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Questions and Answers

Quale tipo di fungo causa la rapida morte cellulare attraverso la secrezione di enzimi litici?

  • Funghi mutualistici
  • Funghi saprofaghi
  • Funghi necrotrofi (correct)
  • Funghi parassitari

Qual è la modalità principale con cui i batteri parenchimatici colonizzano le piante?

  • Attraverso stomati o ferite (correct)
  • Attraverso il sistema radicale
  • Attraverso la parte aerea della pianta
  • Attraverso i vasi xilematici

Cosa causa un avvizzimento delle piante quando colonizzate da batteri vascolari?

  • Ostacolamento nel trasporto di acqua e nutrienti (correct)
  • Sovrappopolazione di fusti
  • Una deficit di luce
  • Eccesso di nutrienti

Quale sintomo è frequentemente causato dalla colonizzazione virale nelle piante?

<p>Mosaico fogliare (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra patogeni monociclici e policiclici?

<p>I monociclici completano un solo ciclo di infezione per stagione (C)</p> Signup and view all the answers

Come si diffondono i virus all'interno delle piante una volta che penetrano nella cellula?

<p>Attraverso i plasmodesmi e il floema (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto principale delle esotossine sequestrate dai batteri patogeni?

<p>Danneggiano ulteriormente i tessuti vegetali (C)</p> Signup and view all the answers

In che modo i funghi specializzati penetrano la cuticola delle piante?

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

Cosa accade alle piante una volta superata la PTI?

<p>Entrano in una fase di suscettibilità chiamata ETS. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti non è considerato un tipo di effettore?

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

Quali proteine sono incluse nella categoria degli effettori proteici?

<p>Enzimi che degradano la parete cellulare e Avr proteine. (D)</p> Signup and view all the answers

Che cosa distingue la PTI dall'ETI?

<p>La PTI utilizza meccanismi molecolari simili ma con intensità diversa. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale degli effettori nelle piante?

<p>Sopprimere i meccanismi difensivi della pianta. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti enzimi è un esempio di CWDE?

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

Cosa significa che un patogeno è definito 'compatibile' con la pianta?

<p>Supera i meccanismi di difesa e causa malattia. (D)</p> Signup and view all the answers

Quali molecole possono essere considerate tossine?

<p>Metaboliti secondari che danneggiano le cellule vegetali. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è una delle principali difficoltà nei programmi di breeding per la resistenza alle piante?

<p>La lunga durata della resistenza, specialmente nelle piante arboree (D)</p> Signup and view all the answers

Che capacità evolutiva ha dimostrato Phytophthora infestans nella patata?

<p>Capacità evolutiva notevole grazie alla riproduzione sessuale (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'evento molecolare più importante nell'ETI?

<p>Risposta ipersensibile con scoppio ossidativo (B)</p> Signup and view all the answers

Quale caratteristica rende complicato il miglioramento genetico nelle piante?

<p>La forte pressione selettiva sui geni AVR (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa comporta l'accumulo di geni di resistenza nelle piante?

<p>Tempi di breeding significativamente più lunghi (A)</p> Signup and view all the answers

Quale varietà di vite ha avuto successo commerciale dopo il progetto di incrocio?

<p>Il vino Fernè (C)</p> Signup and view all the answers

In quale situazione si verifica lo stress ossidativo nelle piante?

<p>Nell'ETI in modo più intenso e precoce (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa comporta l'innalzamento della resistenza negli incroci tra piante resistenti e suscettibili?

<p>Una lotta più difficile contro il patogeno (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dell'austorio che il patogeno inietta nella pianta?

<p>Penetrare nei primi strati della pianta (B)</p> Signup and view all the answers

Quale sostanza chimica è stata utilizzata per ottenere mutanti nella ricerca sulla resistenza del mal bianco?

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

Quale caratteristica distintiva si osserva nelle varietà di orzo resistenti ottenute dalla mutagenesi?

<p>Presenza di papille sotto i siti di infezione (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la regione etiope nota per la coltivazione dell'orzo e per le sue abbondanti precipitazioni?

<p>Sud-ovest dell'Etiopia (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la percentuale di mutazioni nel locus Mlo osservate nelle piante di orzo etiope?

<p>0,2-0,6% (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa produce la pianta come risposta difensiva in caso di infezione?

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

Qual è l'effetto della ridotta dimensione dei chicchi sulla resa in granella delle varietà resistenti di orzo?

<p>Diminuzione della resa (A)</p> Signup and view all the answers

In quale decade è stata organizzata l'analisi delle accessioni di orzo etiopico?

<p>1930 (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il peso molecolare della proteina codificata dal gene identificato grazie alla tecnica RACE?

