I tentativi della scienza per controllare Xylella fastidiosa senza l’eradicazione degli olivi

La scienza non ha fatto abbastanza per cercare di controllare Xylella fastidiosa senza ricorrere agli odiosi interventi di controllo dell’insetto vettore, la sputacchina, e l’eradicazione delle piante infette.

E’ un ritornello che si sente spesso ripetere e che può essere smentito con un veloce fact-checking, ovvero un controllo dei fatti, basato sulle ricerche scientifiche degli ultimi anni proprio per il controllo di Xylella fastidiosa con metodi alternativi.

Essenzialmente la ricerca ha cercato di controllare Xylella fastidiosa per via minerale, per via vegetale e microbica e infine solo microbica.

Ecco nel dettaglio le principali linee di studio.

Controllo di Xylella fastidiosa con elementi minerali e formulazioni innovative

Una serie di studi condotti in vitro ha dimostrato che le alterazioni dell'omeostasi minerale, che coinvolgono principalmente gli ioni zinco, rame e calcio, possono avere effetti significativi su X. fastidiosa Temecula, responsabile della PD nella vite, influenzando caratteristiche biologiche rilevanti, come la formazione del biofilm e il tasso di crescita, e possibilmente interferendo con l'espressione dei suoi tratti di virulenza nei tessuti dell'ospite. Sulla base di questi studi, recenti esperimenti hanno cercato di indagare come lo ionoma vegetale, cioè il contenuto relativo di elementi minerali presenti in uno specifico tessuto, possa interferire con l'espressione dei sintomi causati dal ceppo di X. fastidiosa nell'olivo. È interessante notare che, seguendo questo approccio, D'Attoma et al hanno fornito prove del fatto che contenuti più elevati di calcio e manganese possono contribuire ai tratti di resistenza mostrati dalla cultivar Leccino. Basandosi su una strategia simile, Del Coco et al hanno studiato la perturbazione del profilo ionomico delle foglie, in seguito al trattamento di alberi infettati da X. fastidiosa con Dentamet®, un biocomplesso di zinco-rame-acido citrico. Questo studio ha corroborato le prove raccolte da un approccio parallelo che si è basato su un'analisi metabolomica per rivelare cambiamenti sostanziali nei profili metabolici di cultivar di olivo sensibili a X. fastidiosa, in seguito al trattamento delle chiome con il complesso Dentamet®. Va notato che le prime descrizioni dell'applicazione di Dentamet® tramite spray fogliare avevano dimostrato che questo complesso può ridurre la gravità della malattia associata a X. fastidiosa; tuttavia, l'intervallo di tempo ristretto dell'applicazione e il numero limitato di osservazioni non consentivano di dimostrare in modo conclusivo la completa eradicazione del patogeno. Un'ulteriore valutazione a medio termine ha rivelato che la concentrazione batterica tendeva a diminuire negli alberi regolarmente irrorati con il biocomplesso nell'arco di 3-4 anni.

Oltre alla somministrazione di zinco e rame, in Italia sono state tentate altre strategie per controllare X. fastidiosa nelle piante di olivo, impiegando soluzioni minerali. Quando sono stati irrorati con cloruro di ammonio, gli alberi colpiti da Xylella hanno mostrato una chiara riduzione dei sintomi; tuttavia, non sono state osservate differenze significative nelle popolazioni batteriche. Recentemente sono stati esplorati anche i nanoossidi metallici come vettori per il rilascio diretto di fitofarmaci mirati a X. fastidiosa nelle piante di olivo. Osservazioni al microscopio elettronico a trasmissione hanno mostrato un'alterazione della parete cellulare batterica in seguito all'interazione con nanocarrier di carbonato di calcio, che sono stati assorbiti dalle radici dell'olivo e traslocati con successo nei tessuti conduttori.

Tra le strategie di controllo più studiate per X. fastidiosa c'è anche la N-acetilcisteina (NAC). Questo analogo mucolitico della cisteina, utilizzato principalmente per il trattamento di malattie umane, ha mostrato promettenti effetti inibitori su X. fastidiosa ceppo 9a5c e sulla malattia ad essa associata nelle piante di arancio dolce. Sulla base di questa esperienza, sono state eseguite alcune prove in campo in Puglia per verificare l'effetto della NAC sull'OQDS. In generale, il trattamento con NAC sembra ridurre la progressione della malattia, soprattutto utilizzando l'endoterapia con NAC; tuttavia, i saggi qPCR non hanno mostrato una riduzione significativa delle dimensioni della popolazione batterica. Studiando il suo effetto sul ceppo di X. fastidiosa dell’olivo per quanto riguarda il comportamento in vitro, Cattò et al hanno riscontrato, tuttavia, che concentrazioni sub-letali di NAC hanno avuto un effetto significativo sulla formazione del biofilm di X. fastidiosa, inducendo un fenotipo iper-attaccante, con potenziali impatti sulla virulenza del ceppo e sull'acquisizione del vettore.

