Resistencia a las malas hierbas sin cambiar de sitio

Resultados preliminares de un estudio con un biotipo de pulga de la región de Palotina, en Paraná, resistente a dos mecanismos de acción, apuntan a cambios anatómicos y/o metabólicos fuera del sitio de acción del herbicida (NTSR). Como puede resultar en resistencias múltiples, se realizó un ensayo con siete herbicidas con diferentes mecanismos de acción con una nueva generación de plantas de este biotipo. Los datos están siendo analizados y serán esenciales para ayudar tanto a comprender el tipo de mecanismo involucrado en la resistencia, como a tomar decisiones sobre alternativas de control.

Entre los cultivos agrícolas en Brasil, la soja fue el que mostró uno de los mayores crecimientos en productividad y expansión de superficie en los últimos 40 años. Gran parte del aumento de la productividad se debió a la elevada inversión en sistemas de producción, principalmente en insumos agrícolas, maquinaria y tecnología de semillas.

Varios factores afectan la productividad del cultivo de soja. Destacan los efectos negativos causados ​​por la infestación de malezas, que son principalmente especies de ciclo de vida corto, que infestan naturalmente el ecosistema agrícola y sufren una gran presión selectiva producto del clima, las condiciones del suelo y la acción humana. Actualmente, el uso de herbicidas se considera la forma más efectiva de manejar estas especies en el campo. Sin embargo, la capacidad de adaptación de las plantas y la presión de selección provocada por el uso intensivo de herbicidas pueden seleccionar malezas resistentes a estas moléculas.

La resistencia tiene un impacto negativo en la rentabilidad del sector productivo, reduce la productividad, dificulta la cosecha y aumenta los costos de los tratamientos culturales. Recientemente se ha producido un importante impacto económico derivado de la selección de malezas resistentes, lo que requiere la aplicación de herbicidas con mecanismos de acción alternativos. Esto aumenta significativamente el costo del control de malezas. A modo de ejemplo, un estudio publicado por Embrapa en agosto de 2017 reveló que dada la presencia de malezas resistentes en áreas sojeras, como el caballo, el raigrás y el pasto agrio, el costo del control puede ser hasta tres veces mayor en comparación con el gasto sin las resistentes. estrategia de manejo de malezas.

Resistencia múltiple: tipo NTSR

La resistencia de las malezas a los herbicidas es la capacidad heredada de algunos biotipos dentro de una población para sobrevivir y reproducirse después de la exposición a una dosis de herbicida que sería letal para esa población de malezas. Entre los mecanismos de resistencia, los dos más importantes implican: (I) cambios en el sitio de acción del herbicida, “sitio de destino(TSR) es decir, hay cambios en el gen que codifica la proteína objetivo del herbicida, provocando una reducción en la acción directa del herbicida sobre su objetivo; (Ii) cambios anatómicos y/o metabólicos fuera del sitio de acción del herbicida, conocidos como “sitio no objetivo"(NTSR).

En muchos casos, este mecanismo puede generar rápidamente la evolución de resistencia múltiple en las malezas, es decir, la maleza seleccionada es resistente a herbicidas con más de un mecanismo de acción, generalmente determinado por un único mecanismo de resistencia (metabolismo común a todos los herbicidas que la planta es resistente a).

NTSR puede ser poligénico o monogénico, siendo el tipo de resistencia más difícil de controlar agronómicamente. Estudios recientes demuestran que la aparición de NTSR en una población bajo presión selectiva de algunos herbicidas puede facilitar una mayor evolución de NTSR a otros herbicidas, incluidos herbicidas con diferentes mecanismos de acción. Este fenómeno es más común, especialmente cuando se utilizan dosis inferiores a las recomendadas en el prospecto, también llamadas infradosis.

Los mecanismos NTSR son los mismos que se pueden encontrar en un conjunto de respuestas de las plantas a estreses abióticos, ya sean constitutivos, inducidos por estrés o una combinación de ambos. La hipótesis actual reportada en los círculos científicos es que la NTSR puede ser inducida por el estrés causado por la acción de la aplicación de herbicidas, por lo tanto, este estrés desencadena vías de respuesta en todos los individuos de malezas independientemente de su sensibilidad al herbicida, la variación genética de los biotipos resulta en diferencias en su sensibilidad al herbicida y esta es la base de la evolución que induce los mecanismos NTSR.

Los mecanismos que resultan en la resistencia a NTSR son diversos y diferentes entre y dentro de las especies, principalmente porque consisten en un proceso complejo de regulación multigénica. Estos mecanismos se pueden dividir en: 1) reducción de la absorción y translocación de herbicidas; 2) metabolización del herbicida; y 3) recuperación de los efectos fitotóxicos del herbicida (Figura 1).

La reducción en la absorción del herbicida está asociada a diferencias en las propiedades fisicoquímicas de la cutícula de las plantas resistentes que provocan una reducción en la retención de la solución herbicida en las hojas y/o una reducción en la efectividad de la penetración del herbicida a través de la cutícula. A medida que se desarrollan formulaciones de herbicidas comerciales para optimizar la penetración de los herbicidas, no se espera que este tipo de mecanismo confiera un alto nivel de resistencia y, en general, no se ha estudiado lo suficiente. La reducción de la translocación de herbicidas implica la restricción del movimiento del herbicida dentro de la planta y/o la compartimentación del herbicida.

