Applicazione della metabolomica del suolo per analizzare i vigneti (in Veneto) influenzati da degenerazione dell’arricciamento fogliare (Risultati e conclusioni)

Analisi cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) qTOF: campioni di terreno (9 g) sono stati estratti con l'80% di metanolo in acqua (10 ml), trattati con sonicati, trattati con vortex e centrifugati. I surnatanti sono stati raccolti ed essiccati. Gli estratti ottenuti sono stati risospeso in metanolo (1 ml) e sottoposti ad analisi metabolomica.

Numerosi campioni risultarono infestati sia dal GFLV che dal suo indice di nematode-vettore X e da altri pericolosi nematodi parassiti delle piante.

Gli estratti del metanolo sono stati sottoposti sia alle analisi metabolomiche mirate che non mirate da LC-MS qTOF. I dati preliminari hanno mostrato diverse differenze, sia in termini di intensità che di numero di picchi, a seconda del tipo di terreno e del tempo di campionamento (stagione).

Le analisi di modellazione predittiva dei componenti principali e LC-MS hanno rivelato profili biochimici distinti dei suoli raccolti, associati allo stadio fenologico della vite. L'identificazione e la caratterizzazione dei metaboliti differenziali, oltre a svelare i loro effetti sul biota patogeno, contribuirà ad aumentare la comprensione dell'ecologia dei vigneti e aiuterà nella diagnosi delle malattie virali e dei loro vettori. La prima fase della scoperta potenziale del biomarcatore di determinare quali metaboliti nella comunità si possono discriminare fra i campioni. Sono in corso ulteriori analisi per identificare e caratterizzare specifici biomarcatori associati al GFLV o ai suoi vettori.

 

Applicazione della metabolomica del suolo per analizzare i vigneti (in Veneto) influenzati da degenerazione dell’arricciamento fogliare (Introduzione e Materiali e Metodi)

I nematodi Xiphinema sono vettori del virus della foglia di vite (GFLV), responsabile della degenerazione dell'arricciamento fogliare. Questo virus si verifica principalmente quando le viti vengono reimpiantate in vecchi vigneti che possono essere in gran parte infestati da nematodi parassiti delle piante. L'obiettivo di questo lavoro era quello di utilizzare l'analisi metabolomica per caratterizzare i profili biochimici del suolo nei vigneti colpiti da questa degenerazione e infestati da nematodi parassitari vegetali, al fine di studiare l'associazione tra questi fattori di stress biotici. In questo contesto, la metabolomica del suolo potrebbe essere uno strumento efficace per studiare l'intero metaboloma dell'ecosistema del suolo, fornente le informazioni utili sulle interazioni nella comunità del suolo che influenzano i trattamenti fisiologici, patologici e simbiotici.

Per analizzare e determinare la distribuzione del virus e del nematode vettoriale, è stata effettuata un'indagine nelle aree di viticoltura più tradizionali del Veneto raccogliendo più di duecento campioni di suolo, in diverse fasi di sviluppo vegetale.

 

Distribuzione spaziale dell'indice del dagger nematode Xiphinema e del suo virus associato della foglia di vite (GFLV) tra gli ecosistemi viticoli del Veneto (Conclusioni)

L'indice ectoparassita nematode X. causa danni e atrofia delle zone meristematiche radicolari ed è anche il vettore di GFLV che può determinare oltre il 90% di perdite di resa in vigna e diminuire il loro periodo di produzione del 50%. I risultati sono discussi in relazione alle esigenze di sorveglianza e gestione delle strategie di degenerazione della fanleaf nelle zone di produzione vinicola più tradizionali del Veneto. In particolare, l'identificazione della scala di campionamento per descrivere la distribuzione X. Index fornisce uno strumento prezioso per qualsiasi studio sul campo di questo nematode, in particolare per la dinamica della popolazione e gli studi genetici che sono necessari per elaborare metodi di controllo efficaci contro questo parassita.

Distribuzione spaziale dell'indice del dagger nematode Xiphinema e del suo virus associato della foglia di vite (GFLV) tra gli ecosistemi viticoli del Veneto (Risultati)

Ventotto vigneti nelle zone viticole più tradizionali del Veneto sono stati censiti e campionati sia per il suolo che per le foglie sintomatiche. L'indice X. si è verificato nel 47% dei campioni di suolo che presentavano un'abbondanza diversa tra i campioni (da 1 a 282 individui per 500 ml di suolo). In particolare, i vigneti della provincia di Treviso erano meno infestati di quelli della provincia di Verona. La GFLV è stata rilevata in circa il 65% dei campioni di piante, che vanno dal 10 al 99% a seconda del vigneto. Nei vigneti sintomatici, i dati di distribuzione verticale hanno mostrato che il numero più alto di indice X. si è verificato a 40-60 cm di profondità, corrispondenti a strati con la più alta densità di radici. La distribuzione orizzontale ha rivelato un modello aggregativo significativo, ma nessuna struttura di prossimità significativa di densità di nematodi. Le zone del nematode hanno correlato significativamente con quelle delle viti GFLV-infettate. È stato dimostrato che le distribuzioni di nematodi e virus si estendono preferenzialmente parallelamente alle file di vite, probabilmente a causa delle pratiche di lavorazione.

