Ultrastruttura e Citochimica Dell'Apparato Austoriale Della Plasmopara Helianthi Novot

RIASSUNTO

In tutti i tessuti pienamente differenziati del fiore di girasole (Helianthus annuus L, cv Uniflor 70), gli austori di Plasmopara helianthi Novot. f. sp. helianthi Novot. che hanno raggiunto la maturità, sono completamente rivestiti da una guaina di materiale trasparente, che si origina dalla parete della cellula ospite attorno al punto di penetrazione del fungo. Mentre si forma la guaina, la parete della cellula invasa si inspessisce nei tratti dove essa è a contatto con l'ifa intercellulare che ha generato l'austorio. L'inspessimento parietale e la guaina sono fra loro continui ed hanno affinità per gli stessi coloranti (arancio G, fast green e safranina, della colorazione quadrupla di Johansen). La colorazione istologica mette talvolta in evidenza, nella guaina e nell'inspessimento, una struttura stratificata comune.

Al microscopio elettronico la guaina appare formata da un materiale trasparente agli elettroni, depositato tra incapsulazione e citoplasma ospite. Sembra che il materiale stesso sia trasportato in loco da vescicole prodotte nel citoplasma della cellula invasa. Quest'ultimo nei pressi dell'austorio contiene di frequente corpi di Golgi, o dictiosomi, in attività. Con il progressivo inspessirsi della guaina si evidenziano in essa strati di materiale piú denso agli elettroni. In certi casi, nella guaina stessa, si osserva una tessitura fibrillare, visibile d'altronde anche nell'inspessimento parietale. Solo raramente gli austori avvolti da guaina presentano segni di senescenza o degenerazione.

Guaina e inspessimento sono caratterizzati da una vivace fluorescenza primaria e sono birifrangenti, sebbene diano entrambi reazione negativa ai saggi istochimici della cellulosa. La reazione con PAS dimostra comunque che queste strutture sono in buona parte costituite da carboidrati, mentre la colorazione del callosio (con blu di anilina) è positiva solo in un numero limitato di casi. Le guaine piú vecchie tendono a lignificare (reazione con HCl-floroglucina), come pure gli inspessimenti parietali. Inoltre, specialmente nelle cellule del talamo, guaine e inspessimenti danno risposta positiva, sempre più intensa, alla reazione delle proteine (ninidrina-Schiff). Sporadicamente danno esito positivo anche i saggi delle pectine (rosso rutenio) e della chitina (reazione di Schulze); quest'ultima sostanza si accumula soprattutto negli strati più periferici della guaina. Negativi sono, infine, i test dei fenoli e quello dei lipidi.

La composizione delle guaine e degli inspessimenti non risulta dunque né omogenea né costante, sebbene queste strutture abbiano tutte una matrice idrocarbonata comune. Per quanto riguarda la loro origine è probabile che esse siano il risultato di una reazione della cellula invasa, anche se la presenza di chitina nella guaina, fa pensare che il parassita contribuisca alla formazione di quest'ultima. Nel nostro caso, comunque, guaina e inspessimento non sembrano avere efficaci funzioni difensive poiché non producono alcun effetto visibile sulle ife e sugli austori del fungo.

SUMMARY

In the well differentiated flower tissues of sunflower plants (Helianthus annuus L, cv. Uniflor 70), the mature haustoria of Plasmopara helianthi Novot. f. sp. Helianthi Novot. are completely enclosed in a translucent sheath, which originates from the host cell wall around the penetration point. During the sheath development an abnormal thickening becomes evident in the host cell wall contiguous to the hypha that generates the haustorium. The wall thickening is welded with the haustorial sheath and shows the same affinity for orange G, fast green and safranin (Johansen's quadruple stain). In both the wall thickening and the sheath the histological staining may reveal a common multilayered structure.

Under the electron microscope the haustorial sheath appears to consist of an electron-translucent material deposited between the haustorial encapsulation and the host cytoplasm. It seems that the sheath material is carried by vesicles produced in the host cytoplasm. The host cytoplasm frequently shows activated Golgi bodies around the haustoria. As it increases in thickness the sheath sometimes exhibits electron-dense layers and a fibrillar texture which is visible also in the wall thickening. Only in a few cases do the sheath-enveloped haustoria show a senescent or degenerating appearance.

The haustorial sheath and wall thickening show a distinct primary fluorescence and are birefringent, although the histochemical tests for cellulose are negative in both structures. The PAS reaction demonstrates, however, that their main constituents are carbohydrates while the aniline blue staining for callose is positive only in a few cases. The oldest sheaths and wall thickenings show a tendency to lignify (HCl-phloroglucinol test) and react more and more strongly with ninhydrin-Schiff (which indicates proteins), especially in the receptacle tissues. Tests for pectic substances (ruthenium red) and chitin (Schulze's reaction) are occasionally positive. Chitin accumulates mainly in the outer layers of the sheaths. The phenol and lipid tests are always negative.

The chemical nature of the sheaths and wall thickenings is, therefore, neither homogeneous nor constant, although these structures have always a common carbohydrate matrix. The sheath and the cell wall thickening probably result from a reaction of the invaded cell, although the presence of chitin in the sheats could also implicate the fungus contribution in their formation. Anyhow, in our case the sheath and the cell wall thickening do not seem to perform significant defensive functions because they do not cause any trouble to the parasite development.