Biologia, manejo e mecanismos de resistência múltipla de biótipos de Amaranthus hybridus L. aos herbicidas inibidores da ALS e EPSPs

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Resende, Laís Sousa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Acetolactate synthase; Acetolactato sintase; Amaranthaceae; Chemical control; Controle químico; Crescimento; Growth; Mutação tripla; Triple mutation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-12092024-092007/

A presença frequente de Amaranthus hybridus nos sistemas de produção agrícola do Brasil destaca a necessidade de compreender a dinâmica dessa planta daninha e de práticas de manejo eficazes para seu controle. Somado a isso, a incidência de biótipos com resistência múltipla a clorimurom e a glifosato trazem complexidade ao manejo. Esse relato de resistência ainda é recente e há poucas informações difundidas entre os produtores e na literatura sobre a biologia e o manejo dessa planta daninha no campo. Diante desta problemática, objetivou-se com o presente trabalho caracterizar a resistência de A. hybridus a glifosato e aos herbicidas inibidores da ALS, avaliar herbicidas alternativos para o controle dessa planta daninha em pré e pós-emergência, comparar o crescimento de biótipos resistentes a EPSPs/ALS e suscetível, e identificar os mecanismos de resistência que conferem resistência aos herbicidas inibidores da ALS e da EPSPs presentes nos biótipos. Para isso, foram realizados experimentos de casa-de-vegetação, de campo e laboratório. A fim de confirmar a resistência, foram realizados experimentos independentes com cada um dos herbicidas: glifosato, clorimurom, cloransulam e imazetapir. Para cada herbicida estudado, os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2x12, sendo dois biótipos de A. hybridus (R e S) e 11 doses de herbicida (64D, 32D, 16D, 8D, 4D, 2D, D, 1/2D, 1/4D, 1/8D, 1/16D) e testemunha sem aplicação, caracterizando por D a dose comercial recomendada de cada herbicida. Para os ensaios de controle alternativo, foram avaliados oito tratamentos (testemunha sem aplicação, sulfentrazona, flumioxazina, fomesafem, trifluralina, metribuzim, S-metolacloro, piroxasulfona) em condição de pré-emergência no campo. No experimento de pós-emergência, os tratamentos foram organizados em esquema fatorial de 13x3, sendo 13 herbicidas pós-emergentes e três estádios de desenvolvimento da planta daninha no momento da pulverização (de duas a quatro folhas, de quatro a seis folhas e de dez a doze folhas). Os tratamentos avaliados foram (testemunha sem aplicação, glufosinato de amônio, diquat, dicamba, 2,4-D, triclopir, atrazina, [mesotriona + atrazina], tembotriona + atrazina, bentazona, lactofem, saflufenacil, fomesafem). Dois ensaios semelhantes também foram conduzidos em casa-de-vegetação com avaliações de crescimento em cada experimento, espaçadas de sete dias de intervalo com coleta de parte aérea e raízes dos biótipos resistentes e suscetível. Nos ensaios de laboratório, técnicas de PCR, sequenciamento Sanger, RT-qPCR, número de cópias e modelagem de proteínas foram utilizadas. Concluiu-se que os biótipos R1, R2 e R3 possuem resistência múltipla aos herbicidas inibidores da EPSPs e ALS e resistência cruzada entre sulfonilureias, triazolpirimidinas e imidazolinonas. Em relação aos herbicidas alternativos, a sulfentrazona (0,6 L/ha) foi o herbicida pré-emergente com residual mais longo (49 dias) para controle de A. hybridus resistente a EPSPs/ALS. Os herbicidas flumioxazina (0,12 L/ha), fomesafem (1 L/ha) e piroxasulfona (0,2 L/ha) tiveram residual de 33 dias, inferior ao controle com sulfentrazona, mas superior a trifluralina (4 L/ha), S-metolacloro (1,5 L/ha) e metribuzim (1 L/ha). Todos os herbicidas pós-emergentes foram eficazes no manejo de A. hybridus desde que aplicados no estádio de duas a quatro folhas. Em estádio tardio de controle (> 10 folhas) todos os herbicidas tiveram controle insatisfatório, com exceção das misturas [mesotriona + atrazina] (2 L/ha) e tembotriona + atrazina (0,18 + 3,0 L/ha). As análises de crescimento e desenvolvimento evidenciaram que nas condições de primavera/verão e com o aumento do fotoperíodo, o acúmulo de massa de A. hybridus é maior. Em ambientes frios, como no outono/inverno, com fotoperíodo decrescente, A. hybridus ainda é capaz de acumular massa, porém com florescimento precoce e redução do ciclo da planta. Os biótipos resistentes não tiveram desvantagens em relação ao crescimento/desenvolvimento do biótipo suscetível. As análises moleculares experimentais confirmaram a mutação tripla (TAP-IVS: T102I, A103V e P106S) na sequência de aminoácidos da enzima EPSPs, bem como aumento no número de cópias (1,9 a 2,3) do gene EPSPS em todos os biótipos resistentes estudados. Nos estudos teóricos da estrutura enzimática, foram observadas mudanças na posição de alguns aminoácidos que interagem com o glifosato reduzindo assim o tamanho da cavidade do sítio ativo. O mecanismo de resistência dos biótipos de A. hybridus aos herbicidas inibidores da ALS está relacionado as mutações Asp376Glu e Trp574Leu.