RESISTÊNCIA DE PLANTAS

DANINHAS A HERBICIDAS

Eng° Agr° Dr. Leandro Vargas

Suscetibilidade é uma característica inata de uma espécie,

em que há alterações marcantes no crescimento e

desenvolvimento da planta, como resultado de sua

incapacidade de suportar a ação do herbicida (Christoffoleti

et al., 2000).

2- Definições

Tolerância é uma característica inata da espécie em

sobreviver a aplicação de herbicidas na dose recomendada,

que seria letal a outras espécies, sem alterações marcantes

em seu crescimento e desenvolvimento. É uma

característica que existe nas plantas antes mesmo da

primeira aplicação do herbicida (Christoffoleti, 2004).

2- Definições

Resistência é a capacidade adquirida de uma planta em

sobreviver a determinados tratamentos herbicidas que, em

condições normais, controlam os integrantes da população

(Vargas et al., 1999).

Fatores: mutação, genes pré-existentes

“habilidade herdada de uma planta em sobreviver e reproduzir-se após a exposição a dose de herbicida normalmente letal (dose registrada, constante na bula) para a população natural”.

2- Definições

Biótipo: um grupo de indivíduos dentro de uma espécie,

com carga genética semelhante, porém pouco diferenciado

da maioria dos indivíduos da população, que no caso de

plantas daninhas resistente a herbicidas é caracterizado,

normalmente, apenas pela característica genética que

confere a característica da resistência (Kissmann, 2003).

Mecanismo de ação: é a forma específica pela qual um

herbicida interfere de modo significativo em determinado

processo biológico (Christoffoleti et al., 2000).

Mecanismo de ação dos herbicidas

Inibidores de ACCase

Inibidores de ALS

Inibidores de EPSPs

Mimetizadores de auxinas

Inibidores da glutamina sintase (GS)

Inibidores de Fotossistema I

Inibidores de Fotossistema II

Inibidores de PROTOX

Inibidores de Carotenos

Inibidores da síntese de ácidos nucleicos

Inibidores de polimerização de Tubulina

Resistência cruzada ocorre quando biótipos de plantas daninhas são resistentes a dois ou mais herbicidas, devido a um só mecanismo de resistência, portanto, resistente a todos os herbicidas que apresentam um mesmo mecanismo de ação (Christoffoleti, 2004).

Tipos de resistência

Resistência múltipla ocorre quando um indivíduo possui um ou mais mecanismo de resistência distintos que conferem o comportamento resistente a herbicidas com mecanismo de ação diferenciado (Christoffoleti, 2004).

R R

S S S S S S

R R R R

Chlorimuron Nicosulfuron Imazethapyr

Test. 70 g/ha Test. Test. 100 g/ha 100 mL/ha

Fonte: Lopes-Ovejero, 2006

Resistência cruzada

Resistência múltipla

Leiteiro

ALS e Protox

- cloransulam-methyl, imazamox, imazaquin

imazethapyr

-Cobra, Flex, Boral.

- glyphosate?

1957 (EUA) Commelina difusa - auxinas sintéticas

Primeiros casos:

1952 (Canadá) Daucus carota - auxinas sintéticas

3- Histórico

Menos de 30 anos de aparecimento do primeiro

caso mais de 100 espécies resistentes.

Fonte: Weed Science, 2011.

Fonte: HEAP, 2013.

4- Casos de resistência

4.1- A nível mundial

220 espécies

404 biótipos

66 culturas em 61 países

90

monocotiledôneas 130

dicotiledôneas

Fonte: HEAP, 2015.

4.1.2- Biótipos resistentes por mecanismo de ação

4.2- Resistência no Brasil

Espécie Mecanismo de ação Estados Registro

Avena fatua Inibidores de ACCase 2010

Euphorbia heterophylla Inibidores de ALS/PROTOX/EPSPs ALS e EPSPs

MS, MT, PR, SC, RS, SP 1992 2006 2007

Bidens pilosa Inibidores de ALS MS, RS, PR 1993 Bidens subalternans Inibidores de ALS

ALS e FSII MS, RS, PR 1996

2006 Brachiaria plantaginea Inibidores de ACCase PR 1997 Sagittaria montevidensis Inibidores de ALS SC 1999 Echinochloa crus-galli Auxinas sintéticas

Auxina e ALS RS RS

1999 2009

Echinochloa crus-pavonis Auxinas sintéticas RS 1999 Cyperus difformis Inibidores de ALS SC 2000 Fimbristylis miliacea Inibidores de ALS SC 2001 Raphanus sativus Inibidores de ALS PR 2001 Digitaria ciliaris Digitaria insularis

Inibidores de ACCase EPSPs

PR PR

2002 2009

Eleusine indica Inibidores de ACCase PR 2003 Lolium multiflorum Inibidores de EPSPs

