Potenziali batteri entomopatogeni e sostanze naturali ad azione insetticida contro il punteruolo rosso delle palme: interazioni con il sistema immunitario e la comunità batterica intestinale

Progetto: Research project

Description

Dal 2005 a seguito dell'attacco del coleottero Rhynchophorus ferrugineus sulle palme delle città e dei litorali siciliani si è evidenziata la necessità non solo di un intervento tempestivo, ma anche che tenga conto della possibilità che questo fitofago, come già accaduto in altri paesi, non venga completamente eradicato. Tra l'altro, stante la sua polifagia, vi è anche la possibilità che il punteruolo attacchi altre fonti di cibo quali la palma nana Chamaerops humilis L., unica palma spontanea in Europa. I fitofagi introdotti da altri areali spesso risultano in grado di permanere stabilmente al di sopra delle soglie di danno, in quanto le loro popolazioni, non controllate da antagonisti naturali specifici, possono esprimere al massimo la loro potenzialità biotica. Di R. ferrugineus si conoscono pochissimi patogeni naturali e il suo controllo, anche con mezzi chimici, non è soddisfacente in nessun paese. Riguardo alla possibilità di utilizzare nemici naturali, non sono state ancora individuate specie che possano essere impiegate efficacemente come biopesticidi. E' quindi necessario acquisire tutti i dati bio etologici sul Rincoforo, per mettere a punto adeguati programmi di controllo demografico. Pertanto è indispensabile trovare agenti di contenimento naturali autoctoni, cercare di potenziare la loro azione e comprendere i meccanismi per cui tale coleottero sembra molto resistente a trattamenti biocidi ed insetticidi.Il progetto prevede la ricerca, l'identificazione e la possibilità di impiego di patogeni naturali, in particolare nuovi ceppi di Bacillus thuringiensis (Bt) Berliner, potenzialmente utili per il controllo del punteruolo rosso. Si impiegheranno anche sostanze ad azione insetticida di origine naturale estratte da flora italiana. Un aspetto fondamentale per il successo delle applicazioni biologiche, spesso sottovalutato, è infatti proprio la comprensione del rapporto ospite-patogeno. Le difese immunitarie dell'insetto possono inficiare velocemente il successo di un biocida o permettere al fitofago una rapida ed incontrollata espansione, proprio come nel caso del punteruolo. Particolare attenzione sarà data allo studio del sistema immunitario di R. ferrugineus e alla sua interazione con i patogeni e le nuove sostanze insetticide derivate da piante (Trifolium pratense L.). Si studieranno sia i meccanismi alla base dell'immunità umorale (riconoscimento mediato da molecole lectino-simili, sistema della profenolossidasi-fenolossidasi e molecole citotossiche) che di quella cellulare (fagocitosi, incapsulazione cellulare, lisi cellulare cellulo-mediata) del punteruolo rosso. Inoltre per comprendere meglio l'azione del Bt sarà impiegato sia il batterio entomopatogeno tal quale, sia alcune delle tossine ad azione insetticida presenti nel corpo parasporale e specifiche per i coleotteri, quali quelle della famiglia delle Cry III. Sarà anche studiata la comunità microbica del mesenteron del punteruolo rosso e come i diversi ceppi di Bt e gli estratti vegetali interagiscono con essa. Infatti recenti studi su altri insetti hanno evidenziato una relazione tra le comunità microbiche intestinali e la suscettibilità ai batteri entomopatogeni.Tali conoscenze potrebbero portare ad un miglioramento del controllo biologico di tale coleottero, attualmente non ancora pienamente raggiunto in nessun paese e che potrebbe essere di particolare ausilio in ambiente urbano e naturale. Inoltre per quanto riguarda l'impiego di Bt si conoscono diversi casi di acquisizione di resistenza da parte di alcuni fitofagi. I meccanismi ipotizzati per questa resisten

