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Fungicidi antiperonosporici

Annamaria VercesiDiSAA, Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali

Produzione, Territorio e AgroenergiaUniversità degli Studi di Milano

"PLANT PROTECTION PRODUCTS and environmental fate"Corso di formazione per un uso sostenibile degli Agrofarmaci

Bari, 11 ottobre 2012

DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI

PRODUZIONE, TERRITORIO, AGROENERGIA

Agenti delle peronospore

Regno Straminipila

Classe Peronosporomycetes (Phylum Oomycota)

Ordine Peronosporales: biotrofi, parassiti obbligati

Sclerospora, Sclerophthora, Plasmopara e Hyaloperonospora: zoospore

Peronosclerospora, Peronospora: tubo germinativo

Bremia: entrambe

Ordine Pythiales: necrotrofi, patogeni e saprofiti, agenti di marciumi

Pythium

Phytophthora

Phytophthora infestans: caratteristiche ‘intermedie’ tra agenti di peronospore ed necrotrofi



Ordine Peronosporomycetes:

cellulosa nella parete

incapacità di sintetizzare steroli

apparato del Golgi presente

mitocondri con creste tubolari

riproduzione sessuata mediante oospore

spore asessuate mobili dotate di due flagelli

Regno Straminipila: tutti gli organismi che posseggono un flagello ‘straminipilo’ con peli tubolari tripartiti



formula e caratteristiche chimiche

meccanismo d’azione: su una (MONOSITO) o più (MULTISITO) tappemetaboliche del fungon.b.: le sostanze attive monosito esercitano una pressione di selezione sullapopolazione del patogeno con conseguente aumento nella frequenza dei cappiresistenti e devono essere utilizzate con attenzione

campo o spettro d’azione: attività nei confronti di uno o più generi funginisenza nessuna relazione con il meccanismo d’azione

modalità d’azione: all’esterno del vegetale (FUNGICIDI DI SUPERFICIE) oall’interno della pianta (FUNGICIDI PENETRANTI: CITOTROPICI ESISTEMICI)

Caratteristiche generali dei fungicidi



modalità d’azione: all’esterno del vegetale (FUNGICIDI DI SUPERFICIE) oall’interno della pianta (FUNGICIDI PENETRANTI: CITOTROPICI ESISTEMICI)

n.b.1: la modalità d’azione condiziona il momento nel quale occorre effettuare iltrattamento: PRIMA dell’evento infettivo per i fungicidi di superficie,PRIMA/DOPO per i fungicidi penetranti

n.b.2: la capacità di penetrare e redistribuirsi all’interno della pianta ècondizionata dal log Kow, il coefficiente di ripartizione ottanolo/acqua

a. elevato lipofili, adsorbiti alle cere, assorbimento lentob. non particolarmente elevato: assorbimento rapidoc. ridotto: composti idrofili, assorbimento lentod. movimento nell’apoplasto: solo con log Kow compreso tra -0,5 e 3

n.b.3: la redistribuzione del fungicida può avvenire anche ALL’ESTERNO dellapianta ed è condizionata dalla tensione di vapore: EPISISTEMICI oMESOSTEMICI

Caratteristiche generali dei fungicidi



MULTISITO DI SUPERFICIE:ditiocarbammati

folpetdithianonchlorotalonil

UNISITO DI SUPERFICIE zoxamide QiI

UNISITO PENETRANTIfenilammidicymoxanil

ammidi degli acidi carbossilici, CAAQoI

fluopicolidepropamocarb

Fungicidi antiperonosporici



ditiocarbammati: fungicidi di superficie, multisito, preventivi

primi fungicidi organici di sintesi, brevettati da Tisdale e Williamsnel 1934 ed utilizzati nella lavorazione della gomma

attivi in particolare nei confronti degli Oomiceti, ma anche neiconfronti di altri patogeni fungini quali Venturia inaequalis, Phomopsisviticola, Guignardia bidwellii



ditiocarbammati: fungicidi di superficie, multisito

derivati dell’acido ditiocarbammico dove R e R’’ sono o metile(alchilderivati: thiram e ziram) o etilene (alchilenderivati: mancozeb,metiram e propineb) e R’ è un metallo

in soluzione acquosa formazione di solfuro bisisotiocianato di etilene(EBIS) che alla luce viene convertito in bisisotiocianato di etilene (EBI)

