ROS. Acclimatazione: aumento rapporto acidi grassi insaturi/saturi, sintesi isoenzimi, resistenza incrociata freddo-caldo. Principali malattie abiotiche su piante in vegetazione e su prodotti vegetali freschi in conservazione refrigerata (catena del freddo). Effetti sulle malattie biotiche.                           Definizione di 'Stress da carenza di freddo' (fabbisogno di freddo, ore di freddo) delle piante da frutto. Calcolo unità di freddo (UF). Effetti della carenza di UF su: foglie , fiori e allegagione.

    2. Stress da congelamento (da gelo)

      Definizione, ruolo di specie, organo, stadio vegetativo e stagione. Formazione di ghiaccio nei tessuti e scongelamento, curva di congelamento, nucleazione ad opera di batteri criogeni. Strategie di acclimatazione (esempi di alcune specie), ruolo ABA, proteine antigelo (AFP). Interruzione acclimatazione. Danni da gelo su organi in riposo vegetativo e su organi in vegetazione, soglie termiche. Tipi di gelate, metodi di prevenzione passivi e attivi.

       

      Conoscenze acquisite nella unità  didattica 4:

  • Conosce  gli effetti delle alte temperature sugli stress fisiologici delle piante
  • Conosce le strategie di acclimatazione delle piante alle alte temperature
  • Conosce le principali malattie ed alterazioni indotte dal caldo
  • Conosce la predisposizione delle piante alle malattie da raffreddamento, in funzione della area geografica di provenienza, della composizione delle membrane cellulari e dei meccanismi di controllo dei ROS
  • Conosce le principali malattie indotte dal raffreddamento in campo e in conservazione
  • Conosce la suscettibilità   al congelamento delle piante e dei loro organi
  • Conosce le principali strategie di acclimatazione delle piante al gelo
  • Conosce  i sintomi dei danni da gelo nelle varie fasi fenologiche della pianta
  • Conosce i metodi passivi ed attivi per la prevenzione dei danni da gelo.

 

5. Fitopatie da stress da  illuminazione (Totale unità didattica 3 ore)

Fotoperiodo - Piante longidiurne, brevidiurne, neutrodiurne,  effetti di fotoperiodi inidonei su alcune piante (fioritura, crescita, produzione). Effetti carenze di luce: eziolamento, imbianchimento, aduggiamento. Effetti della intensità di  illuminazione e della  lunghezza d'onda. Effetti della radiazione solare eccessiva. UV C induzione di resistenza ai patogeni. Inverdimento organi sotterranei e accumulo glicoalcaloidi tossici.

Conoscenze acquisite nella unità didattica 5:

  • Conosce  il ruolo e l'importanza del fotoperiodo nella vita e nella produttività delle piante
  • Conosce le principali alterazioni e malattie indotte da carenza di luce e da lunghezza d'onda inidonea

 

6. Fitopatie da stress nutrizionali (nutrienti minerali) (Totale unità didattica 5 ore)

Cenni sulla nutrizione minerale- definizione di nutrienti e loro funzione, adeguatezza nutritiva, gli elementi nutritivi essenziali, macro e micronutrienti (ruoli e funzioni). Definizione di carenza nutrizionale, legge del minimo, mobilitàdei minerali nella pianta, interazione fra nutrienti, disponibilità, carenza cronica e acuta.

Diagnosi della carenza nutrizionale, sintomi, analisi dei tessuti e del terreno. Principali fitopatie da carenze nutrizionali di N, P, K, Ca, Fe, B. Influenza di alcuni elementi minerali sulla resistenza alle malattie biotiche. Il trattamento delle carenze nutrizionali.