Altri approcci per ridurre X. fastidiosa hanno coinvolto nanocristalli di fosetil-alluminio rivestiti di chitosano e peptidi antimicrobici (AMP), ma finora queste soluzioni minerali non hanno portato a un controllo efficace della malattia di X. fastidiosa e sono ancora necessari ulteriori prodotti.

Nessuno degli approcci a base di minerali si è dimostrato sufficiente a controllare il batterio in pianta; pertanto, nessuno di questi approcci è stato convalidato per l'uso nell'attuale strategia di gestione. Di conseguenza, non esistono dati sullo sviluppo della resistenza di X. fastidiosa ai minerali applicati o sui potenziali effetti sul microbiota delle olive. Poiché molti di questi minerali o composti hanno effetti significativi in vitro sullo stile di vita o sulla sopravvivenza del batterio, le tendenze future della ricerca dovrebbero prendere in considerazione l'ottimizzazione della loro somministrazione per colpire meglio la X. fastidiosa nella rete xilematica.

Composti di origine vegetale e microbica contro Xylella fastidiosa

Per esplorare l'uso di prodotti naturali provenienti da piante o microrganismi, Bleve et al hanno valutato le attività antimicrobiche in vitro di diverse classi di composti fenolici di origine vegetale (4-metilcatecolo, catecolo, acido veratrico, acido caffeico e oleuropeina), frazioni filtrate di acque reflue di frantoio (OMW), estratti di coltura di Trichoderma spp. e tossine fungine. Tutti i composti fenolici testati hanno mostrato una certa attività inibitoria nei confronti del ceppo di X. fastidiosa isolato da piante di olivo, anche se limitata a effetti batteriostatici reversibili. Inoltre, l'ofiobolina A e la gliotossina hanno mostrato un'inibizione batteriostatica, mentre un estratto di coltura grezza di un ceppo di Trichoderma citrinoviridae ha mostrato proprietà battericide. È interessante notare che l'aggiunta di frazioni OMW microfiltrate nel terreno di crescita ha avuto un impatto sulla crescita di Xylella.

Diversi composti fenolici, come cumarine, stilbeni e flavonoidi, sono stati valutati con saggi in vitro per il loro potenziale utilizzo contro i ceppi di X. fastidiosa. Nel complesso, questi composti fenolici sono risultati efficaci nell'inibire la crescita di X. fastidiosa, come indicato dalle basse concentrazioni minime di inibizione. Inoltre, i composti fenolici con diverse caratteristiche strutturali hanno mostrato diverse capacità antagoniste. In particolare, catecolo, acido caffeico e resveratrolo hanno mostrato il più alto potenziale inibitorio nei confronti del patogeno. In saggi simili, è stata valutata l'attività in vitro di diverse concentrazioni di composti fenolici, come acido gallico, epicatechina e resveratrolo, sulla crescita di X. fastidiosa. Sebbene nessuno di questi composti abbia inibito la crescita batterica in modo significativo, alcuni di essi, come l'epicatechina e l'acido gallico, hanno ridotto l'adesione alla superficie cellulare. Inoltre, l'aggregazione cellula-cellula è diminuita con il trattamento con resveratrolo.

Sono stati testati anche oli vegetali ed estratti di diverse specie botaniche. Sono tra i componenti di NuovOlivo®, un detergente naturale bioattivo, che è stato anche testato per la sua efficacia nel controllo di Xylella. Trattamenti spray basati su un piccolo numero di campioni e su un periodo di tempo limitato hanno abbassato l'indice di malattia e i livelli di DNA di X. fastidiosa, oltre a indurre la difesa della pianta e a proteggere l'integrità della membrana cellulare, anche se dovrebbero essere eseguiti altri saggi in campo per dimostrare sufficientemente il potenziale del prodotto.

