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

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1 RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS A HERBICIDAS Eng Agr Dr. Leandro Vargas

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4 2- Definições 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). 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).

5 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.

6 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).

7 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

8 Tipos de resistência 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). 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).

9 Resistência cruzada Test. 70 g/ha Test. Test. 100 g/ha 100 ml/ha S S S S S S Chlorimuron Nicosulfuron Imazethapyr R R R R R R Fonte: Lopes-Ovejero, 2006

10 Resistência múltipla Leiteiro ALS e Protox - cloransulam-methyl, imazamox, imazaquin imazethapyr -Cobra, Flex, Boral. - glyphosate?

11 3- Histórico Primeiros casos: 1952 (Canadá) Daucus carota - auxinas sintéticas 1957 (EUA) Commelina difusa - auxinas sintéticas Menos de 30 anos de aparecimento do primeiro caso mais de 100 espécies resistentes. Fonte: Weed Science, 2011.

12 Fonte: HEAP, 2013.

13 4- Casos de resistência 4.1- A nível mundial 404 biótipos 220 espécies 130 dicotiledôneas 90 monocotiledôneas 66 culturas em 61 países Fonte: HEAP, 2015.

14 Biótipos resistentes por mecanismo de ação

15 Espécie Mecanismo 4.2- Resistência de ação Estados no Brasil Registro Avena fatua Inibidores de ACCase 2010 Euphorbia heterophylla Inibidores de ALS/PROTOX/EPSPs ALS e EPSPs MS, MT, PR, SC, RS, SP Bidens pilosa Inibidores de ALS MS, RS, PR 1993 Bidens subalternans Inibidores de ALS ALS e FSII MS, RS, PR Brachiaria plantaginea Inibidores de ACCase PR 1997 Sagittaria montevidensis Inibidores de ALS SC 1999 Echinochloa crus-galli Auxinas sintéticas Auxina e ALS RS RS 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 Eleusine indica Inibidores de ACCase PR 2003 Lolium multiflorum Inibidores de EPSPs ALS e ACCase e EPSPs RS RS 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 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 Fonte: Adaptado de Christoffoleti (2004) e HEAP (2013).

16 ALGUMAS ESPÉCIES TOLERANTES A HERBICIDAS Tolerante ao glyphosate Trapoeraba

17 Tolerantes ao glifosato Losna-brava Leiteiro

18 Capim-colchão Poaia-branca

19 p Tolerante ao Roundup Erva-quente Corda-de-viola

20 EVOLUÇÃO DA RESISTÊNCIA

21 Intervalo entre a introdução da molécula herbicida e a constatação do primeiro caso de resistência. Herbicida Ano de Introdução Aparecimento de resistência Anos para aparecimento de resistência Países 2,4-D EUA e Canadá Triazinas EUA Propanil EUA Paraquat Japão Glyphosate Austrália Inibidores da ACCase Austrália Inibidores da ALS Austrália Fonte: Adaptado de Kissmann 1996.

22 6- Fatores que favorecem o surgimento da resistência 6.1- Pressão de seleção Aplicação repetidamente de um mesmo herbicida, ou herbicidas com mesmo mecanismo de ação; Dose; Persistência.

23 Aplicação de herbicidas por vários anos Suscetível (99,009%) Resistente (0,001%) População inicial da espécie X Suscetível (0,001%) Fonte: Adaptado de Santhakumar, Resistente (99,009%) População final da espécie X

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25 6.2- Características das plantas daninhas Alta variabilidade genética; Ciclo curto; Alta produção de sementes.

26 6.3- Característica dos herbicidas Altamente eficiente - espécie; Persistência prolongada; Herbicidas de ação folhar - sem residual; Único mecanismo de ação Características das práticas culturais Monocultura; Controle de plantas daninhas basicamente químico.

27 7- Mecanismos que conferem a resistência Modificação no sítio de ação Metabolização Absorção Translocação Super expressão da enzima Compartimentalização

28 7.1- Alteração do local de ação Alteração no DNA; Alteração do ponto de acoplamento.

