Identificação e caracterização de biótipos de leiteira resistentes aos herbicidas inibidores da enzima HPPD - Schmitz, Maicon Fernando (2022)
A leiteira (Euphorbia heterophylla) é uma das principais plantas daninhas de difícil controle encontrado nas culturas de verão, devido aos aspectos intrínsecos de competitividade da espécie, aliada à ocorrência de biótipos resistentes. Estudos de curva dose-resposta demonstraram controle insatisfatório de alguns biótipos pela aplicação de inibidores da hidroxifenil piruvato dioxigenase (HPPD), sugerindo a ocorrência de biótipos resistentes. Desse modo, os objetivos deste trabalho foram identificar e caracterizar a resistência de leiteira, elucidar os mecanismos resistência, verificar as alterações do metabolismo vegetal e caracterizar a herança da resistência de Euphorbia heterophylla aos herbicidas inibidores da HPPD. Para tal, foram realizados uma série de estudos que foram enquadrados em quatro capítulos, nos quais foram executados no período de março de 2018 a abril de 2022, em casa de vegetação e laboratórios da Universidade Federal de Pelotas. Inicialmente, as sementes coletadas em diferentes regiões do RS foram avaliadas quanto à resistência ao herbicida tembotrione, sendo construídos mapas de controle, curvas de dose resposta, averiguação da resistência cruzada e controle alternativo (capitulo 1). Para elucidar os mecanismos de resistência envolvidos, foram realizados estudos de absorção, translocação, metabolismo e identificação dos metabólitos conhecidos de tembotrione, bem como, o efeito da inibição das enzimas P450 sob exposição ao herbicida tembotrione e a quantificação da expressão do gene HPPD (capítulo 2). Para verificar as alterações no metabolismo vegetal entre os biótipos, foram quantificados aspectos relacionados a fotossíntese, fluorescência da clorofila, pigmentos, integridade celular e atividade de enzimas antioxidantes (capítulo 3). O modo e tipo de herança da resistência foi determinada para os biótipos de leiteira resistentes aos herbicidas inibidores da HPPD (capitulo 4). Os resultados demonstraram que o biótipo 32.2 apresenta resistência múltipla aos inibidores da HPPD e Protox e o biótipo 32.1 apresenta resistência múltipla a HPPD, Protox e ALS. Os pré-emergentes atrazina, flumioxazina e sulfentrazone e os pós-emergentes atrazina, paraquat, paraquat+diuron, saflufenacil, glifosato e amônio glufosinato demonstraram controle satisfatório de todos os biótipos de leiteira. Os biótipos de leiteira resistentes aos inibidores da HPPD apresentam como mecanismo de resistência a rápida metabolização do herbicida tembotrione, para um metabolito atóxico denominado de TCMBA, sendo que não foram observadas respostas diferenciais entre os biótipos quanto a absorção, inibição das P450 e expressão do gene HPPD. O incremento da exposição do biótipo suscetível ao tembotrione resulta em rápido aumento da F0 e redução acentuada de Fm e Fv/Fm, em comparação aos biótipos resistentes. Os biótipos resistentes aos inibidores da HPPD demonstram menor declínio das variáveis fotossintéticas (A, Gs, E, CE e EUA), além de, menor incremento da Ci, em relação ao biótipo suscetível, no decorrer do período de exposição ao herbicida tembotrione. O incremento do período de exposição ao herbicida tembotrione acarretou no aumento significativo de estresse oxidativo no biótipo suscetível em comparação aos resistentes, evidenciado pelo aumento de TBARs, H2O2, extravasamento celular e menor conteúdo de carotenoides. A maior atividade da APX 96 horas após a aplicação de tembotrione, nos biótipos resistentes acarretou menores níveis de H2O2 e menores danos aos componentes celulares. A herança da resistência ao herbicida tembotrione é complexa, sendo codificada por genes nucleares de dominância incompleta. Os heterozigotos possuem sensibilidade intermediária ao herbicida tembotrione, onde a F1 R♂ x S♀ apresenta comportamento mais próximo ao genitor suscetível, e a F1 S♂ x R♀ mais próxima ao genitor resistente.