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Resistência múltipla de Amaranthus deflexus aos herbicidas inibidores da ALS-PPO e alternativas de controle em condições de pré e pós-emergência

Bibliographic Details
Main Author: Presoto, Jéssica Cursino
Publication Date: 2025
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-26062025-174925/
Summary: A resistência de plantas daninhas a herbicidas é um fator de ameaça aos sistemas produtivos. A identificação de biótipos resistêntes, bem como a investigação dos meios que conferem resistência a essas plantas é fundamental para estabelecer manejos, além de prevenir a sua disseminação e seleção de novos casos. O objetivo desse trabalho foi realizar a identificação de um biótipo de Amaranthus coletado na cidade de Catalão, Goiás, Brasil, avaliar a hipótese de resistência múltipla e cruzada aos herbicidas inibidores da ALS-PPO, estudar possíveis mecanismos metabólicos envolvidos na resistência, bem como herbicidas alternativos para o seu controle em condições de pré e pós-emergência. Inicialmente, o biótipo foi identificado como A. deflexus. Para confirmação da resistência, foram conduzidos sete experimentos de curva dose-resposta com a F2 do biótipo (clorimurom; cloransulam; imazetapir; fomesafem; saflufenacil; carfentrazona; flumioxazina). Em todos os experimentos, os tratamentos constaram de esquema fatorial 2 x 12, em que dois foram as populações de A. deflexus (AMADE resistente e AMADE suscetível) e doze foram as doses herbicidas (0D; 1/16D; 1/8D; 1/4D; 1/2D; 1D; 2D, 4D, 8D, 16D, 32D e 64D), em que D é a dose recomendada por bula. Foi constatado que o biótipo de A. deflexus, coletado em Catalão, Goiás, Brasil, possui resistência múltipla entre os herbicidas inibidores da enzima ALS e PPO (fomesafem), além de também possuir resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS (grupos químicos: sulfoniluréias, triazolpirimidinas e imidazolinonas). Para o estudo sobre o envolvimento dos complexos P450 monooxigenase e glutationa s-transferase como possíveis mecanismos metabólicos de resistência para esse biótipo, foram conduzidos quatro experimentos independentes, considerando os herbicidas confirmados na resistência do biótipo. Os tratamentos constaram de testemunha sem aplicação; malationa; NBD-Cl; herbicida; malationa + herbicida (em um intervalo de 24 horas) e NBD-Cl + herbicida (em um intervalo de 48 horas). Para os herbicidas inibidores da ALS não foi observado mudanças no padrão de resposta, independente do inibidor avaliado. Já para o fomesafem (PPO), foi constatado o envolvimento do complexo citrocromo P450 na resistência, de modo que a associação de malationa + herbicida altera o padrão de resposta do biótipo, levando o mesmo a morte. Por fim, para os estudos de alternativas de controle, foram conduzidos dois experimentos independentes, sendo um para a condição de pré-emergência e outro para pós-emergência. Para o ensaio em pré-emergência, os tratamentos constaram de testemunha sem aplicação; s-metolacloro; trifluralina; isoxaflutol; atrazina; metribuzim; piroxasulfona e sulfentrazona. Já os tratamentos em pós-emergência constaram de um esquema fatorial 3 x 15, sendo três estádios fenológicos de aplicação (de duas a quatro, de quatro a seis e de dez a doze folhas) e 13 tratamentos herbicidas (testemunha sem aplicação; glifosato; dicamba; 2,4-D; triclopir; amônio glufosinato; diquate; bentazona; atrazina; mesotriona; tembotriona; [mesotriona + atrazina] e tembotriona + atrazina). Todos os tratamentos aplicados em pré-emergência promoveram controles satisfatórios do biótipo de até 30 DAA. Quando avaliados aos 45 DAA, os tratamentos atrazina e metribuzim, não mantiveram controles acima de 80%, diferente dos demais. Já para os tratamentos aplicados em pós-emergência, destaca-se a influência do estádio fenológico na resposta de controle, onde todos os tratamentos se mantiveram acima de 80% para aplicações em até 4 a 6 folhas. Enquanto para aplicações de 6 a 10 folhas todos os tratamentos tiveram reduções de eficácia, sendo recomendado a avalição de possíveis aplicações sequenciais nestes casos. Conclui-se que o biótipo de A. deflexus possui resistência múltipla aos herbicidas inibidores da ALS-PPO e cruzada entre os inibidores da ALS. Não foi constatado o envolvimento das rotas metabólicas avaliadas na resistência aos inibidores da ALS, já para PPO foi constato o envolvimento do complexo P-450 monooxigenase na resistência ao hebicida. Como alternativas de controle para este biótipo em pré-emergência, destaca-se o uso de s-metolacloro; trifluralina; isoxaflutol; piroxasulfona e sulfentrazona, com controles superiores a 80% aos 45 DAA. Já para alternativas em pós-emergência, todos os tratamentos avaliados mantiveram controles acima de 80% em estádios fenológicos de 2 a 4 e de 4 a 6 folhas. Para o estádio fenológico avançado de 10 a 12 folhas, somente as misturas de [mesotriona + atrazina] e tembotriona + atrazina, mantiveram controles acima de 80%.
