Endura Expert Series Resistenza incrociata agli insetticidi: cos’è e come affrontarla

L’Insecticide Resistance Action Committee (IRAC) definisce la resistenza incrociata come “il fenomeno per cui la resistenza a un insetticida conferisce resistenza a un altro insetticida, anche quando l’insetto non è mai stato esposto a quest’ultimo prodotto”. Metcalf (1989) la considerava un fenomeno che si verifica all’interno di una stessa classe di insetticidi, riducendola quindi essenzialmente agli effetti di mutazioni del sito bersaglio.

Un classico esempio di questo fenomeno è stato osservato nella mosca domestica, in cui popolazioni diventate resistenti al DDT hanno successivamente mostrato resistenza anche ai piretroidi, pur in assenza di una precedente esposizione a questi ultimi (Busvine, 1951). In seguito si è scoperto che ciò era dovuto a mutazioni del canale del sodio voltaggio-dipendente (VGSC), sul quale agiscono sia i piretroidi sia il DDT.

Altri esempi di questo stesso modello di resistenza incrociata sono stati riscontrati in diversi insetti, tra cui scarafaggi e zanzare (Scott e Matsumura, 1981; Atencia et al, 2016).

Altri esempi di resistenza incrociata basata sul sito bersaglio sono stati riscontrati negli organofosfati e nei carbammati, ad esempio nella cicala verde del riso (Hama e Iwata, 1978), nella mosca della frutta dell'olivo (Vontas et al, 2001) e nei neonicotinoidi (Mota-Sanchez et al, 2005).

Più di recente, le definizioni di resistenza incrociata si sono ampliate per includere la resistenza interclasse e intraclasse. Bras et al. (2022) considerano "la resistenza incrociata come il risultato di una precedente esposizione a una tossina diversa, possibilmente non chimicamente correlata, nella storia evolutiva di una specie". Ciò implica che la presenza di resistenza incrociata nei fitofagi generalisti sarebbe più diffusa a causa della pre-esposizione a un'ampia gamma di tossine vegetali (Dermauw et al, 2018). È probabile che la resistenza incrociata tra diverse classi di insetticidi sia dovuta a meccanismi di resistenza metabolica.

L'aumento dell'attività del P450 è stato segnalato come il meccanismo alla base della resistenza incrociata in parassiti fitofagi come Plutella xylostella, il planthopper marrone e il piccolo planthopper marrone (Qian et al, 2008; Liu et al, 2003; Yu 2024).

È anche responsabile della resistenza incrociata in zanzare, scarafaggi e mosche domestiche (Ibrahim et al, 2016; Wen e Scott, 1997).

Il potenziamento dell'attività delle esterasi è anche responsabile di numerosi esempi di resistenza incrociata, a causa della loro ampia gamma di substrati. Nella zanzara, le esterasi sono state segnalate per conferire resistenza incrociata tra un OP e un piretroide (Gordon e Ottea, 2012), negli afidi agli OPS, ai carbammati e ai piretroidi (Devonshire e Moores, 1982) e, in modo sorprendente, nella falena a dorso di diamante ai piretroidi e alla tossina del Bacillus thuringiensis (Bt) (Sayyed et al, 2008).

Azioni:

• Resistenza a livello del sito bersaglio (target-site resistance):

La mitigazione degli effetti viene affrontata attraverso il programma di “rotazione dei principi attivi” suggerito da IRAC. La classificazione IRAC dei MoA (Mode of Action – meccanismi d’azione) raggruppa le classi di insetticidi che condividono lo stesso meccanismo d’azione. Le strategie di IPM (Integrated Pest Management – difesa integrata) raccomandano che le generazioni successive di un parassita non vengano trattate con insetticidi appartenenti allo stesso gruppo di MoA.

• Resistenza metabolica:

Non sembra esistere un programma specifico dedicato a ridurre la resistenza incrociata dovuta a fattori metabolici!

La resistenza metabolica e di conseguenza anche la resistenza incrociata dovuta agli enzimi metabolici potrebbero essere ridotte con l'uso di sinergizzanti: Nella falena diamondback, ad esempio, l'uso di un analogo del piperonilbutossido ha inibito l'attività dell'esterasi e aumentato la sensibilità alla deltametrina di 210 volte e alla tossina Bt di 32 volte (Sayyed et al, 2008).

Il gene P450 CYP6a13 è stato identificato come conferente la resistenza incrociata al clorpirifos, alla deltametrina e al clorantraniliprole nel verme delle armi, efficacemente sinergizzata dal PBO (Chen YM, 2024). Allo stesso modo, la resistenza metabolica della mosca delle foglie di pomodoro al tetraniliprole e la resistenza incrociata al cloraniliprole e alla flubendiamide sono state ridotte dall'uso del PBO (Qu C, 2024). Una popolazione di campo di zanzare della Tunisia ha mostrato resistenza alla deltametrina e una resistenza molto elevata alla permetrina. La mancanza di resistenza incrociata al DDT indicava che la resistenza era di tipo metabolico. Questa è stata completamente soppressa dall'aggiunta di PBO 4 ore prima dell'insetticida (Tabbabi et al, 2018).