ALS e ACCase e EPSPs RS RS

2003 2010

Euphorbia heterophylla Inibidores da PROTOX PR 2004 Parthenium hysterophorus Inibidores de ALS PR 2004 Conyza bonariensis Inibidores de EPSPs SP, RS, PR 2005 Conyza canadensis Conyza sumatrensis

Inibidores de EPSPs Inibidores de EPSPs, Inibidores de ALS Inibidores de EPSPs e ALS

SP, RS, PR PR PR PR

2005 2010 2011 2011

Digitaria insularis Inibidores de EPSPs PR 2008 Amaranthus retroflexus Amaranthus viridis Amaranthus retroflexus

Inibidores de FSII e ALS Inibidores de FSII e ALS Inibidores de ALS

2011 2011 2012

Fonte: Adaptado de Christoffoleti (2004) e HEAP (2013).

Trapoeraba

Tolerante ao glyphosate

ALGUMAS ESPÉCIES TOLERANTES A HERBICIDAS

Losna-brava Leiteiro

Tolerantes ao glifosato

Capim-colchão Poaia-branca

p

Erva-quente

Tolerante ao Roundup

Corda-de-viola

EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA

Herbicida Ano de Introdução

Aparecimento de resistência

Anos para aparecimento de

resistência

Países

2,4-D 1948 1957 9 EUA e Canadá Triazinas 1959 1970 11 EUA Propanil 1962 1991 29 EUA Paraquat 1966 1980 14 Japão Glyphosate 1974 1996 22 Austrália Inibidores da ACCase 1977 1982 5 Austrália Inibidores da ALS 1982 1984 2 Austrália Fonte: Adaptado de Kissmann 1996.

Intervalo entre a introdução da molécula herbicida e a constatação do primeiro caso de resistência.

6- Fatores que favorecem o surgimento da resistência

Aplicação repetidamente de um mesmo herbicida,

ou herbicidas com mesmo mecanismo de ação;

Dose;

Persistência.

6.1- Pressão de seleção

Aplicação de herbicidas por vários anos

Fonte: Adaptado de Santhakumar, 2003.

Suscetível

(99,009%) Resistente

(0,001%)

População

inicial da

espécie “X”

População

final da

espécie “X” Suscetível

(0,001%)

Resistente

(99,009%)

6.2- Características das plantas daninhas

Alta variabilidade genética;

Ciclo curto;

Alta produção de sementes.

6.4- Características das práticas culturais

Monocultura;

Controle de plantas daninhas – basicamente químico.

6.3- Característica dos herbicidas

Altamente eficiente - espécie;

Persistência prolongada;

Herbicidas de ação folhar - sem residual;

Único mecanismo de ação.

Modificação no sítio de ação

Metabolização

Absorção

Translocação

Super expressão da enzima

Compartimentalização

7- Mecanismos que conferem a resistência

7.1- Alteração do local de ação

Alteração no DNA;

Alteração do ponto de acoplamento.

7.1- Alteração do local de ação

Planta suscetível Planta resistente

Herbicida

Enzima

Herbicida

Enzima

7.1- Alteração do local de ação

Planta suscetível Planta resistente

Herbicida

Enzima

Herbicida

Enzima

Exemplos:

Euphorbia heterophylla

Bidens pilosa

Brachiaria plantaginea

Cyperus difformis

7.2- Metabolização do herbicida

Decomposição da molécula rapidamente pela planta

resistente;

Formas: hidrólise, oxidação e conjugação.

Where R= Ala. Val. Leu. Asp.

Glu. Phe. Trp.

O CH2 C R

O

Cl

Cl

Amino acid

conjugation

O CH2 C R

O

Cl

ClOH

Cl

Cl

??O CH2 C OH

O

Cl

Cl

side-chain

oxidation

sugar

conjugation

O CH2 C O

O

Cl

Cl

O

OH

OH

OH

CH2OH

Glucose ester of 2,4 -D

2,4 - D2,4 - Dichlorophenol

NIH Shift

2,4 - D -hydroxylase

O CH2 C OH

O

Cl

OH

Cl

2,5 - D, 4 - OH

sugarconjugation

O CH2 C OH

O

Cl

O

Cl

Glucose

2,5 - D, 4 - -glucoside

O CH2 C OH

O

Cl

OH

Cl

sugar

conjugation

O CH2 C OH

O

Cl

O

Cl

glucose

2,3 - D, 4 - OH 2,3 - D, 4 - -glucoside

METABOLISMO DE

MOLÉCULAS HERBICIDAS

P450

Herb Herb-OH

Retículo endoplasmático UDP-glicose UDP

Herb-O-glicose

Herb-O-glicose

GT

Herb-Z

GSH

Herb-GS

H

Herb-GS

ATP

ADP+Pi

GST

VACÚOLO

Cyt P450 MONOXIGENASE

GLUTATIONA TRANSFERASE

(GST)

INIBIDORES DA ACCase

INIBIDORES DA ALS

FOTOSSISTMA II

AUXINAS SINTÉTICAS

EPSPs

COOH-CH2-NH-P-OH

O

OH

GLYPHOSATE

NH2-CH2-P-OH

O

OH

AC AMINOMETILFOSFÓNICO

AMPA

NH2-CH3

METILALANINA

C-P LIASE

C

O

H H

FORMALDEIDO

METILALANINA

DEHIDROGENASE

7.3- Redução da concentração no local de ação

Armazenamento em locais inativos como vacúolo

(compartimentalização);

Quantidade que atinge o local de ação é reduzida, não

sendo letal (absorção e translocação).

