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
B
Inib. ALS
C1
Inib. PS II
C2
C3
Inib. PS II
Inib. PS II
arilossifenossipropionati (FOP)
cicloesandioni (DIM)
solfoniluree
imidazolinoni
triazolopirimidine
triazine
triazinoni
uracili
piridazinoni
fenil-carbammati
uree
ammidi
benzotiadazinoni
nitrili
diclofop-metile
tralcossidim
nicosulfuron
imazetapir
florasulam
terbutilazina
metamitron
lenacil
cloridazon
fenmedifam
linuron
propanil
bentazone
bromoxinil
Classificazione HRAC degli erbicidi secondo
la modalità d’azione (MOA)
Gruppo
MOA
D
E
Alteraz. PS I
Inib. PPO
F1
F2
F3
G
H
I
K1
K2
K3
Famiglia chimica (es.)
bipiridilici
difenileteri
ossadiazoli
triazolinoni
Inib. PDS
piridincarbossammidi
Inib. 4-HPPD
trichetoni
Inib. bios. car. difenileteri
Inib. EPSP
glicine
Inib. GS
acidi fosfinici
Inib. DHPS
carbammati
Inib. assembl. dinitroaniline
microtubuli
benzammidi
Inib. mitosi
carbammati
Inib. mitosi
cloracetammidi
P.A. (es.)
paraquat
oxifluorfen
oxadiazon
carfentrazone
diflufenican
sulcotrione
aclonifen
glifosate
glufosinate-amm.
asulam
trifluralin
propizamide
clorprofam
alaclor
Classificazione HRAC degli erbicidi secondo
la modalità d’azione (MOA)
Gruppo
MOA
Famiglia chimica (es.)
P.A. (es.)
L
Inib. sintesi
cellulosa
Alter. membr.
Inib. bios. lip.
(non ACCasi)
IAA-simili
(auxine sint.)
benzammidi
isoxaben
dinitrofenoli
tiocarbammati
dinoseb
molinate
M
N
O
P
Z
acidi fenossicarbossilici
acidi benzoici
acidi piridincarbossilici
Inib. trasp. aux.ftalammati
Sconosciuto
acidi arilamminopropionici
altre
http://plantprotection.org/HRAC
2,4-D
dicamba
clopiralid
naptalam
flamprop-M-metil
cinmetilin
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
Alisma plantago-aquatica
Amaranthus hybridus
Amaranthus retroflexus
Avena ludoviciana
Chenopodium album
Cyperus difformis
Echinochloa crus-galli
Lolium multiflorum*
Papaver rhoeas
Phalaris paradoxa
Scirpus mucronatus
Solanum nigrum
*resistenza multipla
Anno
1994
1980
1999
1992
1982
2001
2000
1995
1998
1998
1994
1980
Coltura
Riso
Mais
Mais
Frumento
Mais
Riso
Mais
Frumento
Frumento
Frumento
Riso
Mais
Modalità d’azione (MOA)
Inibitori ALS
Inibitori PS II
Inibitori PS II
Inibitori ACCasi
Inibitori PS II
Inibitori ALS
Uree e ammidi
Inibitori ACCasi + ALS
Inibitori ALS
Inibitori ACCasi
Inibitori ALS
Inibitori PS II
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