planta daninha - resistÊncia
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RESISTNCIA DE PLANTASDANINHAS HERBICIDAS
Prof. Anderson Luis Cavenaghi
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a capacidade herdvel de uma planta sobreviver
e reproduzir aps exposio a um herbicida, quenormalmente seria letal para a populao suscetvelda mesma espcie
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS
plantas daninhas com capacidade de sobreviver e
reproduzir aps a aplicao de doses de herbicidasnormalmente recomendados para seu controle
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GR50Herbicidas(inib. ALS) Resistente Suscetvel
R/S
Cloransulan > 240 35 > 6,85
Imazethapyr 760 64 11,90Imazaquin > 1200 167 > 7,18
Doses (g i.a./ha) correspondentes aos GR50 dos bitipos resistente (R)e suscetvel (S) de Euphorbia heterophyllae a relao R/S.
Fonte: Gazziero et al. (1998)
Doses (g i.a./ha) correspondentes aos GR50 do bitipo de Bidens pilosaresistente (R) e suscetvel (S) aos herbicidas inibidores da ALS
57,1677,004402,00Imazethapyr 57,470,6939,66Metsulfuron-methyl
173,8412,502173,00Nicosulfuron
40,9211,40466,60Chlorimuron-ethyl
R/SSuscetvel (S)Resistente (R)Herbicida
Fonte: Christoffoleti 2002
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RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS
- Plantas daninhas apresentam ampla variabilidadegentica que permite sobreviver em uma grande
diversidade de ambientes Plasticidade e adaptao
- Herbicida o principal mtodo de controle
- Nas ltimas dcadas tm-se observado seleo de
populaes de plantas daninhas, a partir de bitiposresistentes a alguns herbicidas (Christoffoleti, 1997)
- A evoluo das plantas daninhas conseqnciada presso de seleo
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Resistance is not due to mutationcaused by herbicides; rather it arisesfrom the selection of natural mutation or
small pre-existing population ofresistant plants (selection pressureexerted by herbicides) (Duke et al.,1991)
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS
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Plantas resistentes ocorrem naturalmente em baixa
freqncia
Naturalmente as espcies suscetveis so maiscompetitivas que as espcies resistentes
A presso de seleo exercida pelo herbicidaaumenta a freqncia das plantas resistentes
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS
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Ano 1 Ano 2 Ano 3
Populao de plantas
daninhas antes da
aplicao de herbicida
Populao de plantasdaninhas depois da
aplicao de herbicida
Aumento da freqncia do bitipo resistente devido aplicaes
repetidas e anuais do mesmo herbicidaPlanta suscetvel Planta resistente
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Resistncia cruzada:
Resistncia cruzada x Resistncia mltipla
Resistncia a diferentes herbicidas que tm o
mesmo stio de ao e/ou mecanismo de ao
Resistncia mltipla:
Resistncia a herbicidas no relacionadosquimicamente entre si e que apresentammecanismos de ao diferenciados
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Pico Preto resistente a
inibidores da ALS
Pivot (imazethapyr)e Classic (Chlorimuron-
ethyl)
Ambos atuam inibindo a
enzima ALS
RESITNCIA CRUZADA
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Pico Preto tolerante a
inibidores da ALS
Stauzina (Atrazine)
Atua na inibio dotransporte de eltrons noFotossistema II
Se confirmado, pode serconsiderada uma
RESITNCIA MULTIPLA
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Alterao no Stio de Ao:
Mecanismos de Resistncia
Alteraes no stio de ao do herbicida podem ocorrerquando as plantas sofrem mutao modificando aseqncia de aminocidos formadores das enzimas. Atroca de alguns aminocidos pode levar a enzima aperder a afinidade com o herbicida, evitando seu
bloqueio e funcionamento normal.
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Suscetveis
Prolina (173)
Resistentes
Serina, arginina, leucina,isoleucina, Alanina, histidina,glutaminae treonina.
Alanina (57)Triptofano (552)Alanina (183)
TreoninaLeucinaValina
Suscetveis
Prolina (173)
Resistentes
Serina, arginina, leucina,isoleucina, Alanina, histidina,glutaminae treonina.
