Xylem Vessel Size and Indigenous Mycorrhizae on Grapevine Cultivars: Relationship with Incidence of Esca

Esca is considered the most destructive grapevine trunk disease, and it is mainly associated with several pathogenic fungi that inhabit plant woody tissues. Field observations have indicated that to date there are no grapevine cultivars with resistant to such vascular diseases. Previous studies have suggested that for grapevine, wide xylem vessel diameter favours development of Phaeomoniella chlamydospora, one of the fungi involved in esca, thus affecting disease susceptibility. The aim of the present study was to analyse the characteristics of the xylem tissue of grapevine cultivars with different susceptibilities to disease, and the relationships between grapevines symptomatic for esca and beneficial indigenous soilborne arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in vineyards in Marche (central Italy). Initially, the diameters and frequencies of xylem vessels were analysed across 51 grapevine cultivars, as 27 white berried and 24 red berried, for correlation with previous analysed esca incidence. Differences in vessel sizes among cultivars were detected, but no linear relationships were observed between vessel size and esca incidence in the field. Overall, the white-berried cultivars showed greater vessel diameters and disease incidence than the black-berried cultivars. In the second part of this study, AMF symbiosis was analysed for roots from grapevines symptomatic and asymptomatic for esca that were collected from three vineyards. Total AMF symbiosis showed higher AMF colonisation for plants symptomatic for esca, compared to nearby asymptomatic plants. Moreover, when analysed using droplet digital PCR assays, abundance of the AMF species Rhizophagus irregularis and Funneliformis mosseae showed high variability among plants. These investigations show that the properties of the xylem vessels and the plant-rhizosphere interactions can provide useful information for investigations into the relationships between grapevine genotype structure and esca incidence.

Il mal dell’esca è una delle più dannose malattie della vite. Si tratta di una sindrome complessa determinata da patogeni colonizzatori del legno. Attualmente non sono disponibili efficienti mezzi di lotta, né cultivar di vite resistenti. Test in laboratorio hanno evidenziato che l’incremento della dimensione dei vasi xilematici in vite favorisce lo sviluppo di Phaeomoniella chlamydospora, fungo coinvolto nella malattia. Lo scopo di questo studio è stato quello di analizzare le dimensioni dei vasi xilematici in cultivar di vite con differente incidenza di mal dell’esca, e la relazione di piante sintomatiche alla malattia con microrganismi benefici del suolo, i funghi arbuscolari micorrizici (AMF), che vivono in simbiosi con le radici delle piante, in vigneti marchigiani. In un primo lavoro è stata misurata la dimensione dei vasi xilematici di 51 cultivar di vite, 27 a bacca bianca e 24 a bacca nera, e correlata con l’incidenza del mal dell’esca, precedentemente analizzata. Differenze nella dimensione dei vasi è stata rilevata tra le cultivar, ma nessuna relazione lineare è stata osservata tra dimensione dei vasi e malattia in campo. Analizzando il dato medio complessivo, le cultivar a bacca bianca hanno mostrato un diametro dei vasi e un’incidenza della malattia maggiore rispetto a quelle a bacca nera. Nel secondo lavoro è stata analizzata la simbiosi AMF in radici di piante di 3 vigneti senza e con sintomi di mal dell’esca. La simbiosi totale micorrizica ha evidenziato una maggiore colonizzazione di AMF nelle piante sintomatiche rispetto alle adiacenti asintomatiche. Variabile è risultata l’abbondanza delle specie di AMF, Rhizophagus irregularis e Funneliformis mosseae, fra le piante, analizzata mediante la tecnica droplet digital PCR. L’indagine ha evidenziato che le caratteristiche dei vasi xilematici e l’analisi dell’interazione pianta-rizosfera possono fornire informazioni utili alla comprensione delle dinamiche del mal dell’esca in campo.