Effetti dei composti organici volatili e delle cere epicuticolari delle piante sul comportamento di foraggiamento del parassitoide oofago Trissolcus basalis.

Progetto: Research project

Dettagli progetto

Description

In seguito ad un attacco di insetti fitofagi, le piante possono attivare il loro sistema difensivo, emettendo composti organici volatili (VOC) che attraggono gli insetti parassitoidi. Nonostante i numerosi studi compiuti negli ultimi anni, il ruolo svolto dai VOC nel richiamare i parassitoidi presenta ancora molti lati oscuri.Fino ad ora le ricerche hanno messo in luce quanto accade nei sistemi tritrofici in cui agiscono larve di insetti defogliatori. Molte meno conoscenze si hanno a riguardo dei sistemi tritrofici che comprendono fitofagi ad apparato boccale pungente-succhiante, come ad esempio i Rincoti. In questo progetto abbiamo voluto concentrare l’attenzione sui VOC indotti da due specie di Pentatomidi: Nezara viridula e Murgantia histrionica, e una di Cicadellidi: Cicadella viridis. L’induzione dei VOC nella piante può essere attivata quando l’insetto ha già arrecato danni a seguito di nutrizione; nello stesso tempo, tuttavia le piante hanno sviluppato dei meccanismi che impediscono ai fitofagi di arrecare danno richiamando i parassitoidi oofagi subito dopo che le uova del fitofago sono state deposte. In quest’ottica abbiamo inoltre voluto valutare la capacità attrattiva dei VOC sui parassitoidi, utilizzando, per ciascuna delle specie fitofaghe investigate, il principale ooparassitoide: Trissolcus basalis (Woll.), T. brochymenae (Ashmead); e Anagrus breviphragma Soyka.Fino ad ora il valore ecologico dei VOC indotti nell’attrarre i nemici naturali è stato circoscritto a studi che avevano un carattere individuale. Recentemente lo sviluppo della genetica molecolare ha fornito nuovi interessanti strumenti di ricerca, tra i quali, ad esempio, la possibilità di utilizzare piante modificate nei meccanismi che regolano l’emissione dei VOC. In particolare sono stati create numerose linee di Arabidopsis thaliana, per antonomasia pianta modello dei genetisti molecolari, ciascuno capace di produrre specifici VOC. In questo progetto si è pensato di utilizzare alcune varietà reperibili sul mercato di piante coltivate, alcuni linee di A. thaliana modificate geneticamente per produrre specifici terpenoidi e piante selvatiche di Carex spp. nelle quali si può regolare chimicamente la produzione di isoprene.Le piante possono interferire anche nelle interazioni ospite–parassitoide a breve raggio. Mentre si muovono sulla superficie delle piante gli insetti fitofagi lasciano delle tracce chimiche che possono essere trattenute dal substrato. E’ stato dimostrato gli idrocarburi che compongono la cuticola dell’ospite agiscono come cairomoni di contatto. Necessita ulteriori approfondimenti il meccanismo che permette al parassitoide di distinguere gli idrocarburi lasciati dal fitofago ospite dal mix di fondo trattenuto dalle cere presenti sulla superficie delle piante ospiti, considerato che la composizione dello strato esterno della cuticola delle piante (cere epicuticolari) può differire in maniera consistente tra le piante ospiti. Differenti proprietà possono influenzare la qualità e la quantità delle tracce lasciate sulle foglie da fitofagi e, di conseguenza, il comportamento di arresto del parassitoide. In questo progetto si vuole esaminare se e come le cere epicuticolari delle piante possono interagire con il comportamento di foraggamento di Trissolcus spp. trattenendo e rilasciando le tracce chimiche provenienti dai fitofagi ospiti.Le femmine di Trissolcus spp. mostrano preferenza le tracce delle femmine ovideponenti dell’ospite. Questa preferenza degli ooparassitoidi è interpretabile come una risposta innata agli stimoli che sono maggiormente cor

