New insights into the sustainable control of Mal secco disease [Approcci innovativi per la gestione sostenibile del Mal secco degli agrumi]

Citrus cultivation represents one of the most important industries worldwide, with the Mediterranean countries serving as major citrus producers. Mal secco, caused by Plenodomus tracheiphilus, is an economically important fungal vascular disease in citrus-growing countries of the Mediterranean basin. Limited control measures and further restriction on the use of copper led to investigate on alternative sustainable management solutions. The use of biological control agents (BCAs), natural compounds, resistance inducers and new-copper formulations to manage Mal secco has gained significant attention. The need to find sustainable alternatives to copper is particularly emphasised in Sicilian citrus farming, a sector with a leading position in global citrus production. Consequently, research into sustainable strategies is highly encouraged and should explore various possibilities, such as alternative formulations and the investigation and promotion of beneficial microorganisms. In this context, the multidisciplinary research activities of the Ph.D. thesis focused on: (i) identifying alternative biological products able to reduce or phase out copper-base fungicides in citrus farming; (ii) evaluating the effectiveness of biological products through in vitro and in vivo experiments, comparing their efficacy with that of chemical products; (iii) assessing whether application mode could be involved in Trichoderma efficacy in controlling the disease; (iv) understanding the colonization and survival ability over time of microorganisms contained in the effective biological products; (v) assessing the impact of biological products on the plant microbiome. Overall, these findings offer practical applications in the sustainable management of P. tracheiphilus by promoting the use of eco-friendly strategies and minimizing the use of fungicides. Alternative products are emerging as promising substitutes for contentious copper-based fungicides in the management of citrus fungal diseases, and as promoters of beneficial plant microbiomes on a large scale. Furthermore, an innovative study approach is proposed, integrating culture-dependent and -independent tools to effectively understanding the colonization and survival ability of BCAs, with the aim of scheduling their potential application in the field. Finally, key information on effects of BCAs on the microbiome composition of citrus plants was uncovered, broadening our limited knowledge in this area.

L'agrumicoltura rappresenta uno dei settori agricoli più importanti a livello mondiale, e i Paesi del bacino del Mediterraneo svolgono un ruolo chiave nella produzione globale di agrumi. Mal secco è una malattia vascolare fungina, causata da Plenodomus tracheiphilus, che determina gravi perdite economiche nei paesi agrumicoli del bacino del Mediterraneo. Le limitate misure di controllo attualmente disponibili, unite alle restrizioni imposte dalla Commissione Europea sull'uso dei composti del rame a causa del loro impatto negativo sull’ambiente, hanno reso sempre più urgente l’individuazione di strategie alternative, efficaci e sostenibili, per una gestione integrata della malattia. In tale scenario, l’impiego di agenti di controllo biologico (BCAs) per la gestione del Mal secco rappresenta un approccio promettente, in grado non solo di ridurre l’incidenza e la gravità della malattia, ma anche di favorire la salute complessiva delle piante. Tali microrganismi, sia fungini sia batterici, possono contribuire a potenziare le difese delle piante, limitando l’uso di prodotti chimici e riducendo così l’impatto ambientale. La ricerca di alternative sostenibili al rame è particolarmente importante nell'agrumicoltura biologica italiana, un settore che occupa una posizione di rilievo nella produzione agrumicola mondiale. Di conseguenza, lo sviluppo di strategie sostenibili è fortemente incoraggiato e dovrebbe includere la valutazione di formulazioni alternative, insieme allo studio e alla valorizzazione di microrganismi benefici in grado di promuovere la salute delle piante e mitigare la diffusione delle malattie senza effetti avversi sull’ambiente e l’uomo. In questo contesto, il lavoro di ricerca sviluppato durante la tesi di dottorato ha avuto come obiettivi principali: (i) l'identificazione di prodotti biologici alternativi in grado di ridurre o eliminare gradualmente i fungicidi a base di rame nell'agrumicoltura; (ii) valutare l'efficacia dei prodotti biologici attraverso esperimenti in vitro e in vivo, confrontandone l'efficacia con quella di prodotti chimici autorizzati su agrumi; (iii) valutare se la modalità di applicazione dei prodotti può influenzare la capacità dei microrganismi nel contenere la malattia; (iv) comprendere la capacità di colonizzazione e sopravvivenza degli agenti di biocontrollo nel tessuto vascolare delle piante; (v) valutare l'impatto dei prodotti biologici sul microbioma vegetale. Nel complesso, questi risultati offrono applicazioni pratiche per una gestione sostenibile di P. tracheiphilus, promuovendo l'uso di strategie eco-compatibili e riducendo al minimo l'uso di fungicidi. Prodotti alternativi stanno emergendo come sostituti promettenti dei fungicidi a base di rame nella gestione delle malattie degli agrumi su larga scala e come promotori di comunità microbiche benefiche. Inoltre, viene proposto uno studio innovativo che integra approcci di rilevamento coltura-dipendente e -indipendente per il monitoraggio dei BCAs, al fine di comprendere in modo più approfondito la loro capacità di colonizzazione e persistenza e pianificarne con maggiore precisione la potenziale applicazione in campo. Infine, sono state acquisite informazioni chiave sui loro effetti nella composizione e struttura del microbioma delle piante di agrumi, contribuendo ad ampliare in modo significativo le attuali conoscenze in questo ambito.