Un tentativo di ridurre X. fastidiosa e i sintomi vegetali ad essa associati è stato fatto sulla base dei suoi fattori di segnale diffusibili. Il ciclo di vita di X. fastidiosa si è rivelato finemente regolato da una complessa via metabolica regolata da una famiglia di molecole di acidi grassi a catena corta note come fattori di segnale diffusibili (DSF), la cui potenziale applicazione per il controllo biologico delle malattie associate a X. fastidiosa è stata ampiamente studiata nella vite e negli agrumi. Sono ora in corso nuovi esperimenti per la caratterizzazione chimica del DSF prodotto dal ceppo olivicolo di Xylella al fine di identificare analoghi chimici da utilizzare per modulare la segnalazione cellula-cellula e contribuire a ridurre l'impatto delle infezioni di X. fastidiosa sull'olivo.

Controllo microbico delle infezioni da Xylella fastidiosa

L’olivo ospita diversi microrganismi nei suoi organi vegetali. Le differenze tra varietà suscettibili e resistenti/tolleranti a una malattia sono state correlate al microbioma della pianta. L'interesse senza precedenti per gli endofiti microbici come agenti di biocontrollo contro i patogeni insieme ad alcune indicazioni promettenti, anche se preliminari, sul loro uso nel controllo del ceppo Temecula1, ha stimolato la ricerca di soluzioni simili da applicare contro X. fastidiosa per l’olivo e per mitigare gli effetti della malattia associata.

Recentemente, due studi hanno esplorato il ruolo potenziale degli endofiti microbici nel contribuire all'espressione di tratti di resistenza contro la sindrome di declino rapido dovuta a Xylella, descritta in alcune cultivar di olivo. Vergine et al hanno osservato un'evidente disbiosi instaurata dall'infezione di X. fastidiosa nella cultivar Cellina di Nardò, suscettibile, che non è stata riscontrata nella cultivar Leccino, resistente, le cui comunità microbiche hanno mostrato una maggiore diversità. La tendenza del microbioma endofitico a soccombere all'occupazione dell'intera nicchia ecologica da parte di X. fastidiosa con il progredire dell'infezione è stata confermata dall'analisi di Giampetruzzi et al che hanno riscontrato come questa tendenza fosse più evidente nella cultivar suscettibile Kalamata rispetto alla resistente FS-17®. Sebbene siano state osservate differenze nel microbioma delle cultivar sensibili rispetto a quelle resistenti, quando si è valutata la potenza di biocontrollo di diversi ceppi batterici endofiti isolati da olivi situati nell'area colpita da X. fastidiosa, nessuno di essi si è dimostrato efficace nell'inibire la crescita di Xylella. Simili sforzi per identificare potenziali agenti di biocontrollo all'interno delle comunità microbiche endofite che abitano gli olivi infettati da X. fastidiosa hanno portato, tuttavia, alla scoperta di ceppi di Methylobacterium mesophilicum e M. radiotolerans che sono risultati in grado di produrre siderofori extracellulari. I microrganismi che producono questi composti leganti il Fe3+ possono aumentare significativamente la loro efficienza di biocontrollo; pertanto, sono in corso indagini per valutare i saggi di competizione di crescita in pianta e in vitro e gli effetti di questi ceppi di Methylobacterium presenti in natura sulle popolazioni di Xylella fastidiosa sub pauca.

Tra gli altri ceppi microbici, l'endofita benefico Paraburkholderia phytofirmans PsJN, isolato da radici di cipolla, è noto per colonizzare diverse piante ospiti stimolandone la crescita e proteggendole da stress biotici e abiotici.È stato dimostrato che è efficace nel ridurre la gravità dei sintomi della malattia di Pierce e le popolazioni di X. fastidiosa Temecula1 nella vite. Prove preliminari volte a testare la sua efficacia come agente di biocontrollo nel patosistema olivicolo in Italia, sebbene limitate a una sola stagione, non hanno rivelato differenze significative nella riduzione dei sintomi nei trattamenti terapeutici, né nella riduzione delle nuove infezioni con applicazioni preventive. Anche altri ceppi microbici sono attualmente in fase di sperimentazione per il controllo di X. fastidiosa in condizioni di campo; tuttavia, finora non è disponibile per gli agricoltori alcuna soluzione convalidata a base microbica, il che indica che gli sforzi devono essere indirizzati anche verso altri approcci per ridurre la carica del patogeno negli olivi.