Come ruotare i fungicidi per prevenire la resistenza

Senza dubbio sei ben consapevole del danno che i funghi possono causare alle tue piante e colture e probabilmente ad un certo punto hanno riscontrato la difficoltà di controllare le infezioni.

Causano anche danni su scala globale.

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In un Articolo in frontiera in microbiologia Pubblicato nel 2019, gli autori Fausto Almeida, Marcio L. Rodrigues e Carolina Coelho discutono "il problema ancora sottovalutato delle malattie fungine in tutto il mondo", riferendosi al loro ruolo nelle malattie sia umane che vegetali.

Un terzo delle colture alimentari in tutto il mondo è persa per le malattie causate dai funghi ogni anno.

Per dare un esempio della scala del problema, diamo un'occhiata alla situazione con il grano - il più grande raccolto alimentare del mondo - e l'orzo - il sesto più grande.

Potresti già avere familiarità con la ruggine, la malattia che può coprire le tue piante con un rivestimento rossastro, "arrugginito", che viene fuori dai tuoi vestiti mentre si passa oltre.

Bene, ci sono tre diversi tipi di ruggine che infettano colture di grano e orzo, ed è stato stimato che oltre 5 miliardi di dollari all'anno vengono persi per infezione da Solo questi tre.

Anche se non è probabile che tu affronti la distruzione sulla stessa scala, tu Sono Probabilmente incontrerà malattie fungine nel tuo giardino, alcune delle quali possono essere devastanti per le colture o le piante ornamentali.

Poiché questi organismi possono essere difficili da controllare, ci sono buone probabilità che tu possa ricorrere all'uso di fungicidi ad un certo punto.

Data la varietà di prodotti disponibili, se hai avuto successo con un tipo particolare in passato, potresti essere felice di continuare a usarlo, forse anche come misura preventiva.

Tuttavia, utilizzando costantemente lo stesso trattamento chimico, si corre il rischio di causare resistenza fungina.

I funghi sviluppano resistenza a una sostanza chimica mediante mutazione. E mentre si riproducono, la loro prole avrà anche la stessa mutazione, creando una popolazione di funghi resistenti.

Non solo la sostanza chimica non controllerà più la malattia nel tuo giardino, ma la resistenza può diffondersi in tutta la popolazione fungina e minacciare gli usi agricoli di un determinato prodotto - o persino l'uso medico di fungicidi nella stessa classe.

Il nostro obiettivo è che questo articolo ti mostrerà come variare le sostanze chimiche fungicide che usi in giardino, nel tentativo di evitare che ciò accada.

Cosa imparerai

• Resistenza alla pianta naturale
• Fungicidi ideali in un mondo non ideale
• Rotazione dei fungicidi
• Lo sviluppo della resistenza ai fungicidi
• Esempi di fungicidi altamente specifici che sono strettamente monitorati
• Patogeni fungini ad alto rischio e a basso rischio
• Esempio di un piano di rotazione per i giardinieri domestici
• Biofungicidi e composti di difesa delle piante
• La resistenza alla droga e ai pesticidi ci minaccia tutti

Resistenza alla pianta naturale

Potresti non rendersi conto che le piante hanno il loro sistema immunitario e possono combattere una serie di patogeni diversi.

Gli allevatori di piante hanno approfittato di questo processo naturale per migliaia di anni.

L'allevamento di piante formali non è iniziato fino alla metà del 1800, quando il monaco Gregor Mendel ha sistematicamente allevato i piselli e ha dedotto la presenza di geni.

Ha pubblicato i risultati del suo lavoro nel 1865 - in un mondo molto poco apprezzante. Tanto che i suoi compagni monaci hanno bruciato i suoi documenti di ricerca dopo la sua morte!

Gli scienziati non hanno scoperto geni specifici per la resistenza alle malattie delle piante fino a quando Harold Flor non ha pubblicato la sua rivoluzionaria ricerca nel 1941. Le sue teorie hanno portato a grandi progressi nell'allevamento delle piante resistenti a determinati agenti patogeni.

Tuttavia, nonostante i nostri migliori sforzi, i patogeni delle piante spesso evolvono la resistenza ai meccanismi di una pianta di controllarli. Ecco dove entrano i fungicidi.

Fungicidi ideali in un mondo non ideale

I coltivatori astuti fino ai primi del 1800 hanno capito che potevano usare sostanze chimiche come lo zolfo per controllare le malattie delle piante. Tuttavia, molte di queste sostanze chimiche sono tossiche anche per le persone.