Distribuzione spaziale dell'indice del dagger nematode Xiphinema e del suo virus associato della foglia di vite (GFLV) tra gli ecosistemi viticoli del Veneto (introduzione e materiali e metodi)

Il nepovirus dell'arricciamento fogliare (GFLV) è specificamente trasmesso dal nematode Xiphinema index. La GFLV è responsabile della degenerazione infettiva della vite che provoca gravi perdite di resa e riduce la longevità della vite. Inoltre, l'indice X. provoca l'arresto della pianta, la clorosi, i rigonfiamenti della radice o le galle e la necrosi della radice. La conoscenza aumentata della distribuzione spaziale del vettore, sia orizzontalmente che verticalmente e delle infezioni associate di GFLV, è cruciale controllare efficientemente la malattia.

Duecento campioni di terreno sono stati raccolti durante diverse fasi di sviluppo delle piante, per analizzare e determinare la distribuzione del virus e del nematode. I nematodi sono stati isolati da campioni di terreno (100 ml) utilizzando il metodo di estrazione del filtro cotone-legno. I nematodi sono stati contati allo stereomicroscopio ed identificati al più alto ingrandimento. Le piante sono state analizzate per la presenza di GFLV utilizzando il test ELISA (Agritest) secondo le istruzioni del produttore. Le letture ELISA sono state considerate positive quando hanno raggiunto valori superiori di 2 volte al valore medio dei controlli negativi.

Problema: Necessità di contenere le popolazioni di Xiphinema index ed eviitare l'ulteriore diffusione

Fattori che hanno limitato le strategie da adottare:

- Gran parte degli areali sono condotti in bilogico;

- Gran parte delle aziende non sono condotte in irriguo;

- Assenza di nematocidi di origine naturale registrati su vite;

Alla luce di questi fattori limitanti una strategia percorribile è quella di utilizzo di cover corps e prodotti di origine naturale.

Le tesi utilizzate sono:

- Rafano: varietà selezionata per il contenimento dei nematodi (pianta trappola: attira e non consente lo sviluppo);

- Senape bianca: azione trappola (nota per cisticoli e galligeni);

- Erba medica: noa per l'attività biocida (saponine, sostanze azotate) a dosaggio elevato;

- Pannello di Neem: fertilizzante ad azioen stimolante con presenza di sostanze ad attività biocida;

- Mix Brassica nigra, B. juncea e Raphanus sativum (senape nera, senape indiana e rafano;

- Mix Brassica nigra, B. juncea, Avena e segale.

L'andamento dellla nematofauna campionata vede una diminuzione del 34% con l'erba medica (nonostante i limiti applicativi); del 15% con il rafano; mentre la senape bianca vede un aumento, anche se è molto usata.

Sono stati eseguiti dei trattamenti con fertirrigazione con:

- Estratto di aglio (nematocida non registrato su vite);

- Formulato con estratto di quillaja (biostimolante);

- Olio di neem e estratto d'aglio (biostimolante);

- Micorizze, tricoderma e rizobatteri;

- Formula di tricoderma (biostimolante).

I risultati ottenuti sono altalenanti e dipendono anche dal suolo e dal substrato geologico, anche se è possibile ottenere un certo controllo sui nematodi in tutte le tesi sperimentate.

 

A partire dai dati raccolti dalla distribuzione e incidenza della malattia, dalle conoscenze dei partner scientifici del progetto (CREA e UNINA), sono stati raccolti con intervista alle aziende coinvolte dati per determinare i danni attuali e futuri (spese sostenute, pratiche agronomiche, ..).

Si è proceduto alla stima del danno economico dovuto a GLFV con criterio del valore di costo, ovvero la sommatoria delle spese che si dovrebbero sostenere in condizioni di ordinarietà per produrre o riprodurre un certo bene (costi dei fattori produttivi).

I danni si riassumono nelle seguenti tipologie: riduzione della crescita e accorciamento degli internodi, con tralci non distesi e non sviluppati, generalizzato ritardo vegetativo, fogliame non disteso e “raggruppato”, grappoli con peduncolo corto, moria delle piante o comunque eccessivo sotto-sviluppo, minore allegagione e riduzione della produzione.

Dall’analisi per la gestione del vigneto, quantificati con il relativo valore economico, è emerso che l’incidenza della virosi influisce sui costi diretti e indiretti. I fattori predominanti sull’aumento dei costi diretti sono la manodopera (interventi per palizzatura, potature di soccorso, maggior tempo per potature e di vendemmia) e l’acquisto di materiali e di mezzi tecnici (acquisto di barbatelle, perdita di prodotto fitosanitario, trattamenti con micorizze radicali, concimazioni).