<p>60,4 kDa (A)</p> Signup and view all the answers

Quale tecnica permette di visualizzare la risposta ipersensibile nei tessuti di orzo?

<p>Uso del DAB (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade quando il gene MLO è silenziato e ROR è presente nella pianta?

<p>Si sviluppa una forte risposta ipersensibile (C)</p> Signup and view all the answers

Quale ruolo ha MLO nel processo di senescenza delle piante?

<p>Mantiene il tessuto giovane (A)</p> Signup and view all the answers

Quale è la funzione delle specie reattive dell'ossigeno (ROS) nel contesto della risposta delle piante?

<p>Contribuiscono all'immunità triggata dall'effettore (B)</p> Signup and view all the answers

Quale gene è necessario per il corretto funzionamento di MLO?

<p>ROR (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'assenza di ROR sulla risposta ipersensibile nelle piante?

<p>La risposta è debole (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale del DAB nell'analisi della risposta ipersensibile?

<p>Si lega al perossido di idrogeno (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'obiettivo principale nei programmi di miglioramento genetico riguardo ai mutanti?

<p>Selezionare varianti con equilibrio tra resistenza e effetti collaterali (A)</p> Signup and view all the answers

Quali alleli di orzo hanno mostrato buone caratteristiche in termini di resistenza al mal bianco?

<p>mlo-11 e mlo-9 (A)</p> Signup and view all the answers

Che ruolo svolge il gene MLO nel contesto della resistenza all'oidio?

<p>Regola negativamente il traffico vescicolare (B)</p> Signup and view all the answers

Quale percentuale delle varietà di orzo primaverile in commercio in Europa centrale è immune al mal bianco grazie all'introgressione della resistenza mlo?

<p>Più della metà (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è stata la principale scoperta riguardante il gene MLO negli anni '90?

<p>È un gene chiave per la resistenza all'oidio in varie specie (A)</p> Signup and view all the answers

In che periodo sono state maggiormente utilizzate le mutazioni naturali dell'allele mlo-11 e quelle indotte dell'allele mlo-9?

<p>1970-1980 (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica negativa dei mutanti che presentano microlesioni necrotiche?

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

In che modo il gene MLO influisce sulle risposte di difesa delle piante?

<p>Coinvolge i processi di difesa dipendenti dall'actina (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Fungi necrotrofi

Funghi che causano morte cellulare rapida tramite enzimi e tossine, per nutrirsi dei tessuti morti.

Fungi biotrofi

Funghi che penetrano le cellule vegetali senza ucciderle, assorbendo nutrienti da cellule vive.

Batteri parenchimatici

Batteri che infettano i tessuti parenchimatosi delle piante, causando macchie e marciumi.

Batteri vascolari

Batteri che infettano i vasi xilematici e floematici ostacolando il trasporto di acqua e nutrienti.

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Virus vegetali

Patogeni che penetrano in cellule vegetali e utilizzano il meccanismo cellulare per replicarsi.

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Evasione del patogeno

Rilascio di spore e altre forme di propaguli nell'ambiente, completando il ciclo di infezione.

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Patogeno monociclico

Patogeno che completa un ciclo d'infezione in una sola stagione.

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Patogeno policiclico

Patogeno che completa più di un ciclo d'infezione in una stagione.

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PTI

Prima risposta immunitaria della pianta, attivata da segnali patogeni generici (PAMPs).

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Effettori

Molecole (proteiche o non proteiche) utilizzate dai patogeni per inibire le difese della pianta.

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Effettori Proteici (CWDE)

Enzimi che degradano la parete cellulare della pianta (es. cellulasi, xilanasi).

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Effettori Proteici (Avr Proteins)

Proteine di avirulenza spesso secrete dai patogeni per contrastare le difese della pianta.

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Effettori Non-Proteici

Molecole non proteiche (es. metaboliti secondari, tossine) che danneggiano le cellule vegetali.

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ETS

Suscettibilità innescata da effettori (Effector Triggered Susceptibility).

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Reazione compatibile

Reazione del patogeno con successo nella pianta, dopo aver superato la PTI.

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RNA

Acido ribonucleico, una molecola spesso coinvolta nella difesa e attacco delle piante.

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Proteina MLO

Una proteina con 7 domini transmembrana e un dominio di legame per la calmodulina, che regola la risposta della pianta ai patogeni.

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Silenziamento genico

Blocco o riduzione dell'espressione di un gene, spesso tramite mutazioni.

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Risposta ipersensibile

Reazione di difesa delle piante contro i patogeni, caratterizzata da morte cellulare e produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS).

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Tripan Blue

Un colorante che colora di blu le cellule morte, permettendo di visualizzare la morte cellulare durante la risposta ipersensibile.

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Senescenza

Il processo di invecchiamento delle piante.

