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Questions and Answers

Cosa rappresenta la sigla ETS nel contesto della suscettibilità delle piante?

  • Effective Triggered Suppression
  • Effector Triggered Susceptibility (correct)
  • Energy Transfer System
  • Environmental Triggering Signal

Quali tipi di molecole possono essere considerate effettori?

  • Proteine e tossine non proteiche (correct)
  • Esclusivamente enzimi
  • Solo proteine batteriche
  • Esclusivamente tossine

Quale tra le seguenti è una classe di effettori proteici?

  • Metaboliti secondari
  • CWDE (Cell Wall-Degrading Enzymes) (correct)
  • Tossine specifiche per l'ospite
  • RNA virale

Cosa distingue la PTI dall'ETI?

<p>L'intensità e la rapidità di attivazione delle difese (C)</p> Signup and view all the answers

Quali sono esempi di CWDE?

<p>Cel, Xyl e PG (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa significa che un patogeno è definito "compatibile"?

<p>Stabilisce una reazione compatibile con la pianta (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è una funzione delle tossine nel contesto degli effettori?

<p>Causare danni alle cellule vegetali (A)</p> Signup and view all the answers

Quali molecole possono essere utilizzate dai patogeni per silenziare l'immunità delle piante?

<p>Qualsiasi molecola, comprese tossine e RNA (D)</p> Signup and view all the answers

Quale funzione hanno i DAMPs nel sistema immunitario delle piante?

<p>Indicano danno o stress cellulare. (B)</p> Signup and view all the answers

Quali molecole rientrano nella categoria dei cDAMP?

<p>Frammenti di parete cellulare danneggiata. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano gli iDAMPs nel meccanismo di difesa delle piante?

<p>Molecole prodotte come segnali di pericolo. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è una delle funzioni principali dei recettori PRR?

<p>Riconoscere segnali di stress o danno. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale molecola è considerata un esempio di iDAMP?

<p>Sistimina. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade quando una pianta percepisce un patogeno?

<p>Si attivano meccanismi di difesa attraverso proDAMPs. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione sui cDAMP e i iDAMP è corretta?

<p>cDAMP derivano da danno cellulare, iDAMP da stimoli esterni. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale molecola non è considerata un cDAMP?

<p>Sistimina. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra PTI ed ETI?

<p>L'ETI è di tipo qualitativo e specifico, mentre la PTI è quantitativa e tollerante. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica che l'ETI è una resistenza di tipo assoluto?

<p>La pianta non presenta malattia. (C)</p> Signup and view all the answers

Secondo la teoria del "gene per gene", da cosa dipende la resistenza delle piante?

<p>Dalla dominanza dei geni R e dalla complementarità con i geni avr. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo la ruggine nel lino?

<p>Alcuni genotipi di lino non presentano la malattia. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa si verifica quando il gene di resistenza è recessivo?

<p>La malattia si verifica. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale del dominio LRR nelle piante?

<p>Attivare meccanismi di difesa. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale struttura è tipica del dominio LRR?

<p>Struttura a &quot;cassetta&quot;. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il sintomo caratteristico della ruggine nelle piante?

<p>Formazione di pustole arancioni. (B)</p> Signup and view all the answers

Come contribuiscono le leucine alla struttura del dominio?

<p>Stabilizzano la forma tridimensionale. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa suggerisce la teoria di Flor riguardo l'evoluzione della resistenza?

<p>La resistenza si eredita in modo monogenico. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano i geni R nelle piante?

<p>Geni di resistenza. (A)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di molecole riconosce principalmente il dominio LysM?

<p>Chitina e peptidoglicano. (B)</p> Signup and view all the answers

In che forma strutturale predominano i domini LysM?

<p>β-foglietto. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza delle variazioni nelle sequenze aminoacidiche nei domini LRR?

<p>Influenzano la specificità del riconoscimento. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale delle difese strutturali nelle piante?

<p>Impedire la penetrazione dei patogeni (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa caratterizza le difese biochimiche delle piante?

<p>Includono molecole tossiche per patogeni (A)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo il riconoscimento delle molecole bersaglio da parte del dominio LRR?

<p>Attiva la risposta immunitaria. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il primo livello di difesa attivato dalle piante contro i patogeni?

<p>PTI (Pattern-Triggered Immunity) (D)</p> Signup and view all the answers

Con quale altro dominio il dominio LRR lavora spesso in sinergia?

<p>Dominio chinasi. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica distintiva della risposta ETI nelle piante?

