RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS A HERBICIDAS
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RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS A HERBICIDAS Eng° Agr° Dr. Leandro Vargas
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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
PERGUNTAS?