La metabolización de herbicidas es sin duda el aspecto más estudiado de NTSR, que es un proceso de varios pasos que implica la acción coordinada de varios tipos de enzimas. Básicamente, el proceso se puede dividir en tres fases: 1) primero se transforma la molécula del herbicida en un metabolito más hidrófilo; 2) conjugación con una molécula celular; 3) exportar a la vacuola y/o pared celular donde se produce una mayor degradación.

La protección contra el daño colateral de la acción del herbicida en la mayoría de las plantas se logra mediante el aumento en la expresión de peroxidasas y oxidasas que protegen a las células contra el daño oxidativo causado por la acción del herbicida en la planta. En este caso, el herbicida llega al lugar de acción, cumple su función, pero los efectos provocados sobre las plantas son “combatidos” por el sistema de protección de la planta.

Resistencia NTSR en Brasil y en todo el mundo

La mayoría de los casos de NTSR en malezas se dilucidaron para herbicidas que inhiben los EPSP, el fotosistema I, el fotosistema II, la ACCasa, la ALS y los imitadores de auxinas.

 La reducción en la absorción y translocación del glifosato está relacionada con el mecanismo de resistencia de biotipos de pasto blanco y pasto amargo en Brasil, sorgo de Alepo en Argentina y hierba de caballo en Estados Unidos y Brasil, habiéndose diagnosticado también un aumento del metabolismo vegetal en este último. También se ha observado una correlación positiva entre los niveles de resistencia y el aumento del secuestro de glifosato en la vacuola del raigrás (Lolio sp.) resistentes en Brasil, Chile, Australia e Italia.

El mecanismo NTSR se reconoce como el mecanismo predominante de los herbicidas inhibidores de ACCasa. la resistencia de Lolium rígido (Australia) y Echinochloa filopogón (Estados Unidos) a los herbicidas ACCasa y ALS se debe al aumento del metabolismo que involucra a las enzimas del citocromo P450. En el sur de Brasil, los cambios en el patrón metabólico de Lolium multiflorum, confirió resistencia al herbicida cletodim.

Estudios con biotipos de Estados Unidos de Lolium perenne L. spp. multiflorum, Conyza bonariensis y Conyza canadensis indican que la translocación reducida del herbicida paraquat es la causa de la resistencia a esta molécula. También se observó una reducción de la translocación en el biotipo de nabo silvestre (Raphanus raphanistrum) resistente al herbicida 2,4-D en Australia. En Egipto, se observó en las plantas de caballo una reducción de la translocación y protección contra daños colaterales del herbicida paraquat.

El caso más conocido de resistencia tipo NTSR en el mundo es Lolium rígido en Australia, que es resistente a 16 moléculas herbicidas diferentes, con un total de nueve mecanismos de acción.

Hierba de caballo con resistencia

Recientemente dos nuevos casos de Conyza sumatrensis con resistencia a herbicidas inhibidores del fotosistema I e inhibidores de PROTOX en Brasil. Luego de los reportes, se seleccionó un biotipo de pulga de la región Palotina/Paraná que presentaba resistencia a los dos mecanismos descritos anteriormente (Figuras 2, 3, 4 y 5) para realizar estudios que dilucidaran el mecanismo de resistencia que presentan estas plantas. Los estudios son coordinados por el grupo de investigación Malezas y Plaguicidas en el Medio Ambiente de la Universidad Federal Rural de Río de Janeiro (PDPA/UFRRJ).

Debido a que los dos herbicidas producen efectos secundarios similares en las plantas, se llevaron a cabo pruebas preliminares para identificar cambios en el metabolismo de las plantas que podrían estar involucrados con la metabolización de los herbicidas o la protección contra daños colaterales causados ​​por ellos. De los resultados preliminares obtenidos, la hipótesis que presentó mayor consistencia es que el mecanismo es del tipo NTSR, sin embargo se están realizando investigaciones detalladas para confirmar esta hipótesis.

Como el mecanismo de resistencia del tipo NTSR a menudo puede dar lugar a resistencias múltiples, se llevó a cabo un ensayo con siete herbicidas con diferentes mecanismos de acción con una nueva generación de plantas procedentes de este biotipo. Los datos están siendo analizados y serán fundamentales para ayudar tanto a comprender el tipo de mecanismo involucrado en la resistencia, como a tomar decisiones sobre alternativas de control que podrían usarse en áreas donde estas plantas están presentes, evitando daños más severos a la producción. áreas.

Recomendaciones prácticas para evitar la selección de malezas con resistencia múltiple, resultante del mecanismo NTSR

• Comprender y utilizar el conocimiento de la biología de la maleza que infesta el área.

• Plantar soja de forma limpia, utilizando semillas de buena calidad.

• Estudio y seguimiento de la infestación vegetal en todas las etapas del proceso productivo.

• Utilice la dosis recomendada en el prospecto del herbicida.

• Combinar herbicidas o mezclas formuladas de herbicidas con diferentes mecanismos de acción.

• Diversificar el sistema de producción y, en consecuencia, diversificar los herbicidas utilizados en el sistema.

• Dosis “completa” de todos los herbicidas en asociación o mezcla cuando los herbicidas controlan diferentes espectros de malezas

• Utilizar manejo integrado de malezas, integrando medidas culturales y químicas.

Artículo publicado en el número 223 de Cultivar Grandes Culturas, diciembre 2017/enero 2018.