Idealmente, vogliamo che i pesticidi uccidano l'organismo bersaglio senza avere un effetto dannoso su persone, animali domestici, api, pesci e altri tipi di fauna selvatica.

Micologi e patologi vegetali studiano i geni e il metabolismo dei funghi e hanno identificato specifici processi biochimici che non sono presenti nelle persone o in altri organismi dei regni animali o vegetali.

Sembra la perfezione! Uccidere i funghi lasciando soli tutti gli altri organismi.

Tuttavia, c'è un aspetto negativo per un approccio così logico mirato.

I fungicidi sono sviluppati per interrompere alcuni processi biochimici chiamati "siti target."Alcuni prodotti chimici prendono di mira un processo specifico, come la sintesi della parete cellulare, ad esempio.

Nell'esempio sopra, se un fungo sviluppa una mutazione genetica che consente ai processi biochimici coinvolti nella sintesi delle pareti cellulari per continuare nonostante L'applicazione chimica, l'organismo diventa resistente.

Se la sostanza chimica che stai utilizzando agisce solo su un sito target nel fungo, l'organismo può spesso sviluppare resistenza abbastanza rapidamente.

La continua applicazione dello stesso fungicida causerà la durata e la riproduzione dei membri mutati o resistenti alla popolazione. Dato abbastanza tempo, la tensione resistente dei funghi sarà nella maggioranza.

Un modo per rendere meno probabile questo processo dannoso è quello di ruotare sostanze chimiche che mirano a diversi modi per uccidere i funghi.

Come dovresti capire come farlo?

Fortunatamente, siamo qui per aiutare.

Innanzitutto, esiste un'organizzazione chiamata Comitato d'azione per la resistenza ai fungicidi (FRAC) Ciò classifica tutti i fungicidi disponibili in commercio in gruppi in base alla loro modalità di azione - o come colpiscono i funghi.

Anche i fungicidi in ciascun gruppo viene assegnato un codice FRAC.

Ogni gruppo può includere opzioni molto diverse nella loro struttura chimica, ma uccidere i funghi allo stesso modo, agendo sullo stesso sito target.

FRAC attualmente elenca 16 gruppi, più alcuni che hanno una modalità di azione sconosciuta.

Di particolare interesse è il gruppo M - per Fungicidi multisito. Contrariamente a quelle sostanze chimiche con un sito target specifico, questi agiscono su più obiettivi contemporaneamente.

Interferendo contemporaneamente con diversi processi biochimici, ciò rende molto meno probabile che un fungo sviluppi resistenza. Per fare ciò, il fungo dovrebbe sviluppare tutte le mutazioni necessarie allo stesso tempo.

Questi fattori significano che i fungicidi multisito sono una scelta eccellente, non solo per alternare a quelli che hanno un alto rischio di resistenza, ma anche per spruzzare con loro allo stesso tempo.

Rotazione dei fungicidi

Sapere che la resistenza è o potrebbe essere un problema con un particolare prodotto chimico consente di sviluppare un piano per alternare i composti, con quelli che sono multisito o quelli che hanno diverse modalità d'azione.

Gli esperti dell'Università Integrated Pest Management (IPM) programmi o gli uffici del commissario agricolo statale possono guidarti nella selezione di fungicidi appropriati da utilizzare come alternative.

Un principio che è assolutamente fondamentale è evitare l'uso continuo dei fungicidi con lo stesso modo di agire.

Ad esempio, non dovresti sostituire il propiconazolo con il tebuconazolo. Come puoi dire dall'azolo nei loro nomi, questi prodotti chimici sono strettamente correlati e hanno lo stesso modo di agire.

E se il termine "azolo" sembra vagamente familiare, questo perché molti dei farmaci antifungini usati per trattare le infezioni del lievito umano contengono questi gruppi "azolo".

In effetti, molti di questi farmaci sono stati usati in agricoltura per decenni. Ma questa non è una buona idea, nell'età attuale della resistenza multidrug.

Lo sviluppo della resistenza ai fungicidi

Il FRAC si concentra sui fungicidi che hanno o probabilmente hanno problemi di resistenza nei patogeni che sono destinati a sradicare.

Molti fattori sono in gioco nel determinare se un organismo può sviluppare o meno resistenza a un composto particolare.

Alcuni organismi possono essere trattati con successo per decenni senza sviluppare resistenza a un particolare fungicida. Altri, come Botrytis cinerea o stampo grigio, può diventare resistente nella prima stagione in cui viene utilizzato il composto.