RIFERIMENTI

• Atencia MC, Perez MJ, Jaramillo MC, Caldera SM, Cochero S e Bejarano EE, First report of the F1534C mutation associated with cross-resistance to DDT and pyrethroids in Aedes aegypti from Columbia. Biomedica 36: 432-437 (2016).

• Bras A, Roy A, Heckel DG, Anderson P e Green KK, Pesticide resistance in arthropods: ecology matters too, Ecol Lett 25: 1746-1759 (2022).

• Busvine JR, Meccanismo di resistenza agli insetticidi nelle mosche domestiche. Nature (Lond) 168: 193-195 (1951).

• Chen YM, Cen YJ, Liu Y, Peng YN, Lin YG, Feng QL et al, Il gene P450 CYP6a13 è responsabile della resistenza incrociata agli insetticidi in popolazioni di campo di Spodoptera frugiperda. Insect Sci DOI: 10.1111/1744-7917.13376 (2024)

• Dermauw W, Pym A, BassC, Van Leeuwen T & Feyereisen R, L'adattamento della pianta ospite porta alla resistenza ai pesticidi negli erbivori generalisti? Current Opinion in Insect Science, 26, 25-33 (2018).

• Devonshire A e Moores GD, Una carbossilesterasi con un'ampia specificità di substrato causa la resistenza agli organofosfori, ai carbammati e ai piretroidi negli afidi del pesco-patata (Myzus persicae). Pest Biochem Physiol, 18: 235-246 (1982).

• Gordon JR e Ottea J, Association of esterases with insecticide resistance in Cluex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae). J Ent Econ 105: 971-978 (2012).

• Hama H, Iwata T, Studies on inheritance of carbamate resistance in green rice leafhopper, Nephotettix-cincticeps Uhler (Hemiptera-Cicadellidae) - relationships between insensitivity of acetylcholinesterase and cross-resistance to carbamate and organophosphate insecticides. Appl Ent Zoo 13: 190-202 (1978)

• Liu ZW, Han ZJ, Wang YC, Zhang LC, Zhang HW e Liu CJ, selezione per la resistenza all'imidacloprid in Nilaparvata lugens: modelli di resistenza incrociata e possibili meccanismi, Pest Manag Sci 59: 1355- 1359 (2003)

• Mota-Sanchez D, Hollingworth RM, Grafius EJ e Moyer DD, Resistance and cross-resistance to neonicotinoid insecticides and sipnosad in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: chrysomelidae), Pest Manag Sci 62: 30-37 (2005).

• Qian L, Cao GC, Song JX, Yin Q e Han ZJ, meccanismi biochimici che conferiscono resistenza incrociata tra tebufenozide e abamectina in Plutella xylostella, Pest Biochem Physiol 91: 175-179 (2008).

• Qu C, Yao JQ, Huang JL, Che WA, Feng Y, Luo C e Wang R, Resistenza al tetraniliprole in popolazioni di Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) raccolte in campo in Cina: suscettibilità di base, resistenza incrociata, ereditarietà e meccanismo biochimico. Pest Biochem Physiol 203: 106019 (2024)

• Sayyed AH, Moores GD, Crickmore N e Wright DJ, Resistenza incrociata tra la tossina Cry del Bacillus thuringiensis e gli insetticidi non-Bt nella falena diamondback. Pest Manag Sci 64: 813-819 (2008).

• Scott JG e Matsumura F, Characteristics of a DDT-induced case of cross-resistance to permethrin in Blattella germanica. Pest Biochem Physiol 16: 21-27 (1981).

• Tabbabi A, Daaboub J, Cheikh R, Laamari A, Feriani M, Boubaker C et al. Stato di resistenza alla deltametrina piretroide di Culex pipiens pipiens (Diptera: Culicidae) raccolti in tre distretti della Tunisia. African Health Sci 18: 1182-1188 (2018).

• Vontas JG, Cosmidis N, Loukas M, Tsakas S, Hejazi M, Ayoutanti A et al., Altered acetylcholinesterase confers organophosphate resistance in the olive fruit fly Bactrocera oleae, Pest Biochem Physiol 71: 124-132 (2001).

• Wen ZM e Scott JG, Cross-resistenza all'imidacloprid in ceppi di blatta tedesca (Blatella germanica) e di mosca domestica (Musca domestica), Pest Sci 49: 367-371 (1997).

• Yu WJ, ren QQ, Jin LY e Wu M, CYP4FB1 e CYP301B1 mediano la resistenza incrociata di Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae) a tre piretroidi, J Appl Ent 148: 304-311 (2024).