Amaranti resistenti agli inibitori dell'als in soia

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1 Amaranti resistenti agli inibitori dell'als in soia Andrea Milani PhD Student Crop Science Università di Padova Bologna, 15/12/17

2 Amaranti resistenti: Italia A. hybridus PSII A. retroflexus PSII ALS Heap, I. The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Online. Internet. Thursday, December 7, 2017.

3 Situazione ingarbugliata Nel 2010 in provincia di Treviso viene segnalata una situazione variegata Si rende necessario un approfondimento

4 Nel 2014 in Provincia di Ferrara viene segnalata una situazione analoga a quella trevigiana

5 Non fare di tutta l erba un retroflexus Il genere Amaranthus ha elevata variabilità fenotipica disordini nella nomenclatura ed errate applicazioni dei nomi difficile identificazione Iamonico, D., Taxonomic revision of the genus Amaranthus (Amaranthaceae) in Italy. PHYTOTAXA, 199(monograph), pp.1 84.

6 Genere Amaranthus 70 specie 24 segnalate in Italia solo 3 sono autoctone 10 in ambiente agricolo 3 (per ora) danno seri problemi e vanno riconosciute 2 m 1 m A. hybridus A. retroflexus A. tuberculatus (syn rudis)

7 Perché è necessario riconoscere la specie? A. hybridus C1/5 B/2 A. retroflexus C1/5 C2/7 B/2 C1/5 + B/2 B/2 + C1/5 C1/5 + C2/7 C3/6 E/14 G/9 C3/6 G/9 + B/2 A. palmeri K1/3 B/2 C1/5 G/9 G/9 + B/2 F2/27 + B/2 + C1/5 G/9 + B/2+ C1/5 E/14 E/14 + G/9 A. tuberculatus B/2 C1/5 B/2 + C1/5 B/2 + E/14 B/2 + E/14 + C1/5 B/2 + E/14 + G/9 B/2 + C1/5 + F2/27 B/2 + B/2 + C1/5 + E/14 + G/9 C1/5 + F2/27 + G/9 B/2 + C1/5 + F2/27 + G/9 + 2,4D B/2 C1/5 C2/7 C3/6 (E/14) F2/27 G/9 K1/3 O/4) Photosystem II Photosystem II Photosystem II inhibitors EPSP synthase Microtubule ALS inhibitors inhibitors PPO inhibitors HPPD inhibitors Synthetic Auxins inhibitors (Ureas and inhibitors inhibitors (Nitriles) amides) Rielaborazione grafica, Heap, I. The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Online. Internet. Thursday, December 7, Specie monoiche (A. hybridus e A. retroflexus) resistenza multipla massimo 2 MoA Specie dioiche (A. tuberculatus e A. retroflexus) resistenza multipla fino a 5 diversi MoA

8 Perché è necessario riconoscere la specie? Most Troublesome weeds Amaranthus palmeri 2. Common Lambsquarters 3. Horseweed (Marestail) 4. Morning Glory (ivyleaf, pitted, tall) 5. Amaranthus tuberculatus 6. Nutsedge (yellow, purple) 7. Kochia 8. Common Ragweed 9. Giant Ragweed 10. Nightshade (eastern black, hairy) Most Common weeds Common Lambsquarters 2. Foxtail (giant, green, yellow) 3. Morning Glory (ivyleaf, pitted, tall) 4. Amaranthus palmeri 5. Amaranthus retroflexus 6. Amaranthus tuberculatus 7. Horseweed (Marestail) 8. Common Ragweed 9. Barnyardgrass 10. Velvetleaf Weed Science Society of America (WSSA). Survey Ranks Most Common and Most Troublesome Weeds in Broadleaf Crops, Fruits and Vegetables

9 Riproduzione sessuata Specie monoiche fiori femminili e maschili nella stessa pianta VS Specie dioiche fiori femminili e maschili in piante diverse Amaranthus tuberculatus (syn rudis), pianta femminile Amaranthus tuberculatus (syn rudis), pianta maschile

