ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS. Eng Agr Dr. Leandro Vargas
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- Maria Laura Álvares Aires
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1 ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Eng Agr Dr. Leandro Vargas
2 INTRODUÇÃO O que são herbicidas Uso e importância Evolução dos herbicidas Seletividade Tolerância Resistência (tipos e mecanismos) Toxicidade para humanos e animais
3 Herbicidas podem causar a morte de plantas interferindo em: Processos fisiológicos: - Divisão celular - Desenvolvimento dos tecidos - Formação de clorofila e cloroplastos Processos bioquímicos: - Fotossíntese - Respiração e transporte de elétrons - Metabolismo do ácido nuclêico e síntese de proteínas - Síntese de lipídios - Absorção de água e nutrientes - Atividade enzimática
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5 MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Interferem com a Herbicidas formação de microtúbulos auxínicos Mt NU RNA M Formação de ác. graxos Destruidores de membrana Pl VACUOLO Cp Biossíntes e celulose 1. Fotossistemas 5. Metabolismo do NH 4 2. Biossíntese de clorofila 6. Biossíntese de 3. Síntese de caroteno aminoácidos 4. Peroxidação induzida pela luz
6 Ex: Inibição Atividade Enzimática A Herbicida + Enzima = C B
7 Inibição Atividade Enzimática (Representativo) A Herbicida (Inib. de ACCase) A + Enzima Enzima B B ACCas e = C Lipídios
8 DNA/RNA e bases nitrogenadas
9 Bases nitrogenadas e aminoácidos
10 Síntese proteínas
11 Síntese proteínas
12 Inibição Atividade Enzimática (Representativo)
13 Inibição Atividade Enzimática (Representativo)
14 Mecanismo de ação dos inibidores da ALS Treonina Piruvato Piruvato -cetobutirato -acetolactato ALS -aceto- -hidroxi butirato VALINA - -dihidroxi- -metilvalerato LEUCINA ISOLEUCINA
15 Mecanismo de ação dos inibidores da ALS Treonina Piruvato Piruvato HERBICIDAS INIBIDORES ALS -cetobutirato -acetolactato ALS -aceto- -hidroxi butirato VALINA - -dihidroxi- -metilvalerato LEUCINA ISOLEUCINA
16 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição síntese: valina, leucina e isoleucina Inibição do metabolismo (Imediato) Afeta o balanço hormonal Síntese de RNA Paralisa o crescimento Clorose Morte lenta Ex. Ally, Chloimuron, Imazethapyr, Hussar, Spider...
17
18 Mecanismos de resistência Mutação na enzima ALS (Aas 122, 197,205, 574 ou 653); Metabolização (culturas e PD).
19 Mecanismo de ação dos inibidores da EPSPs glicose PEP + DAH7P Shiquimato + PEP E4P enzima EPSPs EPSP (aminoácidos fenilalanina aromáticos) tirosina triptofano corismato
20 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição síntese: fenilalanina, tirosina e triptofano Inibição do metabolismo (imediato) Afeta síntese de lignina Paralisa o crescimento Clorose Morte lenta Ex. glifosato
21
22 Mecanismos de resistência Mutação na enzima EPSPs; Absorção; Translocação; Metabolização; Compartimentalização; Culturas RR
23 Mecanismo de ação dos inibidores da ACCase
24 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição da síntese de lipídios Paralisa o crescimento Clorose (pontos de crescimento) Morte lenta Ex. graminicidas (Poast, Select, Verdict...)
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26 Mecanismos de resistência Mutação na enzima ACCase (isoleucina por leucina posição 1781 da enzima); Diferentes níveis de resistência aos APP x CHD; Metabolização - Cit P450 monoxigenase responsável em L. rigidum resistência ALS, FSII e ACCase.
27 Inibidores da PROTOX A Glutamato Cloroplasto CLOROFILA fitol 1 o. pirrol PROTOX Aminole- porfibili- protoporfiri- protoporfirivulinato nogen nogen IX na IX Mg B Com Herbicida CITOPLASMA protoporfirina IX. destruição de peroxidação O 2 membranas de lipídios
28 EFEITOS NAS PLANTAS Ocorrência de radicais livres Rompimento de membranas Pontos necrosados nos tecidos Paralisa o crescimento Necrose Morte rápida Ex. Cobra, Flex, Boral...
29
30 Metabolização Mecanismos de resistência - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo) Outros adaptação, menos protoporfirinogênio, absorção, translocação...
