Levantamento de ocorrência, alternativas de manejo, mecanismos de resistência e herança genética do capim-amargoso (Digitaria insularis) resistente ao herbicida glyphosate

• Main Author: Marcel Sereguin Cabral de Melo
• Other Authors: Pedro Jacob Christoffoleti
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2016
• Subjects: Controle químico; Herdabilidade; Mapeamento; Resistência; Chemical control; Inheritance; Mapping; Resistance
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-04052016-105311/

O glyphosate é o principal herbicida utilizado no manejo de plantas daninhas na agricultura, aplicado em alguns sistemas de forma repetitiva ao longo de cada ano. Esta prática selecionou biótipos resistentes de espécies de plantas daninhas, sendo o capim-amargoso (Digitaria insularis) selecionado no Brasil. Portanto, se tornam necessários estudos para entender, manejar e reduzir a infestação do capim-amargoso resistente ao glyphosate. Dessa forma, esta pesquisa foi desenvolvida com os objetivos de: (i) mapear áreas do Brasil com possíveis infestações de capim-amargoso resistente ao glyphosate; (ii) avaliar alternativas químicas de seu manejo; (iii) elucidar os mecanismos de resistência ao glyphosate e; (iv) avaliar a herança genética dos genes que conferem resistência ao glyphosate. Para o desenvolvimento dos experimentos foram coletadas sementes de biótipos potencialmente resistentes de diversas regiões do Brasil onde ocorreram falhas de controle de D. insularis após a aplicação de glyphosate. Na primeira etapa da pesquisa foram realizados experimentos para determinação de uma dose discriminatória de triagementre as populações resistentes e suscetíveis ao glyphosate, através de curvas de dose-resposta, para identificar a resistência ao Glyphosate, sendo que estes dados foram utilizados para mapear a ocorrência de biótipos resistentes em algumas regiões do país. Na segunda etapa foi conduzido um experimento em casa-de-vegetação visando encontrar herbicidas alternativos ao Glyphosate para controle do capim-amargoso, utilizando herbicidas recomendados para as culturas do milho e algodão, tanto em condições de aplicação de pré como em pós-emergência da planta daninha. Na terceira etapa foram realizados ensaios para determinar a existência de absorção e translocação diferencial do glyphosate em biótipos suscetíveis e resistentes, juntamente com a análise molecular para comparar a região 106 do gene que codifica a EPSPs nestes biótipos. Por fim um estudo de polinização cruzada foi conduzido para avaliar se genes de resistência ao glyphosate são transferidos para a geração seguinte após inflorescências de biótipos suscetíveis serem acondicionadas com as de biótipos resistentes, submetendo a geração seguinte a experimentos de curva de dose-resposta com o glyphosate. Através do modelo de curva dose-resposta do programa estatístico R, determinou-se a dose de 960 g e.a ha-1, como a dose utilizada para triagem dos biótipos oriundos de diferentes regiões do Brasil. Com isto foram gerados mapas indicando a presença ou ausência de resistência ao herbicida, sendo que as região oeste do Paraná e sul do Mato Grosso do Sul apresentam maior número de localidades com a presença de biótipos resistentes. As alternativas de controle viáveis como pós-emergentes no estádio de um a dois perfilhos, foram os herbicidas Nicosulfuron, Imazapic + Imazapyr, Atrazine, Haloxifop-methyl e Tepraloxydim. Na pré-emergência do capim-amargoso os herbicidas Atrazine, Isoxaflutole, S-metolachlor, Clomazone, Diuron e Flumioxazin se apresentaram como eficazes para o controle desta espécie. Os resultados do experimento de absorção, translocação e comparação da região 106 não mostraram diferenças entre os biótipos resistente e suscetível. O experimento sobre cruzamento entre biótipos resistente e suscetível determinou a espécie D. insularis como autógama e sem transferência de genes que causam a resistência ao glyphosate. === Glyphosate was the main herbicide used in agriculture for weed management, applied repetitively in some cropping systems throughout the year. This practice selected resistant weed biotypes to this herbicide. In Brazil, the glyphosate resistant sourgrass (Digitaria insularis) has gained prominence in recent years due to its high capacity to spread across the country agriculture regions. Therefore, a study to understand, manage and reduce the glyphosate resistant sourgrass infestation becomes necessary. Thus, this research was developed with the objectives of: (i) mapping areas of Brazil with putative glyphosate resistant sourgrass infestations; (ii) evaluate alternative herbicides to manage resistant biotypes; (iii) elucidate the resistance mechanisms; (iv) Assess the genetic inheritance of the genes which confers resistance to glyphosate. For the development of the experiments putative resistant biotypes seeds were collected from different regions of Brazil where D. insularis survived after glyphosate application. In the first stage of this research, experiments were conducted to determine a screening dose to be used to identify glyphosate resistance in samples from the survey, through dose-response curves methodology. In the second stage an experiment was conducted in greenhouse conditions in order to test for alternative herbicides which control glyphosate resistant sourgrass, using recommended herbicides for the corn and cotton crops, both pre and post-emergents. In the third step, an experiment was conducted to assess the uptake and translocation of glyphosate in susceptible and resistant biotypes, with post molecular analysis to compare the region 106 of the EPSPS gene from both biotypes. Finally a cross-pollination study was conducted to assess whether glyphosate resistance genes are transferred to the next generation after inflorescences susceptible biotypes were packed with resistant biotypes, subjecting the next generation to dose-response curve experiments. Using the statistical software R for the dose-response analysis, the screening dose was determined as 960 g.a.e.ha-1. Using this dose in the survey experiment, maps were generated indicating the presence or absence of glyphosate resistance, in which shows the western regions of Paraná and south part of Mato Grosso do Sul states, having more locations with the presence of resistant biotypes. The viable alternatives postemergent herbicides to control D. insularis at 1 to 2 tillers stage were nicosulfuron, imazapic + imazapyr, atrazine, haloxyfop-methyl and tepraloxydim. In pre-emergence condition the herbicides atrazine, isoxaflutole, S-metolachlor, clomazone, diuron and flumioxazin showed effective control of this species. The results of the uptake, translocation and proline 106 mutation experiments showed no difference between the resistant and susceptible biotypes. The experiment on cross-polination between resistant and susceptible biotypes, determined D. insularis as a self-polinated species and no glyphosate resistance genes were transferred.