EBIS e EBI responsabili dell’attività fungitossica mediante legame coni gruppi –SH delle proteine

etilentiourea prodotto di degradazione: teratogena? cancerogena?




nessun problema di fitotossicità, al contrario vegetazionelussureggiante (attività fertilizzante degli ioni?)

effetti tossici sui fitoseidi con conseguente incremento di dannodovuto ad acari fitofagi

attivi nei confronti degli agenti del marciume nero ed escoriosi(mancozeb nei confronti di entrambi, metiram nei confronti diPhomopsis viticola)

solitamente utilizzati in miscela con sostanze attive unisito infunzione antiresitenza

probabili candidati alla sostituzione a causa del profiloecotossicologico



tioftalimmidi: fungicidi di superficie, multisito, preventivi

scoperti nel 1951 e utilizzati per trattamenti sia in planta sia diconcia

captano attivo nei confronti di Taphrina, Venturia , Monilia, Nectria ePythium+Fusarium per la concia di semi di orticole, mais e sorgo

Folpet attivo nei confronti di Plasmopara, Pseudoperonospora,Phytophthora, Botrytis cinerea, Guignardia bidwelli, Phomopsis viticola,Erysiphe necator

captanofolpet



tioftalimmidi: fungicidi di superficie, multisito, preventivi

attività dovuta al tiofosgene prodotto dall’interazione tratioftalimmidi con i gruppi tiolici all’interno della cellula

tiofosgene a sua volta reattivo con ammine, alcoli....

R40 (possibilità di effetti cancerogeni-prove insufficienti)-43(sensibilizzazione dermica)

utilizzato insieme con fungicidi di superficie (Cu) e penetranti



chinoni: fungicidi di superficie, multisito, preventivi

dithianon: scoperto nel 1951 e utilizzato per trattamenti sullavegetazione

attivo nei confronti di Oomiceti Plasmopara, Phytophthora,Peronospora, Venturia, Nectria, Taphrina, Botrytis (floricole edornamentali)

legame con i gruppi sulfidrilici

utilizzato da solo e con dimethomorph

tossico nei confronti degli organismi acquatici



cloronitrili: fungicidi di superficie, multisito, preventivi

clorotalonil: introdotto a metà anni 60 e utilizzato per trattamentisulla vegetazione

attivo nei confronti di Oomiceti Phytophthora, Peronospora, Venturia,Nectria, Taphrina, Botrytis, Alternaria, Rhizoctonia…..

interazione con i gruppi sulfidrilici

utilizzato da solo e con fungicidi penetranti specialmente su orticole

cancerogeno prove insufficienti, irritante dermico, tossico neiconfronti degli organismi acquatici



fenilammidi: fungicidi penetranti, sistemici, unisito

introdotti sul mercato nel 1977, con struttura chimica simile aquella delle cloroacetammidi, ad attività erbicida

assorbiti e traslocati in senso acropeto attraverso lo xilema

metalaxyl-Mlog Kow 1,71

benalaxyl-Mlog Kow 3,67




benalaxyl-M utilizzato nei confronti degli agenti delle peronospore divite patata e pomodoro in miscela con Cu, mancozeb e folpet

metalaxyl-M utilizzato

1. da solo per trattamenti al terreno per il contenimento diinfezioni di Pythium spp. e Phytophthora spp. agenti di marciumidei germinelli di piante erbacee e/o dell’apparato radicale dipiante arboree

2. in miscela con Cu, folpet e mancozeb per il contenimento deidanni dovuti agli agenti di peronospora su vite, pomodoro,tabacco, cipolla, lattuga, cocomero, melone e spinacio

