Evaluation of exhausted bentonite for pruning wound protection in grapevine

Calamandrei, Daniele

Publication

Evaluation of exhausted bentonite for pruning wound protection in grapevine

2023-12-07Master thesis

dc.contributor.advisor	Ferreira, Ricardo Boavida
dc.contributor.author	Calamandrei, Daniele
dc.contributor.other	Nascimento, Teresa
dc.date.accessioned	2024-05-06T09:14:10Z
dc.date.embargo	2027-05-31
dc.date.issued	2023-12-07
dc.description	Mestrado em Engenharia de Viticultura e Enologia. Universidade de Lisboa, Instituto Superior de Agronomia. Universidade do Porto, Faculdade de Ciências	pt_PT
dc.description.abstract	Grapevine trunk diseases (GTDs) are a group of fungal wood diseases caused by several pathogens that actively colonize the perennial vine organs causing wood necrosis, discoloration, vascular infections, and white decays. Among them, the esca complex is one of the most widespread and damaging grapevine diseases, causing great economic damages in terms of both yield quality and quantity, eventually leading to vine’s death. Symptoms are inconsistent in time and there are no effective known treatments, the only defence is prevention. Being pruning wounds one of the main infection sites, a considerable proportion of the undergoing research focuses on the search for pruning wound protective agents. One of the recently studied wound protective agents is bentonite. Bentonite is a montmorillonite clay used in winemaking to prevent protein casse formation; thanks to its swelling ability and negative charge at the wine pH, it acts as a cation exchanger and adsorbs the positively charged (at the wine pH) haze forming proteins, mainly Pathogenesis-Related (PR) proteins. The PR proteins are synthesized both as part of the inducible (typically before veraison) and constitutive (typically after veraison) pathogen defence mechanisms. Using exhausted bentonite (typically containing PR proteins) in an attempt to protect grapevine pruning wounds, a systemic acquired resistance, an elicitor effect and an antifungal effect are expected. This research main objectives are: (i) to evaluate the efficiency of exhausted bentonite as pruning wound protection agent against the esca disease pathogen Phaeomoniella chlamydospora, and (ii) to assess the changes in protein and phenolic profiles induced by treatments and disease. A field trial was set up, testing three types of sodium bentonite as wound protector: exhausted bentonite after fininig a red wine, exhausted bentonite after fining a white wine and hydrated neutral bentonite as the control; and collecting a symptomatic pool as further control. None of the treatment was able to reduce the internal symptoms by a statistically significant amount. However, all treatments showed the ability to reduce the incidence (up to 33%) and severity (up to 40%) of the disease. Our results show that, with some improvements, bentonite might became an useful tool in GTD's management. Protein and phenolic wood profiles were evaluated. The symptomatic pool displayed the highest content in total phenols due to the correlation between symptoms and phenolic production. The symptomatic pool and the positive control showed the highest relative non-flavonoids content, while the negative control showed the lowest. Highlighting a correlation between the infection and the production rate of flavonoids and non-flavonoids phenols. The sds-page showed differences between the controls, the treatments and the symptomatic pool, we can affirm that the infection interacts whit the protein metabolism.	pt_PT
dc.description.abstract	As doenças do lenho da videira (GTDs) são um grupo de doenças fúngicas da madeira causadas por vários agentes patogénicos que colonizam ativamente os órgãos perenes da videira, causando necrose da madeira, descoloração, infeções vasculares e podridões brancas. Entre elas, o complexo da esca é uma das doenças mais difundidas e prejudiciais da videira, causando grandes prejuízos económicos em termos de qualidade e quantidade de produção, levando à morte das plantas. Os meios de luta atuais não são efetivos e a única defesa é a prevenção. É um desafio claro no manejo da vinha, especialmente porque os sintomas são inconsistentes no tempo e não há tratamentos conhecidos que sejam eficazes. Sendo as feridas de poda uma das principais portas de entrada da infecção, um dos principais objetivos de investigação tem sido a procura de agentes protetores de feridas da poda. Um dos compostos protetores de feridas muito recentemente estudados é a bentonite. A bentonite é uma argila de montmorilonite, frequentemente usada em vinificação para prevenir a formação da casse proteica; graças à sua capacidade de absorver água, pode adsorver electrostaticamente proteínas formadoras de turvações, especialmente as ‘pathogensis-related (PR) proteins’. As proteínas PR são sintetizadas como parte dos mecanismos indutivo e constitutivo de defesa da planta aos agentes patogénicos. No presente trabalho foi utilizada bentonite já aplicada em vinhos e, por isso, contendo proteínas PR, numa tentativa de proteger as feridas de poda de videira e de induzir uma resistência adquirida sistémica, um efeito eliciador e uma ação antifúngica. Os principais focos desta pesquisa foram: (i) avaliar a eficiência da bentonite ‘esgotada’ como meio de proteção das feridas de poda contra o agente patogénico Phaeomoniella chlamydospora e (ii) avaliar as alterações nos perfias proteico e fenólico induzidos por tratamentos e doenças. Foi realizado um teste de campo, testando três tipos de bentonite sódica como protetor de feridas: ‘bentonite exausta’ após aplicação num vinho tinto, ‘bentonite exausta’ após aplicação num vinho branco e bentonite neutra hidratada. Nenhum dos tratamentos foi capaz de reduzir os sintomas internos medidos de um modo estatisticamente significativo. Contudo, todos os tratamentos mostraram a capacidade de reduzir a incidência (até 33%) e a gravidade (até 40%) da doença. Os nossos resultados mostram que, com algumas melhorias, a bentonite poderá constituir uma ferramenta útil no gerenciamento das GTD. Os perfis proteico e fenólico foram avaliados, evidenciando diferenças significativas entre os tratamentos e o controlo, abrindo perspetivas para novas investigações.	pt_PT
dc.description.version	N/A	pt_PT
dc.identifier.citation	Calamandrei, D. Evaluation of exhausted bentonite for pruning wound protection in grapevine. Lisboa: ISA-Universidade de Lisboa, 2023. Dissertação de Mestrado	pt_PT
dc.identifier.tid	203569776
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10400.5/30927
dc.language.iso	eng	pt_PT
dc.publisher	Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa	pt_PT
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/	pt_PT
dc.subject	pruning wound protection	pt_PT
dc.subject	esca	pt_PT
dc.subject	grapevine	pt_PT
dc.subject	grapevine trunk diseases	pt_PT
dc.subject	bentonite	pt_PT
dc.subject	feridas da poda	pt_PT
dc.subject	esca	pt_PT
dc.subject	videira	pt_PT
dc.subject	doenças do lenho da videira	pt_PT
dc.subject	bentonite	pt_PT
dc.title	Evaluation of exhausted bentonite for pruning wound protection in grapevine	pt_PT
dc.type	master thesis
dspace.entity.type	Publication
rcaap.embargofct	(...)The thesis involves experimental work and is written is a way suitable to be submitted, discussed and examined by the selected panel. Furthermore, the thesis includes experimental material that will be used for a patent application. For this reason, both the thesis and the discussion should be dealt with and discussed under confidential conditions.	pt_PT
rcaap.rights	embargoedAccess	pt_PT
rcaap.type	masterThesis	pt_PT