Procópio et al. (2002)

Cera epicuticular

Estômato

Euphorbia heterophyla

Absorção

1 - volatilizar,

2 - permanecer

sobre a superfície,

3 - penetrar,

4 e 5 – transporte.

Translocação

Translocação no

biótipo resistente

Translocação no

biótipo suscetível

Translocação

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Folha de

aplicação

Perfilho

plincipal

Perfilho 2 Perfilho 3 Raízes Exsudação

radicular

14C

-Gly

phosa

te (

%)

Resistente

Sensível

Ferreira et al (2006)

Translocação de glyphosate em azevém resistente e

suscetível.

Detalhe de uma planta de azevém resistente, tratada com 2.280 g e.a.

ha-1 de glyphosate, rebrotando aos 60 dias após tratamento com o

herbicida – Vacaria/RS, 2004. Vargas et al., 2005

Folha de Aplicação

0

20

40

60

80

100

6 12 36 72

Tempo (horas)

14 C

-Gly

phosa

te (

%)

R

S

DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE

Ferreira et al (2008)

Caule

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

6 12 36 72

Tempo (horas)

14C

-Gly

pho

sate

(%

)S

R

DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE

Ferreira et al (2008)

Parte aérea

0

5

10

15

20

25

6 12 36 72

Tempo (horas)

14C

-Gly

pho

sate

(%

)S

R

DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE Ferreira et al (2008)

Raízes

0

5

10

15

20

25

6 12 36 72

Tempo (horas)

14C

-Gly

phosa

te (

%)

S

R

DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE

Ferreira et al (2008)

Dinelli et al. (2006): Conyza canadensis

translocação diferenciada do glyphosate entre os biótipos

resistentes e suscetíveis

super produção da enzima EPSPs

rebrota das gemas

Baerson et al. (2002) e Lorraine-Colwill et al (2002): Lolium rigidum

Translocação diferenciada

Super produção da enzima EPSPs

DIAGNÓSTICO DA RESISTÊNCIA A CAMPO

Produto, dose, época ou estádio de aplicação,

calibração, volume de calda, adjuvantes, tipo de

bicos e condições ambientais foram adequados?

As falhas de controle foram para uma espécie

apenas?

As plantas não são resultado de reinfestação?

O controle insatisfatório de plantas

daninhas não significa que seja resistência.

Histórico da área, herbicida….?

O herbicida em questão vem perdendo

eficiência?

Há casos de plantas resistentes a este

herbicida?

O herbicida não perdeu eficiência sobre

outras espécies?

Produto

Dose

Bicos

Falhas

Conyza bonariensis

Planta resistente

Planta suscetível

Conyza bonariensis

Planta suscetível

Planta resistente

Aplicação de glyphosate em mistura com graminicidas para controle de

biótipo resistente de Lolium multiflorum. Capão bonito/RS - 2004 Galli et al., s.d

Estratégias para prevenir o aparecimento de

resistência de plantas daninhas a herbicidas

Métodos

físicos

Método

biológico

Método

mecânico Método

preventivo

Método

cultural MIPD

Estratégias para o manejo da resistência de plantas daninhas a herbicidas

Rotação de culturas;

Manejo apropriado dos herbicidas;

Prevenção da disseminação de sementes através do uso

de equipamentos limpos;

Evitar a introdução de sementes de plantas daninhas

resistentes;

Monitoramento da evolução inicial da resistência;

Controle de plantas daninhas suspeitas de resistência

antes que as mesmas produzam sementes;

Seguir as instruções constantes na bula com relação a

dose e época de aplicação;

Utilizar outros métodos de controle, além do uso de herbicidas;

Adoção de cultivares transgênicas;

Empregar sementes certificadas;

Utilização de herbicidas não seletivos na pré-colheita;

Utilizar técnicas de agricultura de precisão para mapear as áreas com a presença de plantas daninhas;

Utilizar o MIPD.

Predição do surgimento da resistência de plantas daninhas aos herbicida

“A” e “B” quando aplicados continuamente isolados, em rotação ou em

misturas

Fonte: Powles et al., 1997 citado por Merotto Jr, 1998

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