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Mal bianco

Una malattia delle piante causata da un fungo, che penetra nel tessuto vegetale con una struttura chiamata austorio, alimentandosi dei succhi cellulari.

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Mutagenesi

Un processo per indurre mutazioni genetiche in un organismo, utilizzando agenti chimici come l'etilmetansulfonato.

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Fenotipo

L'espressione fisica di un gene, cioè le caratteristiche osservabili di un organismo.

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Papille di callosio

Piccoli rigonfiamenti formati dalla pianta in risposta all'infezione, costituiti da un polisaccaride chiamato callosio.

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Flusso di calcio

Movimento degli ioni calcio all'interno delle cellule, importante per la segnalazione cellulare e le risposte difensive delle piante.

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Locus Mlo

Un gene specifico nell'orzo che controlla la suscettibilità al mal bianco. Le mutazioni in questo locus conferiscono resistenza.

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Accessions

Campioni di piante raccolte in natura, che rappresentano la diversità genetica di una specie.

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Diversità genetica

La variabilità dei geni all'interno di una popolazione, che aumenta la possibilità di adattamento a diversi ambienti e patogeni.

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ETI (Immunità Innescata da Effettori)

Un meccanismo di difesa delle piante che riconosce specifici geni di avirulenza dei patogeni, attivando una risposta immunitaria. Questa risposta è altamente specifica e dipendente dai geni R presenti nella pianta.

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Geni R

Geni nelle piante responsabili del riconoscimento dei geni di avirulenza (AVR) dei patogeni. Sono altamente polimorfici, il che significa che esistono diverse varianti alleliche all'interno della specie.

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Geni AVR

Geni nei patogeni che codificano per proteine che interagiscono con i geni R delle piante. Queste proteine possono essere considerate come 'fattori di virulenza' che cercano di eludere il sistema immunitario della pianta.

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Pressione selettiva sui geni AVR

I geni AVR sono sottoposti a una forte pressione selettiva da parte dei geni R delle piante. Questo porta all'evoluzione rapida dei geni AVR e alla progressiva perdita di efficacia dei geni R.

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Breeding per resistenza alle malattie

Il processo di selezione e miglioramento genetico di piante per aumentare la resistenza alle malattie. Questo può coinvolgere l'incrocio di piante resistenti e suscettibili e la selezione di individui con geni R desiderabili.

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Tempo di breeding

Il tempo necessario per sviluppare nuove varietà di piante con tratti desiderabili, tra cui la resistenza alle malattie. Questo processo può essere molto lungo, soprattutto nelle piante arboree.

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Accumulo di geni di resistenza

Strategia di breeding che mira ad aumentare la resistenza alle malattie nelle piante accumulando più geni R, fornendo un'ampia protezione contro una varietà di patogeni.

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Effetti pleiotropici

Effetti collaterali indesiderati di una mutazione, che possono influenzare tratti diversi da quello bersaglio.

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Mutanti ottimali

Mutanti che mostrano un equilibrio tra resistenza a un patogeno e minimizzazione degli effetti collaterali indesiderati.

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Introgressione

Inserimento di un gene desiderabile da una specie o varietà in un'altra.

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Traffico vescicolare

Movimento di vescicole all'interno delle cellule, importante per il trasporto di sostanze e per la difesa.

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Papille

Protuberanze di cellule vegetali che si formano in risposta all'infezione, come barriera fisica al patogeno.

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Risposte di difesa dipendenti dall'actina

Meccanismi di difesa che coinvolgono il citoscheletro (actina) per spostare organelli e creare barriere.

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Study Notes

Biotecnologie Applicate alla Difesa delle Piante

  • Le malattie delle piante causano perdite alimentari significative (circa il 40%), con i funghi come principale problema (20-30% delle perdite), seguiti da batteri (5-10%) e virus (5-10%).
  • Lo sviluppo di metodi sostenibili è fondamentale per sostituire gli agrofarmaci tradizionali, i quali rappresentano un problema per la pressione selettiva sui patogeni, l'inquinamento ambientale e l'impatto sull'ambiente.
  • I funghi sono il principale tipo di patogeno, seguiti dai batteri e dai virus.

Classificazione delle Malattie

  • Le malattie parassitarie sono causate da organismi viventi (funghi, batteri, virus e insetti).
  • Le malattie non parassitarie sono dovute a fattori ambientali non viventi (siccità, temperature estreme, carenze nutrizionali).
  • La Top Ten dei patogeni viene aggiornata periodicamente a causa dei cambiamenti climatici e della globalizzazione.

