DNA

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12602 (2023) Citare questo articolo

Dettagli sulle metriche

I nematodi radicali (RLN) del genere Pratylenchus stanno causando danni significativi alla produzione di cereali in tutto il mondo. A causa del cambiamento climatico e senza trattamenti efficienti e rispettosi dell’ambiente, si prevede che i danni causati dalle RLN aumenteranno. Le valutazioni microscopiche degli RLN sul campo e nelle serre richiedono molto tempo e sono laboriose. Di conseguenza, i coltivatori di cereali hanno per lo più ignorato questo parassita. Presentiamo un metodo che misura l'RLN nelle radici di cereali infette utilizzando un approccio PCR standardizzato. Sono state valutate le combinazioni di primer Pratylenchus rulingus disponibili al pubblico. È stata identificata una combinazione ottimale di primer per il test RT-qPCR per rilevare e quantificare P. negligenza all'interno delle radici di cereali infette. Utilizzando il test di rilevamento RT-qPCR, P. negligenza potrebbe essere chiaramente distinto da altri nematodi parassiti delle piante. Abbiamo potuto identificare il DNA di P. negligenza nelle radici dell'orzo e del grano rispettivamente a partire da 0,863 e 0,916 ng/μl di DNA totale. Un singolo individuo di P. negligenza è stato rilevato in sospensione acquosa e all'interno delle radici di orzo e frumento. Il test di rilevamento RT-qPCR fornisce un'alternativa robusta e accurata all'identificazione e alla quantificazione microscopica dei nematodi. Potrebbe essere interessante per l'allevamento della resistenza, dove è necessario sottoporre a screening grandi popolazioni per rilevare e quantificare P. negligenza nei campi degli agricoltori.

Sono note circa 4.100 specie di nematodi parassiti delle piante (PPN)1. Molti sono parassiti devastanti nell’agricoltura e nell’orticoltura in tutto il mondo2,3. Ad esempio, si prevede che la perdita di rendimento mondiale causata dalle PPN delle colture sarà pari a circa il 15%, con perdite in alcune regioni superiori al 50%4,5,6.

I nematodi delle lesioni radicali (RLN) del genere Pratylenchus sono i terzi PPN più dannosi per le colture a livello mondiale, dopo i nematodi galligeni e i nematodi a cisti7,8. Il danno causato da RLN è influenzato da vari fattori, tra cui le specie di nematodi coinvolte, il clima, l'areale degli ospiti, la virulenza dei nematodi e i sistemi di coltivazione. Gli studi hanno riportato perdite di rendimento causate dagli RLN che vanno dal 5 al 50% in varie colture a seconda della coltura e della gravità dell'infestazione2,7.

Pratylenchus rulingus e P. thornei sono i due RLN più importanti nei cereali. La popolazione di P. negligenza nel suolo è correlata negativamente alla resa dei chicchi di grano9. In Australia, la resa del grano può essere ridotta fino al 30%10. P. negligenza è stata rilevata in oltre il 90% dei campi di grano nelle zone aride del Pacifico nord-occidentale degli Stati Uniti, dove si stima che i danni arrechino a 51 milioni di dollari all'anno11,12,13. In Europa, gli agricoltori utilizzano rotazioni colturali ristrette e date di semina anticipate, che causano danni crescenti da parte degli RLN14,15. Un'indagine sulle PPN nell'agricoltura biologica in Germania ha scoperto i generi Pratylenchus e Tylenchorhynchus in oltre il 90% dei campioni di terreno raccolti16. Gli RLN sono stati spesso trascurati a causa della loro diversità di specie, del comportamento migratorio, delle somiglianze morfologiche, dei sintomi di danno simili causati da altri agenti patogeni del suolo o da stress ambientali e della mancanza di nematologi addestrati17. L'identificazione dei nematodi in base ai tratti morfologici richiede molto tempo e richiede un'immensa esperienza per la classificazione dei nematodi. Il processo di quantificazione richiede tempo e contare e identificare queste specie da molti campioni è impegnativo, soprattutto quando sono presenti altri nematodi. Ad esempio, distinguendo P. descendus da P. thornei e altri Pratylenchus spp. si basa su caratteristiche morfologiche minori quali il numero dell'anula labiale, la forma della coda e la posizione della vulva18. Inoltre, l'identificazione delle specie può essere complicata dalle condizioni ambientali e dalla variazione fenotipica13,19. A causa di queste sfide, è necessario sviluppare strategie diagnostiche semplici e rapide per identificare i nematodi. La combinazione di dati morfologici e molecolari sarà ideale per migliorare la risoluzione e l'affidabilità degli studi diagnostici20.