Malattia del greening degli agrumi: una minaccia in crescita
HLB presenta seri sfide per l'agricoltura degli agrumi in tutto il mondo, colpendo agricoltori e l'economia.
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Huanglongbing (HLB), meglio conosciuto come malattia della macchia degli agrumi, è un bel problema per le piante di agrumi in tutto il mondo. A dicembre 2022, questa malattia è stata segnalata in 61 paesi. Nonostante anni di ricerche e finanziamenti significativi, non è stata trovata una cura. L'HLB è causata da un tipo di batterio che non si può coltivare in laboratorio, chiamato “Candidatus Liberibacter asiaticus” o CLAS. Questo batterio si diffonde principalmente attraverso un insetto chiamato psillide asiatica degli agrumi, che si nutre delle piante di agrumi.
La malattia colpisce vari tipi di frutti agrumati, tra cui arance e limoni, rendendola una grande preoccupazione per gli agricoltori e l'industria degli agrumi. La psillide, che è il principale vettore di CLas, diffonde il batterio da un albero all'altro, causando infezioni diffuse. Il problema è ulteriormente complicato dal fatto che il batterio può anche essere trasferito attraverso tecniche di innesto, aggiungendo una sfida in più per il controllo della malattia.
Ecosistema e gestione dell'HLB
Gestire l'HLB richiede un approccio globale che includa la comprensione sia della malattia che dell'insetto responsabile della sua diffusione. Negli Stati Uniti, specialmente in Texas e California, ci sono procedure di test rigorose per controllare la diffusione sia della psillide che del batterio. Purtroppo, la Florida è diventata un hotspot per l'HLB con casi in corso.
Gli agricoltori in Florida testano spesso le loro popolazioni di psillidi, ma gli insetti hanno sviluppato una certa resistenza agli insetticidi, rendendo la gestione difficile. La ricerca su come questi insetti interagiscono col batterio nel mondo reale è scarsa, nonostante alcuni studi stiano indagando la prevalenza di CLas in varie condizioni.
Il ruolo di Diaphorina citri nell'HLB
La psillide asiatica degli agrumi si nutre esclusivamente della linfa degli alberi di agrumi ed è fondamentale per diffondere CLas. Quando questi insetti si nutrono di alberi infetti, possono portare il batterio a quelli sani, causando nuove infezioni. Anche se è noto che possono diffondere il batterio attraverso l'innesto di piante infette, il rischio maggiore proviene proprio dagli insetti stessi.
Controllare la popolazione di psillidi è cruciale. Comprendere come si riproducono e interagiscono con l'ambiente aiuta a sviluppare migliori strategie di gestione. In Florida, sono necessari test speciali per gestire questi parassiti. Tuttavia, il problema persiste a causa dell'aumento della resistenza agli insetticidi.
Ricerca e raccolta di campioni
Nel 2018, gli scienziati hanno raccolto campioni da quattro diversi frutteti di agrumi nella Florida centrale per studiare la variazione dei livelli di CLas tra le popolazioni di psillidi. Circa 1.200 psillidi sono stati prelevati da ciascun frutteto, e i campioni sono stati preservati per ulteriori analisi.
Il DNA è stato estratto dai psillidi, e un metodo specifico è stato utilizzato per determinare la presenza e i livelli di CLas in ciascun campione. Questo processo ha coinvolto tecniche avanzate per garantire risultati accurati.
Analisi quantitativa di CLas
I ricercatori miravano a capire i livelli di CLas in queste diverse popolazioni di psillidi. Hanno usato un metodo chiamato reazione a catena della polimerasi quantitativa (qPCR) per rilevare CLas. Questo metodo prevede l'amplificazione del materiale genetico del batterio per quantificare quanto presente in ciascun campione.
I test hanno fornito dati preziosi sulla quantità di batterio nei psillidi di ciascun frutteto. I risultati hanno mostrato differenze significative nei livelli di CLas tra i campioni raccolti, indicando che la posizione del frutteto aveva un grande impatto sui tassi di infezione.
Fattori che influenzano i livelli di CLas
Lo studio ha trovato che il frutteto da cui sono stati raccolti i psillidi aveva un'influenza maggiore sui livelli di CLas rispetto ad altri fattori come il sesso dell'insetto. Ad esempio, un frutteto aveva un tasso di infezione molto più basso rispetto agli altri, mentre un altro aveva i livelli più alti.
Curiosamente, lo studio ha anche esaminato il ruolo di un batterio chiamato Wolbachia, che vive all'interno dei psillidi. Wolbachia potrebbe offrire alcuni benefici agli insetti, come una migliore nutrizione. Questo studio suggerisce che i psillidi non infetti avevano livelli di Wolbachia più alti rispetto a quelli infetti con CLas.
