Epidemiology of herbicide resistance evolution in rice weeds and variability in Echinochloa spp.

La resistenza agli erbicidi è un problema che è cresciuto esponenzialmente negli ultimi 10 anni e riguarda tutte le più importanti colture al mondo. L’Italia è il primo produttore europeo di riso con 230.000 ha localizzati nel nord-ovest della Pianura Padana. Ad oggi 6 infestanti hanno evoluto popolazioni resistenti in riso in Italia, fra queste la più importante è Echinochloa spp. La ricerca si è svolta su due binari paralleli: il primo è uno studio epidemiologico a larga scala sulla principale area riso, il secondo è uno studio sulla classificazione di Echinochloa spp. che comprendente esperimenti di dose risposta su varie specie di Echinochloa spp.agli erbicidi. Obiettivo dello studio epidemiologico era analizzare, a livello comunale, il grado di associazione fra presenza di resistenza e tre importanti predittori agronomici: percentuale di semina in acqua, tessitura del suolo e percentuale di rotazione. Le analisi sono state fatte con più approcci statistici: l’analisi discriminante e la regressione logistica hanno permesso di individuare un alto grado di associazione fra la presenza di resistenza ed i predittori. L’approccio Neural Network ha permesso di calcolare il rischio di evolvere popolazioni resistenti sulla base dei predittori: 70% quando tutte le infestanti resistenti sono state considerate, 30% quando solo i casi di Echinochloa spp. sono stati inclusi, perdendo parte del potere predittivo forse a causa della minore quantità di casi di resistenza inclusi nel database. In Qgis sono state create mappe per illustrare la diffusione dei tre predittori nell’area dello studio e il rischio di evoluzione della resistenza. 20 popolazioni di giavone sono state raccolte nei comuni dove non sono mai stati segnalati casi di resistenza al GIRE ed è stato fatto uno screening. 16 popolazioni sono risultate resistenti ACCase+ALS mostrando che in queste aree la resistenza è presente, ma viene tenuta ad un livello accettabile per gli agricoltori. La seconda parte della ricerca riguardava la classificazione delle diverse specie di giavone, abbinando la classificazione fenotipica alla discriminazione fatta attraverso marcatori molecolari usando il DNA barcoding. 40 accessioni di giavone sono state raccolte da piante singole nel 2015, sono state classificate morfologicamente e testate per la sensibilità al penoxsulam. Fra le piante sensibili, 10 sono state riprodotte per ottenere una quantità maggiore di seme. Lo screening con il penoxsulam è stato ripetuto sulle accessioni riprodotte a confermare la sensibilità. La classificazione morfologica e la discriminazione per marcatori molecolari sono state fatte sia sulle piante originali che sulle riprodotte, dando risultati consistenti: nelle popolazioni riprodotte usando Costea & Tardif (2002) sono presenti solo E. crus-galli ed E. oryzicola, usando Tabacchi et al. (2006) sono presenti E. crus-galli, E. oryzicola ed E. phyllopogon. Sono state analizzate 5 regioni di DNA cloroplastico: matK ha discriminato fra le diverse specie di giavone bianco, oltre a E. crus-galli offrendo un buon match, anche se incompleto, con la classificazione di Tabacchi et al. (2006). Le sequenze di rbcL invece hanno differenziato solo E. oryzicola da E. crus-galli, corrispondendo perfettamente a Costea & Tardif (2002) Un protocollo di PCR specie-specifica è stato impostato su matK gene per discriminare diverse specie di giavoni bianchi in una sola reazione di PCR. Gli esperimenti di dose-risposta sono stati fatti sia in serra che all’aperto su 9 accessioni con 3 erbicidi: cyhalofop – butyl, penoxsulam e florpyrauxifen benzyl: anche se i risultati sono stati variabili, soprattutto nell’esperimento all’aperto, è chiaro che i vari erbicidi hanno efficacia simile su tutte le specie di Echinochloa. I risultati ottenuti dimostrano che pianificare le strategie erbicide sulla base delle diverse specie di Echinochla possa essere erroneo.