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L'Unità di Palermo ha il compito di intraprendere 3 attività di ricerca tra di loro interdipendenti. Il progetto si svilupperà in diverse azioni per ogni attività qui di seguito elencate:ATTIVITÀ 1. INDIVIDUAZIONE E ISOLAMENTO DI NUOVI BATTERI POTENZIALMENTE PATOGENI PER IL PUNTERUOLO ROSSO DELLE PALME E DI NUOVE SOSTANZE AD AZIONE INSETTICIDA DI ORIGINE NATURALE:Azione 1A. Isolamento di batteri entomopatogeni.Verranno prelevate larve, pupe, e adulti di R. ferrugineus da differenti siti e si valuterà la percentuale di mortalità in sito e in laboratorio nell'arco di 48 ore dopo il campionamento. Il punteruolo rosso verrà prelevato dalle palme, principalmente Phoenix canariensis, abbattute a seguito delle Misure fitosanitarie per il controllo e l'eradicazione del Rhyncophorus ferrugineus - punteruolo rosso della palma (Decreto regionale 6 marzo 2007) grazie alla collaborazione del Dipartimento Regionale Interventi Strutturali Servizio X Fitosanitario Regionale Unità Operativa N° 53 (Osservatorio Regionale per le Malattie delle Piante) Regione Siciliana Assessorato Agricoltura e Foreste e del Dipartimento Regionale Azienda Foreste Demaniali, Regione Siciliana. Gli esemplari saranno poi trasportati presso i laboratori del Dipartimento di Biologia Animale dove verranno conservati ed allevati in armadi climatizzati per la successiva sperimentazione.Verrà indagata la possibile causa di morte di cadaveri di larve R. ferrugineus rinvenute in condizioni naturali indagando sulla comunità batterica ad esse associata che sarà paragonata con quella rinvenuta nel intestino delle larve vive (Azione 3A) . Il contenuto dell'intestino di larve sterilizzate superficialmente sarà prelevato asetticamente, opportunamente diluito e inoculato su terreni colturali opportuni. Gli isolati Gram-positivi sporigeni verranno identificati mediante amplificazione e sequenziamento del gene ribosomale 16S e sottoposti a biosaggi (Azione 1B). Inoltre il confronto tra la composizione della comunità microbica proveniente dai cadaveri e quella proveniente dalle larve vive (azione 3A) potrebbe evidenziare la presenza di altri batteri potenzialmente patogeni che verranno identificati e sottoposti a biosaggi (Azione 1B). poiché uno dei meccanismi di azione del Bt che porta alla morte dell’insetto è la setticemia (ref. 4), verrà anche verificata la presenza di batteri nell'emocele dei cadaveri con tecniche microscopiche e molecolari. I batteri eventualmente presenti verranno isolati e caratterizzati.Azione 1B. Biosaggi per la valutazione dell'attività insetticida degli isolati batterici.I presunti entomopatogeni ottenuti nell’Azione 1A saranno coltivati e sottoposti a biosaggi per verificarne l'azione insetticida. Per poter valutare l'efficacia degli isolati siciliani si opererà per la determinazione della DL50 degli entomopatogeni sia su larve di varie età che su individui adulti attraverso saggi di laboratorio, sia su dieta artificiale e su tessuto vegetale. I biosaggi saranno eseguiti il più possibile in accordo con McGuire et al., 1997 (In L. Lacey (ed.), Manual of Techniques in Insect Pathology. Academic Press, San Diego, pp. 255).Saranno impiegati anche alcuni batteri entomopatogeni forniti dalle altre Unità di Ricerca del progetto e alcuni nuovi ceppi di Bacillus, precedentemente isolati da coleotteri, forniti dalla sezione di microbiologia industriale del DISTAM (Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche) della Facoltà di Agraria dell'Università degli Studi Milano con cui è in atto una collaborazione da tempo proprio sulle tematiche relative al B
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/08 → …