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spelling Resistência múltipla de Amaranthus deflexus aos herbicidas inibidores da ALS-PPO e alternativas de controle em condições de pré e pós-emergênciaMultiple resistance of Amaranthus deflexus to ALS-PPO inhibiting herbicides and control alternatives in pre and post-emergence conditionsCaruru-rasteiroLow amaranthManagementManejoMetabolismMetabolismoSusceptibilitySuscetibilidadeA resistência de plantas daninhas a herbicidas é um fator de ameaça aos sistemas produtivos. A identificação de biótipos resistêntes, bem como a investigação dos meios que conferem resistência a essas plantas é fundamental para estabelecer manejos, além de prevenir a sua disseminação e seleção de novos casos. O objetivo desse trabalho foi realizar a identificação de um biótipo de Amaranthus coletado na cidade de Catalão, Goiás, Brasil, avaliar a hipótese de resistência múltipla e cruzada aos herbicidas inibidores da ALS-PPO, estudar possíveis mecanismos metabólicos envolvidos na resistência, bem como herbicidas alternativos para o seu controle em condições de pré e pós-emergência. Inicialmente, o biótipo foi identificado como A. deflexus. Para confirmação da resistência, foram conduzidos sete experimentos de curva dose-resposta com a F2 do biótipo (clorimurom; cloransulam; imazetapir; fomesafem; saflufenacil; carfentrazona; flumioxazina). Em todos os experimentos, os tratamentos constaram de esquema fatorial 2 x 12, em que dois foram as populações de A. deflexus (AMADE resistente e AMADE suscetível) e doze foram as doses herbicidas (0D; 1/16D; 1/8D; 1/4D; 1/2D; 1D; 2D, 4D, 8D, 16D, 32D e 64D), em que D é a dose recomendada por bula. Foi constatado que o biótipo de A. deflexus, coletado em Catalão, Goiás, Brasil, possui resistência múltipla entre os herbicidas inibidores da enzima ALS e PPO (fomesafem), além de também possuir resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS (grupos químicos: sulfoniluréias, triazolpirimidinas e imidazolinonas). Para o estudo sobre o envolvimento dos complexos P450 monooxigenase e glutationa s-transferase como possíveis mecanismos metabólicos de resistência para esse biótipo, foram conduzidos quatro experimentos independentes, considerando os herbicidas confirmados na resistência do biótipo. Os tratamentos constaram de testemunha sem aplicação; malationa; NBD-Cl; herbicida; malationa + herbicida (em um intervalo de 24 horas) e NBD-Cl + herbicida (em um intervalo de 48 horas). Para os herbicidas inibidores da ALS não foi observado mudanças no padrão de resposta, independente do inibidor avaliado. Já para o fomesafem (PPO), foi constatado o envolvimento do complexo citrocromo P450 na resistência, de modo que a associação de malationa + herbicida altera o padrão de resposta do biótipo, levando o mesmo a morte. Por fim, para os estudos de alternativas de controle, foram conduzidos dois experimentos independentes, sendo um para a condição de pré-emergência e outro para pós-emergência. Para o ensaio em pré-emergência, os tratamentos constaram de testemunha sem aplicação; s-metolacloro; trifluralina; isoxaflutol; atrazina; metribuzim; piroxasulfona e sulfentrazona. Já os tratamentos em pós-emergência constaram de um esquema fatorial 3 x 15, sendo três estádios fenológicos de aplicação (de duas a quatro, de quatro a seis e de dez a doze folhas) e 13 tratamentos herbicidas (testemunha sem aplicação; glifosato; dicamba; 2,4-D; triclopir; amônio glufosinato; diquate; bentazona; atrazina; mesotriona; tembotriona; [mesotriona + atrazina] e tembotriona + atrazina). 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Como alternativas de controle para este biótipo em pré-emergência, destaca-se o uso de s-metolacloro; trifluralina; isoxaflutol; piroxasulfona e sulfentrazona, com controles superiores a 80% aos 45 DAA. Já para alternativas em pós-emergência, todos os tratamentos avaliados mantiveram controles acima de 80% em estádios fenológicos de 2 a 4 e de 4 a 6 folhas. Para o estádio fenológico avançado de 10 a 12 folhas, somente as misturas de [mesotriona + atrazina] e tembotriona + atrazina, mantiveram controles acima de 80%.The resistance of weeds to herbicides is a threat to production systems. Identifying resistant biotypes and investigating the means that confer resistance to these plants is essential for establishing management practices and preventing their spread and the selection of new cases. The objective of this study was to identify a biotype of Amaranthus collected in the city