Alanina (57)Triptofano (552)Alanina (183)
TreoninaLeucinaValina
Reao de gentipos aos herbicidas
SUBSTITUIO NA SEQUNCIA DE AA DA ENZIMAALS
79sp resistentes no mundo (Weed Science, 2003)
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Reao de gentipos aos herbicidas
Proteina na Fotossntes D1
Relao com fotossntese
Suscetveis
Valina (219)Alanina (251)Fenilalanina (255)Serina (264)
Leucina (275)
Resistentes
IsoleucinaValinaTirosinaAlanina/glicina
Fenilalanina
SUBSTITUIO DE AA EM PSII
85sp resistentes no mundo (Weed Science, 2003) 64sp triazinas
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CH2
OH R
C CH CH NH CH N
OH CH2 H
Fenilala 265
Serina 264
Fenilala 255
Protena D1
LIGAO DOHERBICIDA NAPROTENA D1
CH3
N
CH3
- NH C2H
4
CH3
N N
Cl
Herbicida Triazina
Glicina/Alanina
Tirosina
M i d R i i
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Metabolizao do herbicida
Mecanismos de Resistncia
Vrios bitipos desenvolvem resistncia aos
herbicidas devido capacidade de degradarrapidamente e/ou conjugar o herbicida comcomponentes menos txicos.
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2 H2O2 = O2 + 2 H2OCatalase (CAT)
donor + H2O2 = oxidized donor + 2 H2OPeroxidase (POD)
RH + proteina reduzida + O2 = ROH + proteina oxidada + H2O
Monooxigenases (P450)
Principais sistemas enzimticos desintoxicadores
Glutationa reduzida
Glutationa S-transferase
R-Glutationa
Herbicida
FungicidaInseticida
Toxinas
M i d R i t i
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Compartimetalizao do herbicida
Mecanismos de Resistncia
Neste caso a molcula do herbicida ou seus
compostos txicos podem ser armazenados novacolo das clulas ou tecidos localizadosdistantes dos stios de ao.
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ClCl N+
N+
Paraquat++
Vacolo
ClCl N N
e-
Paraquat. .
.2O2
2O2 2H2O2
2H+ + 2H2O
Reduo da concentrao do herbicida no local de ao(compartimentalizao)
CONSEQUNCIAS DA RESISTNCIA
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CONSEQUNCIAS DA RESISTNCIA
- Restrio ao uso de herbicidas com mesmomecanismo de ao;
- Perdas de produo e qualidade de produtosagrcolas pela presena de plantas resistentes no
momento da colheita;- Aumento do custo de produo para eliminao deplantas resistentes;
NECESSIDADE DE ALTERAO NO SISTEMA DEPRODUO
Fatores que afetam a evoluo da resistncia de
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Fatores que afetam a evoluo da resistncia deplantas daninhas a herbicidas
FATORES GENTICOS
Freqncia inicial da resistncia
Dominncia dos alelos resistentes
Tipo de Fecundao
Nmero de alelos resistentes
Adaptao ecolgica
FATORES GENTICOS
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FATORES GENTICOS
Freqncia inicial da resistncia
Quanto maior a freqncia inicial do bitiporesistente, maior a probabilidade de aumentar aproporo de indivduos resistentes
Freqncia inicial normalmente encontrada para ogrupo qumico das triazinas:
1 : 10.000.000.000
Freqncia inicial normalmente encontrada para osinibidores de ALS:
1 : 1.000.000
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Grupo de herbicidas anos
Inibidores de ALS 4
Inibidores de ACCase 6 - 8Inibidores da biossntese de caroteno ~10
Inibidores da fotossntese (Fotossistema II) 10 - 15
Inibidores da fotossntese (Fotossistema I) 10 - 15
Inibidores da tubulina (Trifluralina) ~10 - 15
Auxinas sintticas (2,4-D) ~20
Anos para seleo da populao resistente,dependendo do grupo de herbicida
Freqncia inicial do bitipo resistente
Vidal & Fleck, 2005 adaptado de Preston, 2003
FATORES GENTICOS
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FATORES GENTICOS
Dominncia dos alelos resistentes
A resistncia aos herbicidas na maioria das vezesdeterminada por genes dominantes ou semi-dominantes, localizados no DNA do ncleo da clula.
Transmitidos pelo gro de plen para outro indivduocom possibilidade de produo de indivduos tambmresistentes.
Se a herana for maternal, somente uma gerao deindivduos resistentes ser produzida, mas todos osindivduos produzidos por esta planta ser resistente.
FATORES GENTICOS
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FATORES GENTICOS
Tipo de Fecundao
Autgama ou Algama
Ambas produzem indivduos resistentes, mas nafecundao algama a velocidade de disperso e aprobabilidade de recombinao gnica podendo dar
origem a resistncia multipla muito maior.
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Mecanismo de Ao Polinizao Dominncia do aleloInibidores de ACCase Autgama - algama SemidominanteInibidores de ALS Autgama - algama Dominante e SemiHormonais Algama Dominante
Inibidores de PSI Autgama - algama Dominante e SemiInibidores de PSII Autgama - algama Maternal (Semi)Inibidores da Tubulina Autgama Recessivo
Fonte: Vidal & Fleck, 1997.
