planta daninha - resistÊncia

8/6/2019 Planta Daninha - RESISTNCIA

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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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- 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)



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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



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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


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


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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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



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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



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1.Caracterstica do herbicida- Grupo qumico

- Residual- Eficincia de controle

- Dose utilizada- Caracterstica do herbicida


FATORES AGRONMICOS



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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


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)

planta daninha - resistÊncia

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