3. da solo e in miscela con fludioxonil per trattamenti in conciadi orticole, sorgo, soia, girasole e mais




interazione con l’RNA polimerasi I indispensabile per la sintesidell’rRNA con conseguente inibizione della formazione dei ribosomi

inibizione della crescita di ife e tubo germinativo, della formazione diaustori e degli sporangi

meccanismo resistenza sconosciuto, ma dipendente da un singolo genea dominanza incompleta

metalaxyl M: tossico per organismi acquatici



acetammidi: fungicida penetrante citotropico translaminare, unisito

unico rappresentante: cymoxanil, introdotto nel 1977

log Kow 0,5-0,6

attivo nei confronti di Plasmopara, Peronospora, Phytophthora eBotrytis cinerea (in laboratorio)

utilizzato esclusivamente per trattamenti su chioma in miscela consostanze attive sia penetranti unisito sia di superficie multisito



acetammidi: fungicida penetrante citotropico translaminare, unisito

rapida penetrazione nei tessuti della pianta e rapida degradazioneche ne impedisce la redistribuzione a lunga distanza

meccanismo d’azione sconosciuto: inibizione della sintesi degli acidinucleici? della sintesi proteica?

inibizione della crescita ifale e della sporulazione

ceppi resistenti? nessuna segnalazione su Phytophthora infestans,sporadiche segnalazioni su Plasmopara viticola

Tossico per organismi dell’ambiente acquatico



Ammidi degli acidi carbossilici CAA: fungicidi penetranti citotropicitranslaminari, unisito

dimethomorph

benthiavalicarb

iprovalicarb

valiphenal

mandipropamid




dimethomorph introdotto nel 1988 seguito da iprovalicarb nel 1998benthiavalicarb, mandipropamid e valiphenal dal 2003 in avanti

log Kow variabili da 2,23 per dimethomorph a 3,2 per iprovalicarb emandipropamid

assorbiti in parte, citotropici e translaminari

mandipropamid strettamente legato alle cere

attivi nei confronti di Phytophthora infestans, Plasmopara viticola,Pseudoperonospora cubensis; completamente inattivi nei confronti diPythium spp

utilizzati per trattamenti alla chioma in miscela con sostanze attivemultisito e unisito




inibizione della formazione della parete mediante legame con laproteina CesA3 che in forma dimerica permette l’estrusione deifilamenti di cellulosa




inibizione della crescita del tubo germinativo di zoospore incistatee degli sporangi nonché delle ife e della sporulazione

ceppi resistenti caratterizzati da una mutazione puntiforme nelgene che codifica per CesA3e che determina la sostituzione di unaglicina con una serina in posizione 1105 (G1105S)

resistenza controllata da uno-due geni recessivi: F1 sensibili, F29s:1r

Ecotossicologia: nocivi per organismi acquatici



QoI Qo Inhibitors: fungicidi penetranti citotropici translaminari adeccezione del fungicida di superficie famoxadone, unisito

comprendenti analoghi delle strobilurine, azoxystrobin epyraclostrobin, fenamidone e famoxadone

analoghi delle strobilurine derivati da strobilurina A/mucidina eoudemansina A isolate da Strobilurus tenacellus/Oudemansiellamucida che condividono il gruppo β-metossiacrilato

azoxystrobin pyraclostrobin

famoxadone

fenamidone




azoxystrobin, pyraclostrobin e fenamidone penetranti aredistribuzione citotropica e translaminare, famoxadone di superficie

famoxadone e fenamidone solo nei confronti di Plasmopara viticolae Phytophthora infestans analoghi delle strobilurine e utilizzati neiconfronti di vari patogeni:

1.tra gli agenti delle peronospore, Pseudoperonosporacubensis, Peronospora tabacina, Bremia lactucae