29 7.1- Alteração do local de ação Planta suscetível Herbicida Planta resistente Herbicida Enzima Enzima

30 7.1- Alteração do local de ação Planta suscetível Herbicida Planta resistente Herbicida Enzima Enzima

31 Exemplos: Bidens pilosa Brachiaria plantaginea Cyperus difformis Euphorbia heterophylla

32 7.2- Metabolização do herbicida Decomposição da molécula rapidamente pela planta resistente; Formas: hidrólise, oxidação e conjugação.

33 METABOLISMO DE MOLÉCULAS HERBICIDAS OH Cl? Cl 2,4 - Dichlorophenol O O CH 2 C R Cl side-chain oxidation Cl? O O CH 2 C R Cl Cl Amino acid conjugation O O CH 2 C OH Cl 2,4 - D Cl NIH Shift 2,4 - D -hydroxylase sugar conjugation Cl Where R= Ala. Val. Leu. Asp. Glu. Phe. Trp. O O CH 2 C O Cl Cl O O CH 2 C OH OH 2,5 - D, 4 - OH Cl O OH CH 2 OH OH Glucose ester of 2,4 -D sugar conjugation Cl OH O O CH 2 C OH O Cl Glucose 2,5 - D, 4 - -glucoside O O CH 2 C OH Cl Cl sugar conjugation O O CH 2 C OH Cl Cl OH O glucose 2,3 - D, 4 - OH 2,3 - D, 4 - -glucoside

34 INIBIDORES DA ACCase INIBIDORES DA ALS Cyt P450 MONOXIGENASE Retículo endoplasmático UDP-glicose UDP FOTOSSISTMA II AUXINAS SINTÉTICAS EPSPs Herb P450 Herb-OH GT Herb-O-glicose GLUTATIONA TRANSFERASE (GST) Herb-Z Herb-GS ATP Herb-O-glicose GST Herb-GS GSH H ADP+Pi VACÚOLO

35 O COOH-CH 2 -NH-P-OH OH GLYPHOSATE O NH 2 -CH 2 -P-OH OH AC AMINOMETILFOSFÓNICO AMPA C-P LIASE O C H H FORMALDEIDO NH 2 -CH 3 METILALANINA METILALANINA DEHIDROGENASE

36 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).

37 Cera epicuticular Absorção Estômato Euphorbia heterophyla Procópio et al. (2002)

38 Translocação 1 - volatilizar, 2 - permanecer sobre a superfície, 3 - penetrar, 4 e 5 transporte.

39 Translocação Translocação no biótipo resistente Translocação no biótipo suscetível

40 14 C-Glyphosate (%) Folha de aplicação Perfilho plincipal Perfilho 2 Perfilho 3 Raízes Exsudação radicular Resistente Sensível Translocação de glyphosate em azevém resistente e suscetível. Ferreira et al (2006)

41 Detalhe de uma planta de azevém resistente, tratada com g e.a. ha -1 de glyphosate, rebrotando aos 60 dias após tratamento com o herbicida Vacaria/RS, Vargas et al., 2005

42 100 Folha de Aplicação R S 14 C-Glyphosate (%) Tempo (horas) DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE Ferreira et al (2008)

43 18 16 Caule S R 14 C-Glyphosate (%) Tempo (horas) DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE Ferreira et al (2008)

44 25 Parte aérea S R C-Glyphosate (%) Tempo (horas) DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE Ferreira et al (2008)

45 25 Raízes S R C-Glyphosate (%) Tempo (horas) DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E RESISTENTE AO GLYPHOSATE Ferreira et al (2008)

46 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

47 DIAGNÓSTICO DA RESISTÊNCIA A CAMPO O controle insatisfatório de plantas daninhas não significa que seja resistência. 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?

48 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?

49 Produto Dose Bicos Falhas

50 Conyza bonariensis Planta resistente Planta suscetível

51 Conyza bonariensis Planta suscetível Planta resistente

52 Aplicação de glyphosate em mistura com graminicidas para controle de biótipo resistente de Lolium multiflorum. Capão bonito/rs Galli et al., s.d

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54 Estratégias para prevenir o aparecimento de resistência de plantas daninhas a herbicidas Métodos físicos Método cultural MIPD Método biológico Método preventivo Método mecânico

55 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;

56 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.

57 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

58 PERGUNTAS?