Tesi etd-11202023-155000 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
HOTAJ, ELIVERTA
URN
etd-11202023-155000
Titolo
Use of Trichoderma asperellum ICC012 and T. gamsii ICC080, active agents of the biopesticide Remedier®, for the control of Fusarium head blight (FHB) on wheat
Impiego di Trichoderma asperellum ICC012 e T. gamsii ICC080, principio attivo dell'agrofarmaco biologico Remedier®, per il controllo della Fusariosi della spiga di frumento
Dipartimento
SCIENZE AGRARIE, ALIMENTARI E AGRO-AMBIENTALI
Corso di studi
BIOTECNOLOGIE VEGETALI E MICROBICHE
Relatori
relatore Prof.ssa Sarrocco, Sabrina
correlatore Dott. Liguori, Riccardo
correlatore Dott. Liguori, Riccardo
Parole chiave
- Biocontrol
- Controllo biologico
- Fusariosi della spiga di frumento
- Fusarium head blight
- Trichoderma
- Trichoderma
Data inizio appello
11/12/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
11/12/2093
Riassunto
La produzione cerealicola è costantemente minacciata dall’attacco di funghi patogeni e dalla contaminazione con micotossine, come nel caso della Fusariosi della spiga di frumento (FHB), malattia causata da oltre 20 specie di Fusarium. Attualmente, l’impiego di funghi benefici rappresenta una alternativa sostenibile all’utilizzo di prodotti di sintesi per la gestione delle malattie. In questo lavoro sono stati studiati due isolati di Trichoderma, T. asperellum ICC012 e T. gamsii ICC080, principio attivo dell’agrofarmaco biologico Remedier®, per un loro utilizzo nel controllo della FHB attraverso la valutazione della capacità di modulare l’espressione di geni di resistenza (pal1, pgip2, pr1 e sod) in radici e spighe di Triticum aestivum cv Apogee e di ridurre l’incidenza della malattia.
La capacità di ICC012 e ICC080 di colonizzare le radici di frumento è stata valutata su T. aestivum cv Apogee inoculato con i due isolati. Dopo tre giorni, è stata calcolata la percentuale di radici colonizzate dai due isolati benefici. Dalle radici è stato estratto l’RNA utilizzato, mediante qPCR, per misurare l’espressione dei geni di resistenza. La qPCR è stata condotta, dopo 24h, 48h e 72h dall’applicazione, anche su spighe trattate, in antesi, con i due isolati, da soli e in combinazione.
Piante allevate in serra sono state inoculate, alla fioritura, con Fusarium spp. per valutare la riduzione dell’incidenza (DI) della FHB da parte di ICC012 e ICC080. L’analisi della varianza ANOVA e post Hoc Tukey’s test (p < 0,05) sono state condotte sui valori di espressione relativa e di DI.
Entrambi gli isolati hanno colonizzato il 100% delle radici nelle quali l’espressione di pal1, pgip2 e sod è risultata significativamente maggiore con T. asperellum mentre con T. gamsii si è osservata una significativa sovra-espressione solo di pgip2 e pr1. Quando inoculati su spighe, sia da soli che in combinazione, ICC012 e ICC080 non hanno modificato l’espressione dei geni in nessuno dei tempi analizzati. Per quanto riguarda la prova in serra, dopo 21 giorni dall’inoculazione degli isolati di Fusarium spp., si è registrata una diminuzione significativa dell’incidenza della malattia sia in presenza dei due antagonisti singolarmente che co-inoculati. I risultati ottenuti hanno evidenziato la possibilità di utilizzare T. asperellum ICC012 e T. gamsii ICC080 per il controllo della FHB ma ulteriori indagini si rendono necessarie per approfondire la conoscenza sui loro meccanismi d’azione.
Crop production is constantly threatened by plant pathogens and mycotoxins contamination, as in the case of Fusarium head blight (FHB) of wheat, a disease caused by more than 20 species of Fusarium. Nowadays, the use of beneficial fungi represents an eco-friendly alternative to chemicals for the management of plant diseases. In this work, two Trichoderma isolates, T. asperellum ICC012 and T. gamsii ICC080, active ingredients of the biopesticide Remedier®, have been investigated for their ability to control FHB through the modulation of the expression of defense-related genes (pal1, pgip2, pr1 and sod) in roots and spikes of Triticum aestivum cv Apogee and to reduce the disease incidence.
The capability of ICC012 and ICC080 to endophytically colonize wheat roots was analyzed in T. aestivum cv Apogee inoculated with the two strains. RNA was extracted from roots and then used to measure the expression of the wheat defense-related genes by qPCR. Quantitative PCR was also performed, after 24h, 48h and 72h from the application, on spikes treated in anthesis with the two strains, alone or in combination.