Conoscenze acquisite nella unità  didattica 5:

  • Conosce  il ruolo e le funzioni della nutrizione minerale sulla crescita e sullo stato sanitario della pianta
  • Conosce i principali metodi e le tecniche di diagnosi delle carenze nutrizionali
  • Conosce le fitopatie abiotiche indotte da carenze nutrizionali
  • Conosce gli effetti delle carenze nutrizionali sulla suscettibilità alle malattie biotiche 

7. Stress da allelochimici (Totale unità didattica 3 ore)

Definizione di allelochimici, allelopatie, meccanismi di produzione e rilascio degli allelochimici, tipologie di interazioni allelopatiche (pianta emettitrice - recettrice)effetti dei composti allelopatici. Esempi di piante produttrici  di sostanze allelopatiche, controllo allelopatico delle infestanti.

Conoscenze acquisite nella unità  didattica 7 :

  • Conosce  le principali sostanze allelopatiche che inducono alterazioni nelle piante
  • Conosce le applicazioni delle sostanze allelopatiche nella prevenzione delle alterazioni e nel diserbo.

 

8. Esercitazioni (Totale unità didattica 12 ore)

Le esercitazioni e le visite di studio sono finalizzate ad approfondire, da un punto di vista pratico, le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni. Le principali tematiche sono rappresentate dalle tecniche per la diagnosi e il riconoscimento dei sintomi indotti nelle principali colture, dai vari agenti di stress.  A tal fine ci si avvale di proiezioni power point che mostrano diagrammi, figure, schemi e foto di malattie da stress ed inoltre materiale vegetale prodotto dal docente. Viene  organizzata una  visita di studio a centri di ricerca e stazioni di biomonitoraggio per mostrare agli studenti l'impatto delle malattie da stress sul mondo operativo  attraverso casi di studio, tecniche applicate di diagnosi e metodi di prevenzione.

Testi/Bibliografia

Testi/Bibliografia

File presentati durante le lezioni  e dati in copia agli studenti che frequentano il corso. Si tratta di file 'pesanti', forniti su pen drive USB.

Si consiglia di consultare il testo:

Taiz. L, Zeiger E. (Traduzione Maffei M.) Fisiologia Vegetale. Piccin Nuova Libraria SpA. Padova, 2006. Solo i capitoli: 5 - La nutrizione minerale  e  26 - Fisiologia dello stress. (reperibile anche c/o Biblioteca centralizzatà G. Goidanich).

Altri testi

Shurtleff C.M., Averre W.C. The plant disease clinic and field diagnosis of abiotic diseases. APS press, St. Paul, Minnesota, 1997

Metodi didattici

Metodi didattici

Il corso si suddivide in due parti:

  1. Didattica frontale: le unità didattiche sono  presentate allo studente in aula e consistono di parti teoriche integrate da schemi e tabelle e da una ricca iconografia, relativa ad  alterazioni e malattie di piante e prodotti, indotte da condizioni ambientali sfavorevoli. Il progredire dello stato di conoscenza e la capacità  di recepire le unità  didattiche presentate, sono costantemente verificate attraverso una continua interazione tra il docente e lo studente. Il docente stimola l'interesse dello studente verso la disciplina, mediante la presentazione di casi fitopatologici, illustrati dalla proiezione di fotografie o discutendo esempi di “casi", a conoscenza dello studente, relativi agli effetti sulle piante di recenti eventi meteo-climatici.

    Esercitazioni e visita di studio: vedi punto 8.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene nelle sessioni di esame riportate su Almaesami, tramite una prova scritta della durata di 40 minuti, senza l'aiuto di appunti o libri. La prova scritta consiste in 31 quesiti in parte a risposta multipla e in parte a risposta aperta. A ciascuna domanda viene assegnato al massimo un punto (31 riposte valutate con il massimo punteggio, consentono di ottenere 30 e lode come voto finale).

La verifica verte su almeno quattro unità didattiche illustrate nell'ambito dell'insegnamento. Lo scopo della valutazione è di verificare la capacità  dello studente di affrontare  problematiche inerenti le fisiopatie da stress ambientali, la loro prevenzione ed imparare a riconoscere i sintomi, da esse indotte, nelle principali colture

Strumenti a supporto della didattica

Strumenti a supporto della didattica

PC, videoproiettore, parti di piante danneggiate da stress ambientali

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Bertolini