MASTER-NUT

Il progetto: MASTER-NUT è un Progetto di Ricerca di Rilevante Interesse Nazionale (PRIN) finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca a valere su un finanziamento dell’Unione Europea concesso nel Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) rientrante nella quota destinata alla Linea Sud (Codice progetto: P2022TNT89 - D.D. n. 1409 del 19 settembre 2022) con durata biennale che è iniziato il 20 novembre 2023. 

Partner: Università degli Studi di Bari Aldo Moro (Capofila), Università degli Studi della Tuscia, Università degli Studi di Palermo. 

Link: (Link e social in preparazione) 

Descrizione

L’81% della produzione mondiale di nocciolo è concentrata in soli due paesi del mediterraneo: Turchia e Italia (quest’ultima con 140.000 t/anno di nocciole prodotte al 2020/21). La produzione media italiana di nocciole è concentrata principalmente in Piemonte, Lazio, Campania e Sicilia (ISTAT, 2022; FAO 202).

Vecchie e nuove avversità biotiche oggi insidiano il prodotto corilicolo (AliNaze, 1998; Bosco et al., 2018; Turan et al., 2022) causando un aumento dell’applicazione chimica.

Il Phytoptus avellanae (Acari: Eriophyoidea) è un key-pest del nocciolo e causa sempre più gravi infestazioni, provocando difficoltà di sviluppo della pianta e minori produzioni (Tuncer & Ecevit, 1997). In inverno l’acaro trova protezione e nutrimento nelle gemme, dove si riproduce grazie all’ottimale nicchia ecologica. Le gemme, oggetto dell’infestazione, reagiscono alterandosi irreversibilmente e gonfiandosi formando una "galla", detta specificatamente “Big Bud” in questo caso (Stamenkovic et al., 1997; Westphal & Manson, 1996). L’apice vegetativo perde la capacità di produrre germogli e infiorescenze (Fig. 1). 

Fig. 1: Gemme di nocciolo infestate da Phytoptus avellanae e trasformate in galle (Big Buds); confronto gemma infestata/ingrossata e gemma sana in inverno (sinistra), sezione gemma infestata da P. avellanae con evidenti brattee e meristemi ingrossati (centro), ingrandimento dei meristemi di nocciolo infestati da numerosi fitoptidi.

Anche se questo piccolissimo acaro è una vecchia conoscenza dei corilicoltori, rimane ancora poco conosciuta la sua bio-ecologia e modalità di diffusione (Fig. 2). 

Fig. 2: P. avellanae a microscopio elettronico a scansione (prof. E. de Lillo)

Il progetto MASTER-NUT mira ad ampliare la conoscenza sulla biologia dell’acaro, diffusione inter- e intra-pianta, monitorando lo spostamento dell’acaro in corileto con trappole innovative. Sarà, inoltre, valutata la suscettibilità ad alcuni agenti biologici di controllo con prove di efficacia e predazione. Gli esiti di queste attività permetteranno di formulare indicazioni utili al controllo dell’avversità in corileto.

La modalità principale di diffusione degli eriofidi è la diffusione passiva attraverso il vento. Il progetto si propone di confrontare metodi di monitoraggio degli eriofioidei nell’aria automatizzabili, sostenibili e di veloce e semplice applicazione (captaspore ciclonico, Pollen Sense, trappole ad acqua – Fig. 3) con metodi tradizionali (catture su supporto adesivo ed esame di campioni di foglie) per valutare la presenza, la migrazione e la dispersione in campo degli eriofioidei.