2. agenti di oidii e ruggini, V. inaequalis, S. vesicarium,varie specie di Fusarium, Septoria, Alternaria,Rhyncosporium, Pyrenophora, Magnaporthe, Phomopsis,Guignardia…

utilizzati unicamente per trattamenti fogliari da soli o in miscelacon fungicidi multisito di superficie o unisito penetranti




inibizione della respirazione mediante legame al sito Qo delcomplesso bc1 della catena respiratoria localizzato sulla membranamitocondriale

inibizione della germinazione delle spore, dell’integrità e motilitàdelle zoospore, ecc…




resistenza dovuta ad una mutazione puntiforme nel gene checodifica per la proteina alla quale si lega il QoI con sostituzioneG143A (glicina sostituita da alanina in posizione 143) associata ad unelevata resistenza e fitness del ceppo mutato

mutazione F129L (fenilalanina/leucina) meno frequente edefficiente

proteina target codificata da DNA mitocondriale che quindi nonsegue ereditarietà di tipo mendeliano

ecotossicologia R50 e 53



Acilpicolidi: fungicidi penetranti, unisito

fluopicolide: unico rappresentante della classe, introdotto nel 2008

log Kow pari a 2,9 indicativo della capacità di penetrare all’internodel vegetale e di redistribuirsi almeno localmente



Acilpicolidi: fungicidi penetranti, unisito

fluopicolide attivo nei confronti di Phytophthora infestans,Phytophthora capsici, Plasmopara vitcola, Peronospora parasitica,Peronospora tabacina, Pseudoperonospora cubensis, Bremia lactucae,Peronospora sparsa

utilizzata per trattamenti fogliari insieme con fosetyl Al

disorganizzazione delle proteine spectrino-simili, presenti nellemembrane cellulari

lisi delle zoospore e delle strutture miceliari

Resistenza??

Ecotossicologia???



Benzammidi: fungicidi di superficie, unisito

zoxamide: unico rappresentante della classe, introdotta nel 2001,sintetizzata durante vari tentativi di trovare degli analoghidell’erbicida pronamide

log Kow pari a 3,76



Benzammidi: fungicidi di superficie, unisito

attiva nei confronti di Phytophthora infestans, Plasmopara viticolae agenti di altre peronospore, ma anche di Botrytis cinerea,Venturia inaequalis, Monilia spp (in laboratorio)

Utilizzata per trattamenti fogliari in miscela con unisito e multisto

inibizione della formazione del fuso mitotico dovuta al legame conla β-tubulina in corrispondenza della cisteina 239

Inibizione della crescita di tubo germinativo e micelio, induzione dianomalie nella differenziazione delle zoospore all’interno dellosporangio

Nessun individuo resistente evidenziato sinora

Ecotossicologia R50-53



QiI: fungicidi di superficie, unisito

gruppo di recente introduzione cui appartengono cyazofamid eamisulbrom

Amisulbrom da solo o in miscela con mancozeb, cyazofamid confosfato



QiI: fungicidi di superficie, unisito

amilsulbrom utilizzato solo su vite e patata, cyazofamid su vitepatata pomodoro e cucurbitacee

Selezione ceppi resistenti?

ecotossicologia: R50/53



Carbammati: fungicidi sistemici, unisito

propamocarb, analogo del prothiocarb, immesso sul mercato nel1978

utilizzato da solo o in miscela con fungicidi penetranti



Carbammati: fungicidi sistemici, unisito

inibizione della motilità delle zoospore, crescita miceliare (?),produzione degli sporangi

meccanismo d’azione sconosciuto ma in qualche modo connessoall’organizzazione della membrana plasmatica

attivo nei confronti di Pythium, Phytopthora, Pseudoperonospora

usato per trattamenti al terreno, terricci, campi da golf, tappetierbosi, concia dei semi di orticole e floricole, colletto di pianteforestali, interventi su chioma per pomodoro, patata e cucurbitacee

ceppi resistenti in alcune specie di Pythium e Phytophthora

ecotossicologia



Osservazioni conclusive

buona disponibilità su alcune colture di antiperonosporici dotati di diversi meccanismi d’azione

necessità di ‘mantenere’ l’efficacia dei singoli fungicidi ad elevato livello

non utilizzare ripetutamente nel corso di una stessa stagione vegetativa sostanze attive che presentano lo stesso meccanismo

d’azione

valutare attentamente le ragioni di occasionali diminuzioni d’efficacia, esaminando le eventuali cause dell’insuccesso

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