Fisiologia della Pianta e Sintomi di Malattia

  • Una malattia è una qualsiasi deviazione dalla fisiologia della pianta sana, che può colpire radici, fusti, foglie o frutti.
  • I sintomi di un'infezione possono includere:
    • Clorosi (ingiallimento delle foglie dovuto a carenza di clorofilla).
    • Marciumi (deterioramento dei tessuti).
    • Galle (formazioni anomale dei tessuti vegetali).
    • Cancri (lesioni nel legno degli alberi).
    • Macchie fogliari (aree scolorite o necrotiche sulle foglie).
    • Marciume radicale locale (danni limitati alle radici).
    • Cancro localizzato (lesioni circoscritte su rami o tronchi).
    • Crescita stentata (rallentamento della crescita di una parte della pianta).

Resistenza delle Piante

  • Le piante possiedono meccanismi di resistenza naturale contro i patogeni.
  • La resistenza non ospite si verifica quando una pianta non è suscettibile a un certo patogeno a causa di caratteristiche strutturali o biochimiche.
  • Esempi includono la cuticola e la parete cellulare.
  • I patogeni possono penetrare passivamente (attraverso aperture naturali come stomi, ferite) o attivamente (degradando la barriera della pianta).
  • Le piante hanno due principali vie di difesa: PTI (Pattern-Triggered Immunity) ed ETI (Effector-Triggered Immunity)

Classificazione Organismi

  • Gli organismi possono essere classificati in base alla loro nutrizione in autotrofi ed eterotrofi.
  • Gli eterotrofi possono essere saprotrofi o parassiti.

Altri argomenti importanti

  • I parassiti biotrofi sono organismi che necessitano del continuo contatto con l'ospite vivente per sopravvivere.
  • I parassiti necrotrofi si nutrono di tessuti morti.
  • I parassiti possono essere classificati anche in base alle aree in cui attaccano la pianta.
  • Le malattie fungine sono spesso le più persistenti e difficili da combattere.

Modificazione delle Ife

  • Appressori: Strutture che esercitano pressione sulla cuticola della pianta.
  • Austori: Strutture che permettono al fungo di assorbire i nutrienti dalle cellule ospiti.
  • Sclerozi e clamidiospore: Forme di resistenza a condizioni sfavorevoli.

Ciclo di Vita e Riproduzione dei Funghi

  • La riproduzione dei funghi avviene principalmente attraverso la formazione di spore, che permettono dispersione e sopravvivenza in condizioni avverse.
    • Riproduzione asessuata (spore mitotiche/conidi): creazione di nuove spore con lo stesso patrimonio genetico.
    • Riproduzione sessuata (ascospore, basidiospore): fusione di nuclei di due organismi diversi.

Germinazione delle Spore

  • Le spore germinano in presenza di umidità, temperatura e substrati nutrienti.
  • La crescita apicale consente al fungo di colonizzare velocemente nuove aree.

Diffusione delle Malattie

  • La diffusione delle malattie può avvenire attraverso vento, acqua, animali o attraverso il contatto diretto con altre piante.
  • Vettori biologici possono veicolare i microrganismi.

Riconoscimento e Resistenza

  • Le piante riconoscono le molecole estranee (effettori) prodotte dai patogeni attivando le difese innate o acquisite.
  • Esistono meccanismi, da parte dei patogeni, per eludere il sistema di riconoscimento.

Colonizzazione

  • I funghi possono colonizzare le piante in modo biotrofico (su tessuti viventi) o necrotrofico (su tessuti morti).
  • I batteri possono colonizzare i tessuti parenchimatosi o i vasi xilematici/floematici.
  • I virus colonizzano le cellule vegetali utilizzando il meccanismo della cellule ospite o tramite vettori.

Disseminazione e Monitoraggio delle Malattie

  • Le organizzazioni internazionali monitorano la diffusione delle malattie per classificarle in base al rischio di arrivo.

Immunità della pianta

  • Le piante possiedono un sistema immunitario innato, che riconosce gli elementi del patogeno (PAMP/MAMP). Questo sistema è costituito da diversi tipi di recettori.
  • Questo sistema è simile ma differente dal sistema immunitario dei mammiferi,
  • Esiste il processo di PTI e ETI

Germinazione delle Spore e Sporulazione

  • Le spore germinano in presenza di condizioni favorevoli.
  • I funghi possono formare spore di resistenza in condizioni avverse (es: Clamidospore).

Anastomosi e Scambio Genetico

  • Le ife di individui diversi possono fondersi e scambiare materiale genetico.
  • Questo meccanismo genera variabilità genetica e velocizza l'evoluzione dei funghi.

Ciclo della Malattia

  • Le fasi del ciclo di infezione comprendono l'inoculo, l'adesione, la penetrazione, la colonizzazione e la dispersione di nuovi patogeni.

Classificazione dei Parassiti

  • I parassiti sono classificati come biotrofi (su tessuti viventi) e necrotrofi (su tessuti morti o in decadimento).

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