Nuove biotenologie per la produzione di piante micorrizate con tartufo

Il lavoro svolto durante questa tesi di dottorato pone le basi per lo sviluppo di nuove biotecnologie della micorrizazione di piante forestali con tartufi pregiati ed in particolare con Tuber magnatum. Durante questa tesi è stato possibile isolare e mantenere in coltura pura il micelio di T. magnatum, ad ottenere e descrivere le sue micorrize e quelle di altri tartufi “bianchi” (T. oligospermum, T. borchii) e a seguire l’evoluzione del micelio nel suolo utilizzando la tecnica della real time PCR. Sono stati disegnati primer specie specifici in grado di identificare T. oligospermum ed è stata verificata la possibiltà di utilizzare questi primers in PCR multiplex con quelli specifici di T. magnatum e di T. borchii già presenti in bibliografia, al fine di “scovare” sia frodi nella commercializzaione degli ascomi sia eventuali contaminazioni nelle piante micorrizate. Per migliorare lo sviluppo miceliare di tartufo abbiamo si è cercato di migliorare il mezzo nutritivo per la crescita del micelio utilizzando: fonti di carbonio diverse, estratti radicali di nocciolo e singole frazioni separate dagli stessi. Infine sono stati sviluppati protocolli di crioconservazione per miceli di tartufo. Gli estratti radicali sono in grado di stimolare le crescita miceliare del tartufo modello T. borchii e dimodificarne la morfologia ifale. Questo risultati sono stati confermati anche dall’aumento dell’espressione di geni CDC42 e Rho-GDI, due geni legati alla crescita apicale polarizzata delle ife dei funghi filamentosi. Inoltre è stato dimostrato che il mantenimento in coltura per numerosi anni dei miceli di tartufo provoca una perdita della capacità d’infettare le radici delle piante e quindi il loro potenziale utilizzo sia a scopo sperimentale sia a scopo colturale. Questo pone in risalto l’importanza della conservazione a lungo termine del materiale biologico a disposizione ed è stato dimostrato che la crioconservazione è applicabile con successo anche alle specie del genere Tuber.

In vitro application of biocontrol agents to improve the safety and quality of grapevine products

Pathogenic fungi are responsible for vine diseases affecting the grapevine yield and the organoleptic quality of the final wine products. Using of biocontrol agents can represent a sustainable alternative to the use of synthetic fungicides whose intense use can have negative effects on the ecosystem and cause increase resistant pathogen population to synthetic agents. The principal aim of my PhD thesis was the isolation and characterization of new yeast strains and Bacillus subtilis SV108 as biocontrol agent and the comprehension of the mechanism of their antimicrobial action. Accordingly, twenty wild yeast and one selected bacterium isolated among 62 samples, isolated from different Italian and Malaysian regions and molecularly identified, were evaluated in a preliminary screening test on agar. Results showed the highest effects on inhibiting mycelial growth by Starmerella bacillaris FE08.05, Metschnikowia pulcherrima GP8 and Hanseniaspora uvarum GM19. On the other side, Bacillus subtilis SV108 showed the ability of inhibit the mycelial growth of selected fungi by producing antimicrobial compounds on Malt Extract Broth medium recovered by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and identified by electrospray ionization (ESI) tandem mass spectrometer Triple TOF 5600. Moreover, in order to analyze the volatile fraction of compounds, the quantitative analysis of the VOCs profiles was performed by GC/MS/SPME. The analysis highlighted the presence of isoamyl and phenylethyl alcohols and an overall higher presence of low-chain fatty acids and volatile ethyl esters. All the data collected suggest that the tested yeasts, found among the epiphytic microbiota associated with grape berries, can be potentially effective for the biological control of pathogenic moulds. On the other hand, the proteomic study conducted on B. subtilis SV108 revealed that there are two cyclic antifungal peptides which can explain the antimicrobial effect of Bacillus subtilis SV108 acting as biocontrol agent against fungal pathogens in grapevine.