Phytophthora in natural and anthropic environments: new molecular diagnostic tools for early detection and ecological studies

L’efficacia di PCR quantitativa basata su una sonda TaqMan specifica per il genere è stata confermata come preciso strumento di rilevamento di DNA di Phytophthora su suolo artificialmente infettato, in suolo di invasatura contaminato proveniente da vivaio ed in campioni di trappole aeree. Nessuna quantificazione di DNA è avvenuta dopo due settimane dalla morte indotta del patogeno e, in confronto con i metodi di isolamento tradizionali, è stata dimostrata una significativa maggiore efficienza come strumento diagnostico. La fluttuazione stagionale di Phytophthora in aria è stata quantificata e descritta per il periodo di campionamento. La tecnica di sequenziamento 454 è stata utilizzata per identificare la tassonomia delle specie di Phytophthora in un hotspot biologico in Western Australia ed al fine di descrivere la patogenicità delle due specie sequenziate con maggior frequenza è stato realizzato un esperimento in serra. Le tecniche di laboratorio utilizzate in questo studio hanno fornito nuove nozioni sull’ecologia di Phytophthora. La PCR quantitativa basata su sonda TaqMan è testata e proposta come efficace strumento di prevenzione verso l’arrivo di specie invasive. Importanza dell’impatto di questo studio L’efficienza della gestione di Phytophthora dipende dalla conoscenza delle caratteristiche patogene di gruppi ristretti di specie o di una singola specie . Ricerche come queste forniscono le basi scientifiche per comprendere l’epidemiologia di una malattia ed applicare un controllo risolutivo. A quantitative PCR technique based on a genus specific TaqMan probe was confirmed as a precise method for detecting Phytophthora DNA in artificially infested soil under laboratory condition, in naturally infested soil and tissues of potted nursery plants and in the filters of air traps. No positive DNA quantification occurred in soil after two weeks from pathogen induced death and a significant higher efficiency as diagnostic tool was demonstrated compared to traditional isolation methods both in soil and plant tissues. Seasonal fluctuation of aerial spread of Phytophthora was also quantified and described. A 454 sequencing approach was used to identify the Phytophthora species present in a biological hotspot area in Western Australia, and a glass house experiment was performed in order to describe the pathogenicity traits of the two most frequently detected species. The lab procedures used in this study provided a more precise knowledge of Phytophthora ecology. The quantitative PCR assay based on designed TaqMan probe was demonstrated to be very efficient and is proposed as a reliable early detection instrument of prevention against the income of invasive species. Efficient management of Phytophthora depends to the knowledge of pathogenicity traits in restrict groups or single species. Investigations like those presented in this thesis contribute the scientific bases to understand the epidemiology of disease and to apply a successful control.