Pressione di selezione è il termine formale utilizzato quando l'applicazione ripetuta di un chimico predispone un organismo per sviluppare resistenza ad esso.

Per essere più tecnici, questo termine viene utilizzato quando il fungicida uccide la popolazione iniziale, ma non ha alcun effetto sulla popolazione modificata (o mutata) che è diventata resistente.

Alcuni funghi producono spore una o due volte l'anno, mentre altri (come Botrytis cinerea) producono ripetutamente spore per tutta la stagione. Quelli che si riproducono rapidamente hanno maggiori probabilità di sviluppare una popolazione resistente rispetto agli organismi che si riproducono più lentamente.

Alcuni funghi sono in grado di disintossicare le sostanze chimiche contenute in questi prodotti. In alcuni casi, usano lo stesso meccanismo che i nostri fegati usano per disintossicare i composti tossici.

In altri casi, i fungicidi in realtà non funzionano fino a quando l'organismo non converte la sostanza chimica in una forma attiva. Se l'organismo smette di farlo, il composto non funzionerà.

Come nel caso della maggior parte degli organismi, le cellule fungine hanno pompe che trasportano sostanze chimiche dalle cellule.

Occasionalmente, questi si adattano per pompare una grande quantità di fungicida fuori della cellula, e questo riduce la concentrazione nella cellula a un livello abbastanza basso da non essere più fatale.

Esempi di fungicidi altamente specifici che sono strettamente monitorati

Diverse classi di moderni fungicidi sintetici sono molto meno tossiche per l'uomo rispetto a quelle delle epoche precedenti, ma sono a maggior rischio di produrre popolazioni resistenti di funghi.

Alcuni di questi sono descritti di seguito.

Inibitori della demetilazione (DMIS)

Questo gruppo di sostanze chimiche include i fungicidi contenenti "azoli" come menzionato sopra. Sono inibitori della biosintesi di sterolo.

Questo gruppo include dozzine di sostanze chimiche che sono altamente efficaci nel trattamento delle malattie che attaccano una vasta gamma di colture - e alcune sono usate per trattare le infezioni fungine nell'uomo.

Perché questo gruppo è così specifico? Si rivolge a un processo biochimico che i funghi usano nella creazione di membrane cellulari.

Le membrane cellulari in diversi tipi di organismi sono simili nella loro struttura di base. Tuttavia, i loro singoli componenti possono variare.

I componenti principali delle membrane cellulari sono molecole grassi, compresi i gruppi di sterolo (pensa al colesterolo).

Bene, i funghi non producono il colesterolo. Invece, fanno un composto simile chiamato Lanosterolo.

E queste sostanze chimiche inibiscono l'enzima che esegue una reazione chiave nella produzione di questo sterolo (la le, laletilasi di lalegololo, per essere precisi) per essere precisi) per essere precisi).

Da qui il nome, inibitori della demetilazione.

Inibitori al di fuori del chinone (strobilurine)

Questi composti sono stati sviluppati negli anni '90 e al momento sono stati considerati "fungicidi a basso rischio."Prendono di mira la capacità di un organismo di produrre energia.

Sono altamente specifici e target solo funghi. Tuttavia, ci vuole solo un cambiamento particolare - o una mutazione - nel DNA per creare resistenza a questo gruppo di sostanze chimiche.

Ciò che questo significa sul campo è che è relativamente facile per una popolazione di funghi trattati con uno dei prodotti di questo gruppo per sviluppare resistenza.

E ciò che peggiora le cose è che i membri di questo gruppo (codice FRAC 11) resistente al cross. La resistenza a una di queste sostanze chimiche consente all'organismo di diventare resistente a Tutto dei prodotti chimici in questo gruppo.

Ciò rende fondamentale ruotare questo tipo di fungicida o idealmente per mescolarlo con un prodotto che attualmente consideriamo a "basso rischio" di resistenza e applicarli entrambi.

Una nota di cautela: Mentre la ricerca indica che le strobiluine colpiscono solo i funghi, gli studi sulle cellule cerebrali dei topi hanno scoperto che questi composti potrebbero causare cambiamenti cellulari preoccupanti.

I ricercatori della School of Medicine dell'Università della Carolina del Nord hanno scoperto che le cellule di topo trattate con questo tipo di fungicida hanno reagito in modo simile a Le cellule di persone con autismo e condizioni come la malattia di Alzheimer.