Fig.3: Dispositivi innovativi attivi e passivi per il monitoraggio della dispersione del Phytoptus avellanae in corileto (da sinistra: Captaspore ciclonico, Pollen Sense, Water trap)

Gli attuali sistemi automatizzati di analisi dell’immagine espandono sempre più i propri campi di applicazione. Le nuove frontiere dell’aerobiologia sfruttano sensori ottici (es. Pollen Sense) che raccolgono immagini delle particelle organiche in sospensione nell’aria catturate da strisce adesive. L’identificazione di tali particelle organiche è permessa da algoritmi di intelligenza artificiale che riconoscono la natura della particella dall’analisi dell’immagine (Fig. 4). Tali sistemi possono essere addestrati a riconoscere nuove particelle tramite opportuno addestramento. La tecnologia YOLO (You Only Look Once) è un esempio di riconoscimento in tempo reale open source in grado di apprendere e identificare nuove forme dall’analisi d’immagine. Il progetto MASTER-NUT valuterà la capacità di tali sistemi da addestrare e utilizzare per la raccolta dati e l’identificazione dell’acaro in noccioleto.

Fig. 4 – Esempio della tecnologia YOLO applicata al riconoscimento in tempo reale di galle prodotte da Phytoptus avellanae in corileto (Contarini et al., 2023).

Sotto il nome di P. avellanae sono attualmente comprese due specie morfologicamente indistinte: una galligena (che distrugge le gemme) e l’altra vagante (che colonizza gli organi verdi e gli stili fiorali, disseccando quest'ultimi). La seconda specie è poco nota dal punto di vista bio-ecologico e morfologico. La sua presenza riguarda esclusivamente Serbia e Turchia. 

Il controllo dell'acaro è oggi eseguito esclusivamente con acaricidi/insetticidi di sintesi (es. piretroidi) e non si conoscono tecniche alternative per la gestione del key-pest. Il progetto MASTER-NUT si propone di esplorare il ruolo di antagonisti biologici/microbiologici (Fig. 5), come gli acari predatori (pesantemente limitati da interventi a base di piretroidi) e gli entomopatogeni, per promuovere un approccio più integrato, con minori applicazioni di acaricidi e nell’ottica di una “migliore salute per gli esseri umani, le piante, gli animali e l'ambiente” (Falkenberg et al., 2022).

Fig. 5: Fitoseidi predatori fotografati al microscopio elettronico a scansione (sinistra e al centro, H. Tsolakis), P. avellanae associati a fungo entomopatogeno Akanthomyces muscarius (Ascomycota: Hypocreales: Cordycipitaceae) (destra; Mazzaglia et al., 2023).

AliNiazee, M.T. Ecology and management of hazelnut pests. Annu. Rev. Entomol. 1998, 43, 395–419. 

Bosco, L.; Moraglio, S.T.; Tavella, L. Halyomorpha halys, a serious threat for hazelnut in newly invaded areas. J. Pest Sci. 2018, 91, 661–670. 

Falkenberg T., Ekesi S., Borgemeister C., Integrated Pest Management (IPM) and One Health — a call for action to integrate, Current Opinion in Insect Science, Volume 53, 2022, 100960, ISSN 2214-5745, doi: 10.1016/j.cois.2022.100960. 

FAO. FAOSTAT. Available online: http://www.fao.org/faostat/en/#data. 

ISTAT. Available online: http://agri.istat.it/jsp/dawinci.jsp?q=plC190000010000011000&an=2017&ig=1&ct=270&id=15A%7C21A%7C30A. 

Stamenkovic, S.; Milenkovic, S.; Pesic, M.; Mitrovic, M. Population dynamics, harmfulness and control of Phytoptus avellanae (Nalepa) in Western Serbia. Acta Hortic. 1997, 445, 521–526. 

Tuncer, C.; Ecevit, O. (1997). Current status of hazelnut pests in Turkey. Acta Horticulturae, (445), 545–552. doi:10.17660/ActaHortic.1997.445.70 

Turan, A.; Erdoğan, V. Spread and damage of citrus longhorned beetle [Anoplophora chinensis (Forster, 1771) (Coleoptera: Cerambycidae)] to hazelnut orchards in Turkey. Turk. J. Agric.-Food Sci. Technol. 2022, 10, 531–535. 

Westphal, E.; Manson, D.C.M. 1.4.6 Feeding effects on host plants: Gall formation and other distortions. In World Crop Pests; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1996; pp. 231–242.