13356 - PATOLOGIA VEGETALE GENERALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente acquisisce le conoscenze fondamentali sugli aspetti generali della biologia, sintomatologia, diagnostica e terapia delle malattie infettive delle piante (causate da virus, viroidi, fitoplasmi, batteri, funghi) nonchè delle alterazioni abiotiche.

Contenuti

A) Prerequisiti

Lo studente che accede a questo insegnamento deve conoscere i fondamenti della chimica, della biologia e fisiologia vegetale, della genetica e della microbiologia agraria. Tali fondamenti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante il primo anno del corso. Si consiglia il superamento delle suddette attività formative prima di affrontare l'esame di patologia vegetale generale.

B) Unità didattiche

Modulo 1 -patologia vegetale generale (5 CFU):

1. Patogenesi e Malattia (Totale unità didattica 8 ore)

1.1 Cenni storici e definizioni

Maggiori traguardi della storia della patologia vegetale. Definizioni e terminologia specifiche della materia. Triangolo e piramide della malattia. Postulati di Koch.

1.2 Patogenesi

Parassitismo e saprofitismo. Parassiti biotrofi e necrotrofi. Ciclo della malattia. Inoculo, infezione, penetrazione, colonizzazione, riproduzione, evasione. Ciclo primario e secondario. Sintomatologia.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 1:

• Conosce la terminologia specifica da utilizzare nelle descrizioni delle malattie delle piante.
• Conosce il ciclo della malattia nelle diverse fasi e nelle modalità attuate dai diversi tipi di patogeno.

2. I patogeni (Totale unità didattica 20 ore)

2.1 Funghi

Caratteristiche strutturali, biochimiche e morfologiche della cellula fungina e rispetto alle principali classi di funghi e oomiceti; micelio ed ife; modificazioni ifali; modalità di crescita, nutrizione, riproduzione. Classificazione. Caratteristiche principali dei cicli vitali delle classi di funghi e oomiceti. Modalità di infezione: penetrazione, colonizzazione e quiescenza. Principali sintomi di malattie fungine. Identificazione e diagnosi.

2.2 Batteri

Caratteristiche strutturali, biochimiche e morfologiche della cellula batterica in relazione anche alla classificazione sistematica. Modalità di infezione: disseminazione, penetrazione, quorum sensing. Tipi di batteriosi (parenchimatiche, vascolari e miste). Sintomi principali. Identificazione e diagnosi.

2.3 Mollicuti

Fitoplasmi e Spiroplasmi. Caratteristiche cellulari. Cenni sulla modalità di riproduzione e infezione.

2.4 Virus

Cenni storici, caratteristiche strutturali e molecolari. Classificazione e inquadramento tassonomico. Sintomi. Ciclo infettivo: Replicazione. Modalità di trasmissione. Trasmissione per vettori. Il caso Polymyxa. Identificazione e diagnosi.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 2:

• Conosce i principali tipi di patogeni delle piante e le loro caratteristiche più importanti nell’attacco alle piante ospiti, quali le caratteristiche cellulari e biochimiche anche in relazione al loro inquadramento tassonomico. Comprende le modalità di riproduzione, infezione e trasmissione dei patogeni e ne classifica i sintomi in modo generico.

3. La resistenza delle piante (Totale unità didattica 6 ore)

3.1. Immunità innata

Forme di resistenza – resistenze pre-esistenti e indotte, strutturali e biochimiche. I ROS e lo stress ossidativo. I composti fenolici.

3.2. Riconoscimento pianta-patogeno e resistenza.

Resistenza ‘host’ e ‘non-host’. - Il modello a zig zag. Riconoscimenti molecolari e trasmissione dei segnali di difesa cellulari. Teoria del ‘gene x gene’ e coevoluzione. Stabilità e durata delle resistenze.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 3:

• Conosce le forme principali di resistenza strutturali e biochimiche delle piante, le basi genetiche, i meccanismi molecolari di riconoscimento del patogeno e i segnali necessari per l’attivazione delle forme di immunità innata. Conosce i problemi legati alla stabilità e durata delle forme naturali di resistenza più efficaci delle colture.

4. Stress abiotici (Totale unità didattica 3 ore)

Classificazione e importanza degli stress abiotici – Riconoscimento e sintomi – Adattamento e acclimatazione.

Stress termici – Soglie. Stress da freddo: meccanismi cellulari e reversibilità. Sintomi. Stress da caldo, sintomi.

Stress idrici – Stress nutrizionali - Altri stress – Sintomi da difetto o eccesso

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 4:

• Conosce i tipi di stress abiotici principali e i meccanismi legati allo sviluppo dei sintomi dello stress da freddo. Riconosce i sintomi generici principali di tali stress.

• 5. Micotossine (Totale unità didattica 3 ore)

  Caratteristiche biochimiche – formule, persistenza e stabilità, meccanismi di tossicità e soglie limite.

  Funghi micotossigeni – Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps.

  Conoscenze acquisite nell'unità didattica 5:

• Conosce le principali micotossine, i meccanismi di azione e la tossicità per uomo e animali, le attività di prevenzione e controllo da contaminazioni.