MECANISMO DE AO X TIPO DE POLINIZAO
X DOMINNCIA DO ALELO
FATORES GENTICOS
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FATORES GENTICOS
Nmero de alelos resistentes
Quando a resistncia depende de um nico gene
(monognica) a possibilidade desenvolvimento maior e mais rpida que a dependente de mais de umgene (polignica).
FATORES GENTICOS
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FATORES GENTICOS
Adaptao ecolgica
Capacidade que um bitipo possui, dentro de uma
populao de plantas daninhas, em manter ouaumentar sua proporo ao longo do tempo.
Espcie Parmetro Biotipo R Biotipo S
Amaranthus hybridus mg CO2 dm-2h-1 66,0 82,5
Setaria vulgaris mg CO2 cm-2
h-1
1,5 1,8Amaranthus retroflexus mg CO2 dm
-2h-1 17,8 41,7
Poligonum laptipholeum mg CO2 dm-2h-1 41,0 48,0
Bassica campestris mg CO2 cm-2h-1 1,7 2,0
DIFERENAS FISIOLGICAS NA FIXAO DE CO2 ENTRE BIOTIPOS R e S.
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Fatores que afetam a evoluo da resistncia de
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q plantas daninhas a herbicidas
FATORES BIOECOLGICOS
Espcie
Nmero de geraes por ano e taxa de reproduo
Longevidade de sementes no banco de sementes
Densidade da espcie
Suscetibilidade da planta daninha ao herbicida
Fatores que afetam a evoluo da resistncia de
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q plantas daninhas a herbicidas
FATORES BIOECOLGICOS
RPIDO DESENVOLVIMENTO DA RESISTNCIA
Ciclo de vida curtoElevada produo de semente
Baixa dormncia da semente
Vrias geraes reprodutivas por ano
Extrema suscetibilidade a um determinado herbicida
Grande variabilidade gentica
Fatores que afetam a evoluo da resistncia de
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1.Caracterstica do herbicida- Grupo qumico
- Residual- Eficincia de controle
- Dose utilizada- Caracterstica do herbicida
q plantas daninhas a herbicidas
FATORES AGRONMICOS
Fatores que afetam a evoluo da resistncia de
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2. Prticas culturais- Utilizao exclusiva de herbicidas no
controle de plantas daninhas
- Uso repetitivo do mesmo herbicida oude herbicidas com o mesmo mecanismo
de ao- Freqncia de aplicao
- Sistema de cultivo
q plantas daninhas a herbicidas
FATORES AGRONMICOS
Opes de manejo Baixo Moderado Alto
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Mistura ou rotaode herbicidas
> 2 mec. de ao 2 mec. de ao 1 mec. de ao
Formas de controlede plantas daninhas
Cultural, mecnicoe qumico
Cultural e qumico Somente qumico
Uso do mesmo mec.de ao por ciclo
Uma vez Mais de uma vez Muitas vezes
Sistema de cultivo Rotao plena Rotao limitada Sem rotao
Resistncia relativaao mec. de ao
Desconhecida Limitada Comum
Nvel de infestao Baixo Moderado Alto
Controle nos ltimos3 anos
Bom Decrescente Baixo
Preveno e controle do desenvolvimento de
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bitipos de plantas daninhas resistentes aos
herbicidas
Rotao de herbicidas com diferentes mecanismos
da ao
Uso de misturas de herbicidas
Observao de necessidade do uso de herbicidas
Controle de plantas remanescentes aps aaplicao
Preveno e controle do desenvolvimento de
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bitipos de plantas daninhas resistentes aos
herbicidas
Uso de herbicidas com residual curto
Realizar observaes antes e aps aplicao de
herbicidas
Adotar prticas de manejo integrado
Adotar rotao de culturas
(flops e dims)
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(atrazinas)
(2,4D)
(Lniuron)
(paraquat)
(Glifosato)
(trifluralina)
(imidazolinonas e sulfunilurias)
( p )
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HERBICIDE RESISTANT WEEDS OF BRAZIL
Species Common Name Year Herbicide Mode of
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SpeciesClick for details
Common Name Year Herbicide Mode ofAction
1. Bidens pilosa Hairy Beggarticks 1993 ALS inhibitors
2. Bidens subalternans Beggarticks - B.subalternans
1996 ALS inhibitors
3. Brachiaria plantaginea Alexandergrass 1997 ACCase inhibitors
4. Conyza bonariensis Hairy Fleabane 2005 Glycines
5. Conyza bonariensis Hairy Fleabane 2005 Glycines
6. Conyza canadensis Horseweed 2005 Glycines
7. Cyperus difformis Smallflower Umbrella
Sedge
2000 ALS inhibitors
8. Digitaria ciliaris Southern Crabgrass 2002 ACCase inhibitors
9. Echinochloa crus-galli Barnyardgrass 1999 Synthetic Auxins
0. Echinochloa crus-pavonis Gulf Cockspur 1999 Synthetic Auxins
1. Eleusine indica Goosegrass 2003 ACCase inhibitors
2. Euphorbia heterophylla Wild Poinsettia 1992 ALS inhibitors
4. Euphorbia heterophyllaMultiple Resistance
Wild Poinsettia 2004 ALS inhibitors
PPO inhibitors
5. Euphorbia heterophylla Wild Poinsettia 2005 Glycines
6. Fimbristylis miliacea Globe Fringerush 2001 ALS inhibitors
7. Lolium multiflorum Italian Ryegrass 2003 Glycines
8. Parthenium hysterophorus Ragweed Parthenium 2004 ALS inhibitors
9. Raphanus sativus Raddish 2001 ALS inhibitors
0. Sagittaria montevidensis California Arrowhead 1999 ALS inhibitors
Copyright 2005 WeedScience.org All rights reserved.Fair use of this material is encoura ed. Pro er citation is re uested.