<p>Richiede energia e attivazione specifica (A)</p> Signup and view all the answers

Come le piante riconoscono i microrganismi patogeni?

<p>Utilizzando le stesse molecole per patogeni e simbionti (C)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione riguardante la difesa indotta delle piante è corretta?

<p>Avviene localmente nella cellula a contatto con il patogeno (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è un esempio di difesa biochimica nelle piante?

<p>Produzione di peptidi antimicrobici (C)</p> Signup and view all the answers

Quale opzione descrive meglio la PTI?

<p>Fornisce una difesa generica contro vari patogeni (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale funzione del gene FAMBL1 nei frutti bianchi?

<p>Proteggere i frutti acerbi dall'infezione fungina (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa provoca l'overespressione della lectina nei frutti rossi?

<p>Ritardo nella penetrazione dell'apressorio (A)</p> Signup and view all the answers

Quale processo è attivato dai recettori PRR dopo il riconoscimento dei PAMPs?

<p>Modifiche post-traduzionali mediate da chinasi (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo del calcio (Ca²⁺) nel processo di risposta della pianta all'infezione?

<p>Attivare chinasi come le CDPKs (D)</p> Signup and view all the answers

Quale evento non è associato alla depolarizzazione del potenziale di membrana durante la risposta alla patogenicità?

<p>Aumento della concentrazione di calcio nel vacuolo (C)</p> Signup and view all the answers

Quale fattore di trascrizione è uno dei primi geni ad essere indotti nella PTI dopo l'infezione?

<p>WRKY (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede alla funzionalità del gene FAMBL1 quando il frutto matura?

<p>La funzionalità del gene diminuisce (D)</p> Signup and view all the answers

Quale patogeno ha mostrato un effetto benefico dalla lectina nei frutti?

<p><em>Botrytis cinerea</em> (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

DAMPs

Molecole associate al danno cellulare in piante, rilasciate da cellule danneggiate, che innescano la risposta immunitaria.

cDAMPs

DAMPs costitutivi delle cellule vegetali, come frammenti di parete cellulare o DNA.

iDAMPs

DAMPs prodotti in risposta a stress o danni, spesso specifici di determinati patogeni.

proDAMPs

Forme precedenti ai DAMPs, che subiscono trasformazioni a DAMPs a seguito di una risposta a un attacco.

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PTI

Immunità innata mediata da PAMP, risposta di difesa rapida contro patogeni.

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Recettori PRR

Recettori che riconoscono i DAMPs, attivando risposte immunitarie nelle piante.

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Sistemina

Un peptide iDAMP, coinvolto nella risposta di difesa delle piante contro patogeni.

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Parete cellulare

Struttura della cellula vegetale che contiene cDAMPs, importanti nella risposta immunitaria.

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Dominio LRR

Un dominio proteico che riconosce molecole bersaglio, come PAMPs e DAMPs, avendo una struttura a "cassetta" con leucina in posizioni specifiche.

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Struttura a Cassetta (LRR)

Struttura ricorrente del dominio LRR, che crea un aspetto ondulato o a spirale, simile a una griglia con leucine disposte alternatamente.

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Variazione lunghezza LRR

I domini LRR possono avere lunghezze e composizioni diverse; ciò influenza la loro specificità nel riconoscimento delle molecole.

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Superficie di Riconoscimento (LRR)

La superficie esterna del dominio LRR che si lega alle molecole bersaglio (PAMPs e DAMPs) per attivare il sistema immunitario.

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Dominio LysM

Un dominio proteico importante per il riconoscimento di molecole patogene come chitina e peptidoglicano, basato su ripetizioni di motivi di lisina.

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Motivo Conservato (LysM)

Sequenza di aminoacidi nel dominio LysM che è simile in varie specie. È un aspetto cruciale per la sua funzione.

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Struttura Secondaria (LysM)

L'organizzazione spaziale tridimensionale (beta sheet) del dominio LysM, che consente interazioni efficaci con i bersagli.

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Riconoscimento specifico (LRR)

La capacità del dominio LRR di identificare in maniera specifica i PAMPs ed effettori di patogeni, attivanto meccanismi di difesa nelle piante

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FAMBL1

Un gene espresso nei frutti bianchi, codifica per una lectina che lega il mannosio e aiuta a proteggere la pianta dall'infezione fungina.

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Lectina

Una proteina che si lega specificamente ai carboidrati, come il mannosio.

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Apressorio

Una struttura specializzata formata da alcuni funghi per penetrare nei tessuti vegetali.

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Silenziamento genico

Tecnica che riduce l'espressione di un gene specifico, spesso utilizzata per studiare la funzione del gene.