6. Attività Didattiche di Supporto al Modulo 1 (Totale unità didattica 10 ore)

Attività di laboratorio (si svolgeranno suddividendo l'attività in turni)

Le attività laboratoriali sono focalizzate su due tipi di esperienze: i) dimostrazione dei postulati di Koch e ii) riconoscimento di funghi fitopatogeni al microscopio ottico. Per la prima esperienza si effettueranno infezioni artificiali su tessuto vegetale da materiale coltivato in vitro. I sintomi sviluppati saranno visualizzati nel turno successivo e il patogeno re-isolato in vitro. Nella seconda esperienza lo studente sarà coinvolto nella preparazione di vetrini, nell’osservazione delle strutture fungine al microscopio e nella loro descrizione.

Al termine dell'unità di esercitazione gli studenti sono invitati a riportare in una breve relazione le strutture fungine osservate.

Attività di consolidamento delle competenze

Questa parte dell'insegnamento sarà dedicata a consolidare le conoscenze somministrate dando particolare attenzione alle esigenze via via rappresentate dagli studenti.

Modulo 2 –esercitazioni (1 CFU):

Le attività di esercitazioni verranno svolte in uno o più turni, in relazione al numero di studenti, presso i laboratori e il plesso serre del Dipartimento di Scienze Agrarie.

Esercitazioni in laboratorio:

L’attività consisterà nell’esecuzione di un saggio diagnostico sierologico per individuare in modo specifico la presenza di proteine prodotte dai patogeni (virus, batteri o funghi) in una matrice vegetale. I campioni vegetali verranno forniti “in cieco” agli studenti che eseguiranno tutte le fasi salienti del saggio assistiti dal docente e da altro personale esperto. I risultati finali verranno discussi e interpretati con il docente.

Esercitazioni in serra:

L’attività consisterà nell’esecuzione di un saggio biologico per l’individuazione di agenti virali. Gli studenti eseguiranno una inoculazione meccanica di uno o più virus su appropriate piante test. Il materiale vegetale verrà fornito dal docente o, in alternativa, potrà essere procurato dagli studenti. I risultati ottenuti verranno interpretati dagli studenti guidati dal docente.

Conoscenze acquisite nel modulo 2:

Conosce gli aspetti pratico-applicativi di due importanti metodologie diagnostiche, come DAS-ELISA e saggio biologico, per rilevare la presenza di patogeni. È in grado di interpretare i risultati ottenuti.

Testi/Bibliografia

Testi/bibliografia

Materiale distribuito dal docente e reso disponibile in rete.

Si consiglia inoltre lo studio del testo:

Belli, ‘Patologia Vegetale’, 2012, PICCIN editore, Padova.

Agrios, ‘Plant Pathology’, 2004, ELSEVIER Academic Press editore

Dickinson 'Molecular Plant Pathology', Advanced text

Metodi didattici

Metodi didattici

Il corso si avvale dei seguenti metodi didattici:

1) Didattica frontale: attraverso la somministrazione delle unità didattiche in aula lo studente acquisisce le conoscenze necessarie alla comprensione delle caratteristiche generali dei patogeni delle colture, delle forme di resistenza che le piante possono sviluppare naturalmente per difendersi e dei principali meccanismi alla base dell’insorgenza degli stress abiotici. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno monitorate durante lo svolgimento delle lezioni frontali attraverso una continua interazione tra docente e studenti. L'interazione docente studenti si concretizzerà anche nella richiesta del docente di discutere argomenti trattati in pubblicazioni scientifiche di carattere molto generale che riportano importanti avanzamenti nel campo della patologia vegetale. Questo anche allo di promuovere le capacità critiche e le abilità comunicative dello studente.

2) Esercitazioni: lo studente affronta direttamente pratiche generali di uso comune nei laboratori di patologia vegetale anche allo scopo di fornire una conoscenza applicata delle nozioni acquisite durante la didattica frontale.

3) Visite guidate: lo studente sarà accompagnato in viste guidate all’orto agrario, a Cadriano e in aziende dove saranno esaminati i sintomi delle malattie presentati dalle piante coltivate.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento di patologia vegetale generale avviene congiuntamente alla verifica dell’insegnamento di patologia vegetale speciale, attraverso prove scritte o orali che verteranno sugli argomenti svolti nelle lezioni dei due insegnamenti. In particolare saranno offerti agli studenti due appelli scritti (almeno tre all'anno) e orali (almeno cinque all'anno). L’esame scritto sarà composto da 30 domande chiuse e una aperta per ogni insegnamento del corso integrato (totale: 60 domande chiuse e quattro aperte). Nell’esame orale verranno valutate le risposte ad almeno sei domande sugli argomenti trattati a lezione. La verifica dovrà essere superata in modo globale ed è necessario che il candidato raggiunga la votazione di 18 trentesimi in entrambi gli insegnamenti del corso integrato. La commissione valuterà i punteggi raggiunti in ciascuna dei due insegnamenti e facendo una media pesata dei punteggi, in funzione dei CFU dedicati a ciascuna tematica (5 CFU patologia vegetale generale, 1 CFU esercitazioni, 3 CFU di patologia vegetale speciale e 3 CFU di principi di difesa), giungerà a formulare un unico voto complessivo.

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale si utilizzeranno lavagna luminosa, PC, videoproiettore.

Le esercitazioni di laboratorio avranno luogo nei laboratori didattici BIO1 al primo piano di via Fanin 44 o 46.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elena Baraldi

Consulta il sito web di Claudio Ratti