Studi di laboratorio come questi spesso non si rivelano per imitare la situazione nel mondo reale quando studiati in vivo (i.e. negli esseri umani), ma la ricerca suggerisce che la cautela potrebbe essere giustificata.

Patogeni fungini ad alto rischio e a basso rischio

Alcuni agenti patogeni hanno un rischio molto più elevato di sviluppare resistenza rispetto ad altri. Molti di quelli ad alto rischio causano gravi malattie nelle colture agricole come grano e orzo.

Nel giardino di casa, è importante essere consapevoli degli agenti patogeni ad alto rischio e della necessità di impedire alle popolazioni di funghi regionali di sviluppare resistenza.

L'uso eccessivo dello stesso trattamento con fungicidi non può solo ridurre la sua efficacia nei nostri giardini, ma può avere un effetto negativo sui giardini vicini e anche colture commerciali coltivate localmente.

Probabilità di sviluppare resistenza

I tipi comuni di funghi che probabilmente saranno incontrati dai giardinieri di casa sono i seguenti:

A basso rischio

• Rhizoctonia spp.
• Fusarium spp.
• Stampo bianco (Sclerotinia sclerotiorum)
• Patogeni trasmessi da semi

Alto rischio

• SCAB DI MELLA (Venturia inaequalis)
• Griduo di crapevina inumidito (Plasmopora Viticola)
• Stampo grigio (Botrytis cinerea)
• Muffa in polvere di cereali (Esiphe Graminis)

Esempio di un piano di rotazione per i giardinieri domestici

Alcuni dei raccomandazioni più approfonditi su come ruotare i fungicidi provengono dal programma integrato per i parassiti dell'Università della California (IPM).

Conoscere il codice MOA FRAC per la modalità di azione, come menzionato sopra, è un importante punto di partenza per lo sviluppo del piano di rotazione.

FRAC fornisce un tavolo Elencare tutti i fungicidi disponibili in commercio e i loro codici FRAC.

La considerazione principale è evitare l'uso successivo di trattamenti che hanno lo stesso modo di agire.

Le loro raccomandazioni per il trattamento Botrytis (stampo grigio) su fragole sono descritte come segue:

• Per i prodotti con codici FRAC 1, 4, 9, 11 o 17, effettuare solo un'applicazione prima di ruotare in un fungicida con un codice MOA diverso.

• Per i fungicidi con altri codici, non fare più di due applicazioni consecutive prima di ruotare su un prodotto con un codice MOA diverso.

Biofungicidi e composti di difesa delle piante

Oltre ai fungicidi sintetici comunemente usati, ci sono anche microrganismi che inibiscono i funghi che possono essere usati come fungicidi. Sono chiamati biofungidi.

FRAC elenca diversi microrganismi che possono funzionare efficacemente sul campo, comprese le specie del fungo Trichoderma e il batterio Bacillus amyloliquefaciens.

Abbiamo iniziato questo articolo parlando di come le piante possono difendersi. Molti di questi meccanismi di difesa possono anche essere indotti da frammenti di cellule microbiche.

Le piante hanno evoluto la capacità di riconoscere questi frammenti come potenziali minacce e aumentare le loro risposte immunitarie di fronte a loro.

Alcuni di questi composti sono usati per indurre la risposta immunitaria di una pianta, quindi può resistere all'attacco da parte dei funghi. Gli esempi includono pareti cellulari di lievito e un particolare ceppo di Bacillo batteri.

La resistenza alla droga e ai pesticidi ci minaccia tutti

Non hai dubbi su Superbugs - batteri resistenti a tutti i tipi noti di antibiotici. Le infezioni causate da questi batteri possono essere fatali.

La situazione con i patogeni umani fungini è diretta nella stessa direzione.

Lo stesso principio si applica con i fungicidi agricoli: i prodotti chimici che sono estremamente efficaci nell'uccidere i funghi diventano meno efficaci nel tempo, poiché gli organismi evolvono la resistenza ai prodotti chimici.

Sapere che questo è probabilmente ci dà l'opportunità di fare la nostra parte per cercare di prevenirlo, ruotando potenziali prodotti problematici con quelli che hanno molte meno probabilità di provocare resistenza.

E l'uso di organismi biologici fornisce ancora più speranza che giardinieri e coltivatori siano in grado di mantenere il sopravvento nella guerra sempre costante contro i patogeni fungini.

Sei stato in grado di contrastare con successo la resistenza nel tuo giardino? In tal caso, facci sapere come è andato nei commenti.

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