of Catalão, Goiás, Brazil, evaluate the hypothesis of multiple and cross-resistance to ALS-PPO inhibiting herbicides, study possible metabolic mechanisms involved in resistance, as well as alternative herbicides for its control under pre- and post-emergence conditions. Initially, the biotype was identified as A. deflexus. To confirm resistance, seven dose-response curve experiments were conducted with the F2 of the biotype (chlorimuron; cloransulam; imazethapyr; fomesafen; saflufenacil; carfentrazone; flumioxazin). In all experiments, the treatments consisted of a 2 x 12 factorial scheme, where two were the populations of A. deflexus (resistant AMADE and susceptible AMADE) and twelve were the herbicide doses (0D; 1/16D; 1/8D; 1/4D; 1/2D; 1D; 2D, 4D, 8D, 16D, 32D, and 64D), where D is the recommended dose according to the label. It was found that the A. deflexus biotype collected in Catalão, Goiás, Brazil, has multiple resistance among ALS and PPO enzyme inhibiting herbicides (fomesafen), as well as cross-resistance to ALS inhibiting herbicides (chemical groups: sulfonylureas, triazolopyrimidines, and imidazolinones). To study the involvement of P450 monooxygenase and glutathione S-transferase complexes as possible metabolic mechanisms of resistance for this biotype, four independent experiments were conducted, considering the herbicides confirmed in the biotypes resistance. The treatments consisted of a control without application; malathion; NBD-Cl; herbicide; malathion + herbicide (within a 24-hour interval) and NBD-Cl + herbicide (within a 48-hour interval). For ALS inhibiting herbicides, no changes in the response pattern were observed, regardless of the inhibitor evaluated. For fomesafen (PPO), the involvement of the cytochrome P450 complex in resistance was found, so that the association of malathion + herbicide alters the biotypes response pattern, leading to its death. Finally, for the studies of control alternatives, two independent experiments were conducted, one for pre-emergence and another for post-emergence conditions. For the pre-emergence assay, the treatments consisted of a control without application; s-metolachlor; trifluralin; isoxaflutole; atrazine; metribuzin; pyroxasulfone and sulfentrazone. The post-emergence treatments consisted of a 3 x 15 factorial scheme, with three phenological stages of application (from two to four, from four to six, and from ten to twelve leaves) and 13 herbicide treatments (control without application; glyphosate; dicamba; 2,4-D; triclopyr; glufosinate ammonium; diquat; bentazon; atrazine; mesotrione; tembotrione; [mesotrione + atrazine] and tembotrione + atrazine). All treatments applied in pre-emergence promoted satisfactory control of the biotype up to 30 DAA. When evaluated at 45 DAA, the atrazine and metribuzin treatments did not maintain control above 80%, unlike the others. For the treatments applied in post-emergence, the influence of the phenological stage on the control response stands out, where all treatments remained above 80% for applications up to 4 to 6 leaves. For applications from 6 to 10 leaves, all treatments had reduced efficacy, recommending the evaluation of possible sequential applications in these cases. It is concluded that the A. deflexus biotype has multiple resistance to ALS-PPO inhibiting herbicides and cross-resistance among ALS inhibitors. No involvement of the evaluated metabolic pathways in resistance to ALS inhibitors was found, but for PPO, the involvement of the P-450 monooxygenase complex in herbicide resistance was confirmed. As control alternatives for this biotype in pre-emergence, the use of s-metolachlor; trifluralin; isoxaflutole; pyroxasulfone and sulfentrazone stands out, with control rates above 80% at 45 DAA. For post-emergence alternatives, all evaluated treatments maintained control rates above 80% in phenological stages of 2 to 4 and 4 to 6 leaves. For the advanced phenological stage of 10 to 12 leaves, only the mixtures of [mesotrione + atrazine] and tembotrione + atrazine maintained control rates above 80%.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFavarin, Jose LaercioPresoto, Jéssica Cursino2025-02-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-26062025-174925/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-27T13:45:02Zoai:teses.usp.br:tde-26062025-174925Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-27T13:45:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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