Layman's description

Questo progetto riguarda principalmente la possibilità di espandere le conoscenze che riguardano la produzione di composti organici volatili (VOC) da parte delle piante come conseguenza dell’attività di nutrizione ed ovideposizione di tre temibili fitofagi Emitteri di interesse agrario: la Cimice Verde Puzzolente (Nezara viridula), la Cimice Arlecchino (Murgantia histrionica), e la Cicalina Verde (Cicadella viridis). Inoltre, prendendo in esame i VOC indotti dall’attività dei fitofagi e le cere epicuticolari delle piante, il progetto si propone di valutare la possibilità di potenziare l’efficacia dei principali insetti parassitoidi oofagi dei tre fitofagi considerati: Trissolcus basalis, Trissolcus brochymenae, e Anagrus breviphragma.Il progetto si propone di studiare la produzione e l’emissione dei VOC in piante attaccate da insetti ad apparato boccale pungente-succhiante. Poiché le modalità di nutrizione degli insetti fitofagi determinano cambiamenti nello spettro di emissione dei VOC da parte delle piante, sarà valutato, con analisi chimiche, se l’emissione dei VOC è stimolata da danni meccanici e/o dalla saliva deigli insetti fitofagi. Le piante utilizzate per gli esperimenti saranno: i) piante coltivate disponibili in commercio (ad esempio Brassica oleracea, Vicia faba, and Phaseolus vulgaris), ii) linee di Arabidopsis thaliana modificate geneticamente al fine di produrre specifici terpenoidi; e iii) piante spontanee di Carex spp. nelle quali è possibile regolare chimicamente la produzione di isoprene. Arabidopsis è una specie di notevole interesse per gli studi in ambito di VOC indotti, sia per gli aspetti ecologici che metodologici. Sulla base di similitudini tra Arabidopsis e alter specie di Brassicaceae in ambito di VOC, i risultati ottenuti potrebbero fornire valide informazioni trasferibili in cultivar di pieno campo. Infatti, per esempio, si è visto che “microarray” sviluppati per piante di Arabidopsis sono risultati validi anche per studi di espressione di geni in tutto il genere Brassica.Gli insetti fitofagi possono indurre la produzione ed emissione dei VOC da parte delle piante non solo a seguito di attività di nutrizione si ma anche come conseguenza dell’attività di ovideposizione. Pertanto si è pensato di studiare la produzione ed emissione dei VOC da parte delle piante su cui i fitofagi hanno ovideposto, e individuare le possibili fonti degli elicitori, come, per esempio, la secrezione che ricopre le uova e che serve per farle aderire ai tessuti vegetali. Si è anche ritenuto di studiare i processi fisiologici delle piante attivati dagli elicitori associati all’attività di ovideposizione. I modelli biologici utilizzati in questo progetto permettono di studiare questi aspetti in due condizioni dissimili. Infatti, durante l’ovideposione la Cicalina Verde danneggia le cellule delle piante, così che gli elicitori potrebbero penetrare attraverso le ferite inferte. Al contrario la Cimice Vere Puzzolente e la Cimice Arlecchino non provocano ferite nelle foglie con l’ovideposizione, rendendo plausibile l’esistenza di altre vie di penetrazione.Giunte sulle piante, su cui hanno ovideposto i fitofagi, le femmine di ooparassitoidi rispondono anche a sinomoni indotti che agiscono per contatto o a breve distanza. In quest’ottica sarà valutato, con biosaggi e analisi chimiche, se i VOC indotti sono adsorbiti dalle cere epicuticolari. In alternativa , utilizzando tecniche simili, sarà studiato la possibile funzione cairomonale degli essudati fogliari.Sulle piante, le femmine dei parassitoidi oofagi si muovono seguendo le tracce chim

Key findings

Biotecnologie, prodotti alimentari e agricoltura
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/07 → …