Plants grown in greenhouse were inoculated, at flowering, with Fusarium spp. to evaluate FHB incidence reduction (DI) in presence of ICC012 and ICC080. Analysis of variance (ANOVA) and Tukey’s post hoc test (p < 0,05) were performed on the relative expression values and on DI.
Both strains colonized the 100% of roots, thus resulting in a significant up-regulation of pal1, pgip2 and sod in presence of T. asperellum: when inoculated with T. gamsii, a significant up-regulation only of pgip2 and pr1 was measured. When applied on spikes, alone or in combination, ICC012 and ICC080 didn’t modify the expression of any gene, independently to the sampling time.
In greenhouse, after 21 days from Fusarium spp. inoculation, a significant reduction of DI was observed whether the isolates were used alone or co-inoculated.
Results herewith obtained leave open the possibility to use T. asperellum ICC012 and T. gamsii ICC080 to control FHB. Further studies are needed to deepen our knowledge on their modes of action.
La capacità di ICC012 e ICC080 di colonizzare le radici di frumento è stata valutata su T. aestivum cv Apogee inoculato con i due isolati. Dopo tre giorni, è stata calcolata la percentuale di radici colonizzate dai due isolati benefici. Dalle radici è stato estratto l’RNA utilizzato, mediante qPCR, per misurare l’espressione dei geni di resistenza. La qPCR è stata condotta, dopo 24h, 48h e 72h dall’applicazione, anche su spighe trattate, in antesi, con i due isolati, da soli e in combinazione.
Piante allevate in serra sono state inoculate, alla fioritura, con Fusarium spp. per valutare la riduzione dell’incidenza (DI) della FHB da parte di ICC012 e ICC080. L’analisi della varianza ANOVA e post Hoc Tukey’s test (p < 0,05) sono state condotte sui valori di espressione relativa e di DI.
Entrambi gli isolati hanno colonizzato il 100% delle radici nelle quali l’espressione di pal1, pgip2 e sod è risultata significativamente maggiore con T. asperellum mentre con T. gamsii si è osservata una significativa sovra-espressione solo di pgip2 e pr1. Quando inoculati su spighe, sia da soli che in combinazione, ICC012 e ICC080 non hanno modificato l’espressione dei geni in nessuno dei tempi analizzati. Per quanto riguarda la prova in serra, dopo 21 giorni dall’inoculazione degli isolati di Fusarium spp., si è registrata una diminuzione significativa dell’incidenza della malattia sia in presenza dei due antagonisti singolarmente che co-inoculati. I risultati ottenuti hanno evidenziato la possibilità di utilizzare T. asperellum ICC012 e T. gamsii ICC080 per il controllo della FHB ma ulteriori indagini si rendono necessarie per approfondire la conoscenza sui loro meccanismi d’azione.
Crop production is constantly threatened by plant pathogens and mycotoxins contamination, as in the case of Fusarium head blight (FHB) of wheat, a disease caused by more than 20 species of Fusarium. Nowadays, the use of beneficial fungi represents an eco-friendly alternative to chemicals for the management of plant diseases. In this work, two Trichoderma isolates, T. asperellum ICC012 and T. gamsii ICC080, active ingredients of the biopesticide Remedier®, have been investigated for their ability to control FHB through the modulation of the expression of defense-related genes (pal1, pgip2, pr1 and sod) in roots and spikes of Triticum aestivum cv Apogee and to reduce the disease incidence.
The capability of ICC012 and ICC080 to endophytically colonize wheat roots was analyzed in T. aestivum cv Apogee inoculated with the two strains. RNA was extracted from roots and then used to measure the expression of the wheat defense-related genes by qPCR. Quantitative PCR was also performed, after 24h, 48h and 72h from the application, on spikes treated in anthesis with the two strains, alone or in combination.
Plants grown in greenhouse were inoculated, at flowering, with Fusarium spp. to evaluate FHB incidence reduction (DI) in presence of ICC012 and ICC080. Analysis of variance (ANOVA) and Tukey’s post hoc test (p < 0,05) were performed on the relative expression values and on DI.
Both strains colonized the 100% of roots, thus resulting in a significant up-regulation of pal1, pgip2 and sod in presence of T. asperellum: when inoculated with T. gamsii, a significant up-regulation only of pgip2 and pr1 was measured. When applied on spikes, alone or in combination, ICC012 and ICC080 didn’t modify the expression of any gene, independently to the sampling time.
In greenhouse, after 21 days from Fusarium spp. inoculation, a significant reduction of DI was observed whether the isolates were used alone or co-inoculated.
Results herewith obtained leave open the possibility to use T. asperellum ICC012 and T. gamsii ICC080 to control FHB. Further studies are needed to deepen our knowledge on their modes of action.
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