10 Chiave botanica 1. Tipo di riproduzione sessuata (monoicismo/dioicismo) 2. Caratteristiche del fiore femminile o Tepali: numero e dimensione o Frutto: deiscente/non deiscente o Bordi membranosi delle brattee: completi/interrotti S S F P F P T S: stigmi, F: frutto, T: tepali, B: brattea, P: perianzio B T B

11 Riconoscimento piante in fioritura A. retroflexus A. hybridus A. tuberculatus A. palmeri sistema sessuale M M D D tepali numero Dimensione rispetto al perianzio >> </= </= >

12 Riconoscimento plantule A. retroflexus A. hybridus A. tuberculatus A. palmeri stelo/picciolo lanoso lanoso glabro glabro picciolo corto corto corto lungo prime 2 foglie tondeggianti tondeggianti allungate tondeggianti Il riconoscimento delle plantule NON E AFFIDABILE al 100%

13 H/10-11R

14 R

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16 Resistenza target-site Provincia Anno di campionamento accessione ASP>376>GLU specie pattern di resistenza Piante mutate/campionate SU IMI TV A A. retroflexus R s 8/8 TV A. retroflexus R s 8/8 TRP>574>LEU Provincia Anno di pattern di resistenza Piante accessione specie campionamento mutate/campionate SU IMI TV H A. hybridus R R 5/5 TV R A. hybridus R R 10/10 TV A. tuberculatus R R 9/9 13 A. tuberculatus R R 9/9 TV A. tuberculatus R R 14/15 FE A. tuberculatus R R 5/5

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18 Campo di soia nel comune di Ro (FE) Settembre 2017 A. tuberculatus A. hybridus A. retroflexus

19 Campo di soia a Galzignano terme (PD) Settembre 2017

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21 1. Da dove viene A. tuberculatus? 2. Cosa lo ha spinto fuori dal suo habitat ripario? 3. Perché la resistenza è stata selezionata così rapidamente? Ipotesi: A. Gene flow da A. hybridus a A. tuberculatus (Horizontal Gene Transfer) B. La resistenza è stata selezionata in una o poche popolazioni di A. tuberculatus che poi si sono diffuse sul territorio C. A. tuberculatus è naturalmente tollerante agli inibitori di ALS

22 A) Gene flow da A. hybridus a A. tuberculatus (Horizontal Gene Transfer) Polline di A. tuberculatus anno: 0 Zona umida infestata da A. tuberculatus Piante omozigoti SS (suscettibili) Soia infestata da A. hybridus 100 mila semi per pianta Piante omozigoti RR Frequenza di ibridazione: 0,4 5,9 %

23 A) Gene flow da A. hybridus a A. tuberculatus (Horizontal Gene Transfer) anno: ibridi per pianta madre (A. hybridus) Ibridi F 1 dioici, eterozigoti R Fertilità ibridi F 1 : 1 %

24 A) Gene flow da A. hybridus a A. tuberculatus (Horizontal Gene Transfer) anno: ibridi BC dioici Fertilità ibridi BC 20%

25 B) La resistenza è stata selezionata in una o poche popolazioni di A. tuberculatus e poi si sono diffuse sul territorio («epidemia infettiva») caso ZERO

26 Ipotesi: A. Gene flow da A. hybridus a A. tuberculatus (Horizontal Gene Transfer) B. La resistenza è stata selezionata in una o poche popolazioni di A. tuberculatus che poi si sono diffuse sul territorio C. A. tuberculatus è naturalmente tollerante agli inibitori di ALS A) Verificare presenza ibridi fra A. hybridus e A. tuberculatus nelle popolazioni B) Analizzare rapporti di parentela fra le popolazioni di A. tuberculatus campionate in Italia C) Suscettibilità delle tre specie agli ALS Cercare nelle popolazioni di A. tuberculatus marcatori molecolari di A. hybridus Fenologia delle 3 specie Genetica di popolazione con microsatelliti (marcatori SSR) dose-risposta (3 specie) saggio ALS in vitro (3 specie)

27 A. tuberculatus: target acquired Andrea Milani PhD Student Crop Science Università di Padova Bologna, 15/12/17