La resistenza agli erbicidi

Corso integrativo: Complementi di Produzione e Difesa dei Vegetali. II. Strategie di protezione delle colture in sistemi produttivi a basso input. Modulo: Gestione delle piante infestanti (A.A. 2002-03)

La resistenza agli erbicidi nelle infestanti

• Resistenza: capacità acquisita e trasmissibile geneticamente da parte di una popolazione di infestanti di tollerare un erbicida precedentemente non tollerato e di completare il proprio ciclo vitale quando l’erbicida è usato alla dose normale di campo

• Tolleranza: capacità naturale da parte di una popolazione di infestanti di tollerare un erbicida e completare il proprio ciclo vitale quando l’erbicida è usato alla dose normale di campo

Tipi di resistenza (1)

• La resistenza evolve a causa di selezione persistente per genotipi pre-esistenti o meno in una popolazione

• 1. Resistenza per modificazione del bersaglio (target-site resistance): modificazione del sito di attività dell’erbicida (enzima), che impedisce all’erbicida di esplicare la sua azione. E’ il tipo di resistenza più comune

Tipi di resistenza (2)

• 2. Resistenza incrociata (cross-resistance): un singolo meccanismo di resistenza conferisce resistenza a diversi erbicidi con la stessa modalità d’azione (ad es. resistenza incrociata per modificazione del bersaglio: target-site cross-resistance, ad es. resistenza all’inibizione dell’ACCasi per arilossifenossipropionati e cicloesandioni)

• 3. Resistenza dovuta ad altri meccanismi (non target-site resistance): ad es. catabolismo accelerato, riduzione della traslocazione, sequestramento. Riducono la quantità di erbicida che raggiunge il bersaglio

Tipi di resistenza (3)

• 4. Resistenza incrociata dovuta ad altri meccanismi (non target-site cross-resistance): quando un singolo meccanismo conferisce resistenza ad erbicidi con differenti modalità d’azione (ad es. citocromo P450-monossigenasi, glutatione-transferasi)

• 5. Resistenza multipla (multiple-resistance): quando due o più meccanismi conferiscono resistenza ad erbicidi in un individuo o popolazione

Sviluppo di biotipi resistenti agli erbicidi

(febbraio 2003)

Sviluppo di biotipi resistenti agli erbicidi

(febbraio 2003)

Classificazione HRAC degli erbicidi secondo la modalità d’azione (MOA)

Gruppo MOA Famiglia chimica (es.) P.A. (es.)

A Inib. ACCasi arilossifenossipropionati (FOP) diclofop-metile

cicloesandioni (DIM) tralcossidimB Inib. ALS solfoniluree nicosulfuron

imidazolinoni imazetapirtriazolopirimidine florasulam

C1 Inib. PS II triazine terbutilazinatriazinoni metamitronuracili lenacilpiridazinoni cloridazonfenil-carbammati fenmedifam

C2 Inib. PS II uree linuronC3 Inib. PS II ammidi propanil

benzotiadazinoni bentazonenitrili bromoxinil

Classificazione HRAC degli erbicidi secondo la modalità d’azione (MOA)

Gruppo MOA Famiglia chimica (es.) P.A. (es.)D Alteraz. PS I bipiridilici paraquatE Inib. PPO difenileteri oxifluorfen

ossadiazoli oxadiazontriazolinoni carfentrazone

F1 Inib. PDS piridincarbossammidi diflufenicanF2 Inib. 4-HPPD trichetoni sulcotrioneF3 Inib. bios. car. difenileteri aclonifenG Inib. EPSP glicine glifosateH Inib. GS acidi fosfinici glufosinate-

amm.I Inib. DHPS carbammati asulamK1 Inib. assembl. dinitroaniline trifluralin

microtubuli benzammidi propizamideK2 Inib. mitosi carbammati clorprofamK3 Inib. mitosi cloracetammidi alaclor

Classificazione HRAC degli erbicidi secondo la modalità d’azione (MOA)

Gruppo MOA Famiglia chimica (es.) P.A. (es.)

L Inib. sintesi benzammidi isoxabencellulosa

M Alter. membr. dinitrofenoli dinosebN Inib. bios. lip. tiocarbammati molinate

(non ACCasi)O IAA-simili acidi fenossicarbossilici 2,4-D

(auxine sint.) acidi benzoici dicambaacidi piridincarbossilici clopiralid

P Inib. trasp. aux.ftalammati naptalamZ Sconosciuto acidi arilamminopropionici flamprop-M-

metilaltre cinmetilin

http://plantprotection.org/HRAC

Sviluppo di biotipi resistenti agli erbicidi

Anno 2001

La resistenza agli erbicidi nelle infestanti

www.weedscience.org Anno 2001

Casi di resistenza ufficialmente registrati in Italia (febbraio 2003)

Specie Anno Coltura Modalità d’azione (MOA)

Alisma plantago-aquatica 1994 Riso Inibitori ALSAmaranthus hybridus 1980 Mais Inibitori PS IIAmaranthus retroflexus 1999 Mais Inibitori PS IIAvena ludoviciana 1992 Frumento Inibitori ACCasiChenopodium album 1982 Mais Inibitori PS IICyperus difformis 2001 Riso Inibitori ALSEchinochloa crus-galli 2000 Mais Uree e ammidiLolium multiflorum* 1995 Frumento Inibitori ACCasi + ALSPapaver rhoeas 1998 Frumento Inibitori ALSPhalaris paradoxa 1998 Frumento Inibitori ACCasiScirpus mucronatus 1994 Riso Inibitori ALSSolanum nigrum 1980 Mais Inibitori PS II*resistenza multipla

La resistenza agli erbicidi nelle infestanti

Anno 2001

La resistenza agli erbicidi nelle infestanti

Fattori che influenzano la dinamica di popolazione in presenza di individui

resistenti

• Intensità della pressione di selezione (frequenza di applicazione, persistenza, specificità d’azione)

• Frequenza di alleli di resistenza nella popolazione naturale (non selezionata)

• Modalità di trasmissione genetica del carattere di resistenza

• Fitness relativa dei biotipi sensibili e resistenti in presenza e assenza dell’erbicida

• Flusso di geni (“gene flow”) entro e tra popolazioni

Fattori che influenzano la dinamica di popolazione in presenza di individui

resistenti

Fattori che influenzano la dinamica di popolazione in presenza di individui

resistenti

La resistenza agli erbicidi nelle colture

• Circa 2/3 delle varietà GM attualmente commercializzate sono resistenti agli erbicidi

• Esempi: soia Roundup-Ready (RR, glifosate), mais Liberty-Link (LL, glufosinate-ammonio), imidazolinoni, solfoniluree. Altre colture: cotone, colza, frumento (in sviluppo)

• Vantaggi ancora tutti da dimostrare• Rischi certi: flusso di geni (“gene flow”) verso

specie spontanee affini• Probabile aumento dell’uso degli erbicidi