Altri costi diretti sono l'accorciamento della vita media del vigneto virosato, con riduzione del periodo di ammortamento, facendo aumentare quindi la quota di ammortamento. Ne deriva l’accorciamento dei cicli di reimpianto-espianto.

Unendo l'aumento dei costi e la perdita di produzione, il danno totale varia da 700 a 3000 euro/ha/anno.

Il deperimento causato dalla virosi della degerazione infettiva, trasmessa in vigneto dai nematodi, causa la riduzione della produzione, il peggioramento quantitativo del mosto per la riduzione del contenuto zuccherino, lo sviluppo ridotto con scarso accumulo di sostanze di riserva e alcune volte il progressivo e cronico deperimento della pianta.

I nematodi trasmettono la malattia da vite infetta a vite sana, vivono nel terreno a contatto con le radici, si spostano poco, pungono le radici per nutrirsi, possino sopravvivere anni senza le radici della vite e si riconoscono al microscopio.

La lotta è molto di difficile e va risanato il terreno: estirpo di vecchi vigneti, il trattamento con i nematocidi non è più permesso e la richiede rotazione, speciali lavorazioni o riposo da 3 a 10 anni.

Per la diagnosi della malattia:

- è necessario un monitoraggio, osservazioni e controllo della presenza di sintomi sospetti ceppo per ceppo del vigneto, in primavera (maggio);

- se si sospetta la malattia, è importante averne conferma tramite un test diagnostico (analisi di tralci di potatura invernali).

Per la diagnosi del vettore sono necessarie:

- l'analisi del terreno per la ricerca dei nematodi Xiphinema index;

- la raccolta di terreno da più scavi, alla profondità di 40-60 cm nei medi di giugno o ottobre;

- l'analisi da parte di un laboratorio esperto.

 

Il GO Divine ha affrontato il contenimento del deperimento causato dalla virosi della degerazione infettiva, trasmessa in vigneto dai nematodi: malattia molto diffusa, in particolar modo per il Veneto (DOCG Soave e DOCG Prosecco); presente da sempre, ma in crescita negli ultimi decenni; un vigento colpito può non produrre più già a partire dal quinto anno di impianto; il reimpianto non risolve il problema in quanto i nemoatodi rimangono nel terreno.

Lo scopo del progetto è diminuire i danni e la sintomatologia sulle piante e contenere le perdite di produzione; contenere le popolazioni di nematodi e divulgare le conoscenze, i metodi di lotta possibili ed economicamente sostenibili presso i viticoltori.

Sono stati sviluppati tre approcci complementari:

- Prove in vigneto con l'uso di biostimolanti delle difese, microrganismi agenti di controllo biologico, estratti naturali ed altri prodotti sostenibili per il contenimento sia dei danni in vigneto che delle popolazioni dei nematodi;

- Divulgazione dei risultati del progetto presso gli operatori vitivinicoli e la collettività;

- Formazione degli operatori vitivinicoli sulla problematica e sulle possibilità di lotta.

Le attività svolte sono:

- Monitoraggi e studi preliminari sui prodotti potenzialmente efficaci, sull'incidenza e distribuzione della malattia e delle diverse specie di nematodi presenti nei vigneti delle aziende;

- Prove sperimentali per verificare l'efficacia dei prodotti contro i nematodi, il miglioramento dello stato sanitario e della

produttività delle viti, in condizioni controllate e in vigneto;

- Analisi economica per stimare e quantificare economicamente il problema e la reale possibilità di applicazione in campo delle soluzioni proposte.

 

Il progetto proposto permette l’aumento della redditività, produttività e competitività delle aziende viticole insediate nelle aree colpite dalle problematiche della degenerazione infettiva e dei nematodi. Nel progetto verranno proposti, implementati in azienda e divulgati al territorio nuovi metodi di controllo della malattia della degenerazione infettiva e dei nematodi. La promozione dell’utilizzo di sostanze naturali permetterà di operare in armonia con le risorse naturali delle aree ad alta vocazione viticola. L’uso di tali strategie di lotta comporterà una diminuzione dei danni causati dalla malattia e dei nematodi, quindi un aumento della qualità e quantità delle produzioni vitivinicole, un miglioramento dello stato sanitario dei vigneti ed una diminuzione del deperimento delle viti, concorrendo all’aumento della competitività delle PMI. Le soluzioni proposte includono agenti di lotta sostenibili ed ecocompatibili, quali elicitori delle difese endogene della pianta, estratti naturali, microrganismi benefici del suolo, che non solo eviteranno contaminazioni dell’ambiente, ma anche miglioreranno l’equilibrio del suolo, del vigneto e delle aree ad alta vocazione viticola, dove la vite si coltiva da centinaia di anni. La struttura del progetto, che coniuga aziende viticole di punta del settore, professionisti del bilancio economico, enti di ricerca specializzati nelle problematiche oggetto del PAGO, una società agricola consortile fra le più grandi e qualificate del Veneto, e due enti di formazione sul territorio, permetterà di estendere i benefici dell’innovazione alle micro e macro imprese agricole, prima del Veneto, e poi via via a livello nazionale ed Europeo.