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ABSORO, TRANSLOCAO EMETABOLISMO DO GLYPHOSATE PORPLANTAS TOLERANTES E SUSCETVEIS A
ESTE HERBICIDA
MONQUERO, P.A., CHRISTOFFOLETI, P.J., OSUNA, M.D. eDE PRADO, R.A.
Planta Daninha,v. 22, n. 3, p. 445-451, 2004
Absoro de 14C-glyphosate por Commelina benghalensis,Ipomoea grandifolia, Amaranthus hybriduse Glycine maxresistante (R) e susceptible (S) ao glyphosate
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Hours after treatment
2.00 4.00 8.00 12.00 24.00 48.00 72.00
%
14C-glyph
osateabsorption
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
C. benghalensisI. grandifolia
A. hybridus
R G. max L.
S. G. max L.
resistante (R) e susceptible (S) ao glyphosate.
Monquero et al. (2002)
SojaS
SojaR
A.hyb
ridus
I. grandifolia
C. benghalensis
Horas aps tratamento
%gl
yphosate14Cabs
orvido
Cromatografia de camada fina das ceras epicuticulares comos valores de Rf (hidrocarbonos (rf=0.9), ster (rf=0.8),alcois secundrios (rf=0 4) lcool primrio (rf=0 1)
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alcois secundrios (rf=0,4), lcool primrio (rf=0,1).
C. benghalensis I. grandifolia A. hybridusMonquero et al. (2002)
+lipoflica
-lipoflica
O glyphosate predominantemente hidroflico (cido fraco)
Microscopia eletrnica da superfcie foliar
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C. benghalensis
I. grandifolia
A. hybridus Monquero et al. (2002)
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DINMICA DO BANCO DE SEMENTES EMREAS COM APLICAOFREQENTE DO HERBICIDA
GLYPHOSATE
MONQUERO, P.A. e CHRISTOFFOLETI, P.J.
Planta Daninha, v.21, n.1, p.63-69, 2003
A. hybridus (sementes/m2) nas
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0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
Sementes/m2
1 2 3 4 5
Nmero de aplicaes de glyphosate
Testemunha
0,36 kg/ha
1,44 kg/ha
2,88 kg/ha
y ( / )
diferentes avaliaes
C. benghalensis (sementes/m2) nas
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g ( )
diferentes avaliaes
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Sementes/m
2
1 2 3 4
Nmero de aplicaes de glyphosate
Testemunha0,36 kg/ha
1,44 kg/ha
2,88 kg/ha
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS AZEVM (Lollium multiflorum)
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Fonte: Ferreira et al (2006) Planta Daninha, v. 24, n2, p. 365-370, 2006.
HERBICIDAS- AZEVM (Lollium multiflorum)
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS (Eleusine indica)
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HERBICIDAS - (Eleusine indica)
Fonte: Vidal et al (2006) Planta Daninha, v. 24, n1, p. 163-170, 2006.
RESISTNCIA DE PLANTAS DANINHAS HERBICIDAS BUVA (Conyza bonariensis)
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HERBICIDAS BUVA (Conyza bonariensis)
Fonte: Vargas et al (2007) Planta Daninha, v. 25, n3, p. 573-578, 2007.
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BUVA (Conyza canadensis C. bonariensis)
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P-DE-GALINHA (Eleusine indica)
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MARMELADA OU PAPU (B. plantaginea)
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CAPIM-COLCHO (Digitaria ssp)
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