31 2(acetil-CoA) acetoacetil-coa mevalonato (MVA) isopentenil pirofosfato diterpenos fitol clorofila clomazone dimetilalilpirofosfato (DMAPP) PDS fitoeno fitoflueno norflurazon 4-hidroxifenilpiruvato isoxaflutole HPPD homogentisate quinonas carotenos fotossíntese Inibidores de pigmentos
32 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição da síntese de clorofila Inibição da síntese de caroteno Albinismo Paralisa o crescimento Necrose Morte Ex. Callisto, Gamit...
33
34 Mecanismos de resistência Mutação na fitoeno desaturase Metabolização - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo)
35 HERBICIDAS E A FOTOSSÍNTESE FSII Triazinas: Atrazine, Cyanazine, Metribuzin, Simazine, Ametrina. Uréias: Diuron, linuron... FSI Bipiridílios: Reglone, Gramoxone e Gramocil (Paraquat + Diuron).
36 FS 1 FS 2 P700* P680* D1 Q A Q B * Ferredoxina* NADP + H 2 O P700 ATP NADPH P680 Luz Energia
37 Herbicidas inibidores do fotossistema II exterior do cloroplasto ph = 5,0 H + NADP + H+ D1 luz solar Q A FS II P 680 Q B luz solar Cit. FS I P 710 NADPH ADP + Pi H + ATP H 2 O 4e - + O 2 + 4H + interior do cloroplasto ph=7,0 H +
38 Herbicidas inibidores do fotossistema II exterior do cloroplasto ph = 5,0 H + NADP + H+ luz solar Q A D1Q B luz solar NADPH H + FS II P 680 Cit. FS I P 710 ADP + Pi ATP H 2 O 4e - + O 2 + 4H + interior do cloroplasto ph=7,0 H +
39 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição do fluxo de elétrons (Qa-Qb) lig D1 Paralisação da fotossíntese Ocorrência de radicais livres Rompimento de membranas Paralisa o crescimento Necrose (da borda para o centro da folha) Morte rápida
40
41 Mecanismos de resistência Mutação na D1 (serina por glicina posição 264) Metabolização - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo)
42 Inibidores do Fotossistema I (FSI) exterior cloroplasto NADPH + H + NADPH 2 luz solar Q A FS II P 680 Q B luz solar Cit. Fd e - FS I P 710 Paraquat ADP + Pi ATP 2H 2 O 4e - + O 2 + 4H + interior cloroplasto 8H +
43 Cl N + N + Cl e - Paraquat ++. O2 H + + H 2 O Cl. Paraquat +. N N + Cl O 2 H 2 O 2 Destruição das membranas
44 EFEITOS NAS PLANTAS Ocorrência de radicais livres Rompimento de membranas Pontos necrosados nos tecidos Paralisa o crescimento Necrose Morte rápida (2 dias) Herbicida não seletivo Herbicidas inibidores do FSII aumentam a ação dos inibidores do FSI
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46 Mecanismos de resistência Armazenamento no vacuolo Metabolização (Enzimas protetivas) - Superoxide dismutase; - Ascorbate peroxidase, ; - Glutathione; - Reductase; - Dehydroascorbate reductase; -Catalase e peroxidase
47 MIMETIZADORES DE AUXINA 2,4-D Outros
48 EFEITOS NAS PLANTAS Aumento da síntese de DNA e RNA Aumento da síntese de proteínas Epinastia Bloqueio do floema Morte
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51 Mecanismos de resistência Alteração nos receptores de auxinas Metabolização - Ligação com proteínas; - Conjugação
52 HERBICIDAS E A DIVISÃO CELULAR
53 Sem o herbicida Com o herbicida
54 EFEITOS NAS PLANTAS Multiplicação de células anormais Paralisa o crescimento Morte
55
56 Mecanismos de resistência Ateração do local de ação - Treonina 239 por isoleucina
57 RESISTÊNCIA DE PLANTAS DA HERBICIDAS
58 Modelo de inibição da proteína QB (Planta suscetível) Q A Q B Cytocromo sem o herbicida e - e - e - e - Plastoquinona Q A Q B Cytocromo com o herbicida e - H Plastoquinona
59 Modelo de inibição da proteína QB (Planta resistente) Q A Q B Cytocromo e - e - e - e - Planta resistente com ou sem o herbicida H Plastoquinona
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