Risultati e osservazioni
In totale, la ricerca ha documentato tre principali categorie di popolazioni di psillidi in base ai loro livelli di CLas. Il primo gruppo aveva basse percentuali di infezione, mentre il secondo gruppo aveva livelli di infezione moderati, e l'ultimo gruppo aveva alti livelli di batteri.
Nonostante le differenze nei livelli di CLas, non tutti i frutteti mostravano tassi di infezione corrispondenti. Ad esempio, un frutteto con un carico batterico alto riportava anche un numero significativo di psillidi infetti, mentre un altro con un carico più basso aveva un tasso di infezione sorprendente.
I ricercatori hanno notato che il sesso dei psillidi non influenzava i livelli di CLas negli individui. Questa scoperta aiuta a semplificare le future strategie di gestione dei parassiti, poiché la gestione basata sul sesso potrebbe non essere necessaria.
Implicazioni dei risultati per la gestione degli agrumi
Le variazioni nei livelli di CLas tra i diversi frutteti suggeriscono che le condizioni ambientali locali e le pratiche di gestione dei frutteti influenzano significativamente le popolazioni di psillidi e la diffusione della malattia. Comprendere questa interazione consente agli agricoltori di mitigare potenzialmente l'impatto dell'HLB sulle loro colture attraverso strategie di gestione personalizzate.
Data la complessità delle interazioni tra la psillide, il batterio e il loro ambiente, la ricerca continua è fondamentale. I futuri studi dovrebbero concentrarsi su come diverse pratiche di gestione, inclusi l'uso di piante non agrumate e predatori naturali, possano contribuire a ridurre l'impatto dell'HLB.
I risultati sottolineano la necessità di un monitoraggio continuo delle popolazioni di psillidi e dei loro tassi di infezione. Questo non solo aiuterà nella gestione attuale della malattia, ma fornirà anche dati per sviluppare strategie a lungo termine per combattere l'HLB.
Conclusione
L'HLB rappresenta una minaccia significativa per le coltivazioni di agrumi in tutto il mondo, con il suo impatto diffuso sentito da molti agricoltori ed economie dipendenti dalla produzione di agrumi. Comprendere come CLas si diffonde attraverso le psillidi, i fattori che influenzano la loro capacità di vettore e come gestire al meglio questi parassiti è fondamentale nella lotta contro l'HLB.
La ricerca continua sulle dinamiche di questa malattia sarà essenziale per mitigare ulteriori diffusione e danni. Questo approccio olistico sarà vitale per mantenere la produzione di agrumi e proteggere i mezzi di sussistenza di chi dipende da essa. Man mano che procediamo, le intuizioni ottenute dallo studio di queste interazioni guideranno strategie più efficaci per gestire l'HLB e sostenere ecosistemi agrumati sani.
Titolo: Grove-level analysis of titer and prevalence of Candidatus Liberibacter asiaticus and Wolbachia in Diaphorina citri, vector of citrus Huanglongbing
Estratto: Huanglongbing (HLB, or citrus greening disease) affects all citrus varieties world-wide. In the USA, Asia, and South America the causal agent is "Candidatus Liberibacter asiaticus" (CLas), a phloem-limited, uncultured, alphaproteobacterium. The hemipteran insect vector, Diaphorina citri (Asian citrus psyllid) acquires and transmits CLas in a circulative, propagative manner. In addition to CLas, D. citri hosts multiple symbiotic bacterial species including Wolbachia (wDi). In D. citri, wDi has been sequenced and studied but specific roles in D. citri biology are unknown. Using well established quantitative PCR methods we measured CLas titer in D. citri collected from four groves in central Florida with distinct HLB management strategies and tested whether CLas and wDi titer were correlated in a sub-set of these insects. Grove site had the largest effect on CLas titer. Sex had no effect on CLas titer, while higher wDi titer was correlated with non-infected insects. Our results suggest that more directed follow-up research is necessary and important to clarify whether field management tactics influence CLas titer in D. citri and to better understand gene-by-environment interactions among D. citri, wDi and CLas. Now that millions of trees in Florida have been treated with injectable formulations of oxytetracycline, which is likely to decrease bacterial populations in D. citri, this study may represent the last biologically meaningful snapshot of grove-level vector-pathogen ecology in the state during the HLB epidemic.
Autori: Michelle Lynn Heck, M. Mann, L. Thompson, L. Johnson
Ultimo aggiornamento: 2024-03-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.04.560920
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.04.560920.full.pdf
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