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Overespressione genica

Tecnica che aumenta l'espressione di un gene specifico, spesso usata per studiare la funzione del gene.

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Calmodulina

Proteina che lega il calcio e attiva le chinasi (CDPKs) durante la risposta immunitaria.

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Difese strutturali

Barriere fisiche come la cuticola, le pareti cellulari lignificate e le cere che impediscono l'ingresso dei patogeni.

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Difese biochimiche

Produzione di molecole antimicrobiche come fitoalessine, peptidi antimicrobici (AMPs) e enzimi degradanti come glucanasi e chitinasi.

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Fitoalessine

Molecole antimicrobiche prodotte dalle piante in risposta a un attacco patogeno.

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Come distinguono le piante tra patogeni e simbionti?

Le piante riconoscono i microrganismi tramite le stesse molecole, indipendentemente dal fatto che siano patogeni o simbionti/endofiti.

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PTI (Pattern-Triggered Immunity)

Il primo livello di difesa, meno intenso, che riconosce elementi generici (come la flagellina nei batteri o la chitina nei funghi).

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ETI (Effector-Triggered Immunity)

Una difesa più specifica ed energeticamente costosa, che si attiva quando i patogeni producono molecole chiamate 'effettori'.

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Effettori

Molecole prodotte dai patogeni che cercano di superare la PTI.

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Come si attiva la ETI?

La pianta riconosce gli effettori e attiva la difesa verticale, simile al sistema degli anticorpi nei mammiferi.

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Teoria del gene per gene

Questa teoria spiega come la resistenza alle malattie nelle piante sia determinata da interazioni specifiche tra geni di resistenza (geni R) nelle piante e geni di avirulenza (geni avr) nei patogeni.

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Geni R

Questi geni, presenti nelle piante, codificano per proteine che riconoscono gli effettori prodotti dai patogeni.

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Geni avr

Questi geni, presenti nei patogeni, codificano per gli effettori che cercano di sopprimere il sistema immunitario della pianta.

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Interazione incompatibile

Si verifica quando un gene R in una pianta riconosce ed è compatibile con un gene avr in un patogeno, attivando la resistenza e bloccando l'infezione.

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Interazione compatibile (malattia)

Si verifica quando un gene R nella pianta non riconosce un gene avr nel patogeno o quando entrambi i geni sono presenti in forma recessiva, permettendo l'infezione.

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Resistenza assoluta

Si verifica quando la pianta ha un gene R che riconosce un gene avr nel patogeno, impedendo completamente l'infezione.

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PTI vs ETI

Mentre la PTI è una resistenza generale, quantitativa, basata su DAMPs e PAMPs, l'ETI è una risposta specifica, qualitativa, basata sul riconoscimento diretto degli effettori prodotti dai patogeni.

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CWDE

Enzimi come cellulasi, xilanasi e poligalatturonasi prodotti da alcuni patogeni, in grado di degradare la parete cellulare delle piante.

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Avr Proteins

Proteine come AvrPto, Avr4, Avr2 e Avr3a, che svolgono un ruolo nella suscettibilità della pianta, alcune delle quali possono essere riconosciute da geni di resistenza (R) dell'ospite.

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Tossine

Molecole come ToxA e Fumonisina prodotte da alcuni patogeni, che causano danni alle cellule vegetali, paralizzandone le difese.

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Patogeni compatibili

Patogeni che superano la PTI (Immunità Innescata dai PAMPs) e riescono a stabilire un'infezione nell'ospite.

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Effector-Triggered Immunity (ETI)

La risposta di difesa della pianta attivata da fattori specifici del patogeno (effettori), generalmente più intensa e specifica rispetto alla PTI.

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Study Notes

Malattie delle Piante e Perdite Alimentari

  • Le malattie delle piante causano significative perdite alimentari, circa il 40% delle colture vengono perse a causa di infezioni.
  • I funghi sono il principale problema, con perdite del 20-30%, seguiti da batteri (5-10%) e virus (5-10%).
  • Lo sviluppo di metodologie sostenibili è necessario rispetto agli agrofarmaci tradizionali.
  • Gli agrofarmaci creano pressione selettiva sui patogeni, causando problemi di inquinamento ambientale.
  • Il rame, utilizzato nell'agricoltura biologica, è un metallo pesante con impatto negativo sull'ambiente.

Tipi di Patogeni

  • Funghi: Sono i principali patogeni delle piante, causando una vasta gamma di malattie.
  • Batteri: Meno numerosi dei funghi, ma altrettanto difficili da controllare.
  • Virus: Difficili da contrastare, anche se causano meno malattie in termini di specie colpite.

Classificazione delle Malattie

  • Le malattie delle piante sono classificate in due categorie principali:
    • Malattie parassitarie: Causate da organismi viventi (funghi, batteri, virus, insetti).
    • Malattie non parassitarie: Causate da fattori ambientali non viventi (siccità, temperature estreme, carenze nutrizionali).
  • La classifica delle malattie cambia ogni 5 anni a causa dei cambiamenti climatici e della globalizzazione, che influenzano l'emergere di nuovi patogeni.

Fisiologia della Pianta e Sintomi di Malattia

  • Una malattia è una deviazione della fisiologia della pianta sana, che può colpire radici, fusti, foglie o frutti.
  • Alcune malattie sono locali (limitate a una parte della pianta), altre sono sistemiche (diffondono attraverso il sistema vascolare).
  • Clorosi: Ingiallimento delle foglie per carenza di clorofilla.
  • Marciumi: Degrado dei tessuti, spesso causati da microrganismi necrotrofi.
  • Galle: Crescita anomala dei tessuti vegetali.
  • Cancri: Lesioni nel legno di alberi o arbusti.
  • Macchie fogliari: Aree scolorite o necrotiche sulle foglie, limitate a una zona specifica.
  • Marciume radicale locale: Colpisce una parte delle radici, causando difficoltà nell'assorbimento di acqua e nutrienti.
  • Cancro localizzato: Lesione circoscritta su rami o tronchi.
  • Crescita stentata: Sviluppo ridotto in alcune parti della pianta, a causa di infezioni che bloccano il flusso nutritivo.

Resistenza delle Piante

  • Le piante possiedono meccanismi di resistenza naturale contro i patogeni.
  • Resistenza non ospite: La pianta non è suscettibile a un determinato patogeno.
  • Cuticola: Strato protettivo ceroso sulla superficie delle piante.
  • Parete cellulare: Barriera fisica contro l'intrusione di patogeni.

Penetrazione dei Patogeni

  • I patogeni penetrano nelle piante passivamente (attraverso aperture naturali) o attivamente (utilizzando enzimi/sostanze).

Sistema Immunitario delle Piante

  • Le piante hanno due livelli di difesa contro i patogeni: PTI ed ETI.
  • PTI (Pattern-Triggered Immunity): Primo livello di difesa, generico, attivato quando la pianta riconosce i PAMP (Pattern-Associated Molecular Patterns) di un patogeno.
  • ETI (Effector-Triggered Immunity): Secondo livello di difesa, più specifico ed energeticamente costoso, attivato se il patogeno supera la PTI.

Classificazione degli organismi

  • Gli organismi possono essere classificati in base al loro tipo di nutrizione:
    • Autotrofi: Sintetizzano sostanze organiche a partire da sostanze inorganiche (es. fotosintesi).
    • Eterotrofi: Non sintetizzano le sostanze organiche, e le ottengono dall'ambiente esterno.
      • Saprotrofi: Si nutrono di materia organica morta.
      • Parassiti: Si nutrono a spese di organismi viventi, causando malattie.
        • Biotrofi: Mantengono in vita l'ospite per alimentarsi.
        • Necrotrofi: Uccidono le cellule dell'ospite per alimentarsi.
        • Emicrotrofi: Inizialmente si comportano come biotrofi, poi diventano necrotrofi.

Ciclo di Vita dei Funghi

  • I funghi si riproducono sia sessualmente che asessualmente, utilizzando le spore.
  • Riproduzione asessuata: Produzione di spore mitotiche che non comportano la fusione di nuclei.
  • Riproduzione sessuata: Fusione dei nuclei di due individui geneticamente diversi, producendo spore sessuate (ascospore o basidiospore)
  • Spore di resistenza: Consentono ai funghi di sopravvivere in condizioni avverse (clamidospore).
  • Ciclo della malattia: Sequenza di fasi nel ciclo vitale di un patogeno per infettare e danneggiare organismi vegetali.
    • Inoculo
    • Adesione
    • Penetrazione
    • Colonizzazione
    • Ricerca di nuovi ospiti
  • Germinazione delle spore: Le spore germinano in condizioni ambientali favorevoli.
  • Crescita apicale: Le ife crescono all'estremità (apice).

Struttura e Caratteristiche Cellulari dei Funghi

  • Gli organismi sono eucarioti con citoplasma continuo, crescita bidimensionale, pareti cellulari composte da chitina.
  • I funghi si nutrono per assorbimento, rilasciando enzimi litici che successivamente assorbono i nutrienti.

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