Resistência de Euphorbia heterophylla L. aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS/AHAS)

Abstract

A ocorrência de plantas daninhas resistentes a herbicidas é um fato novo no Brasil. A caracterização da resistência é importante para embasar previsões e eleger métodos de manejo e controle. Desse modo, foram realizados na Universidade Federal de Viçosa, de março de 1997 a julho de 1999, quatro experimentos, objetivando de identificar biótipos resistentes e caracterizar a resistência. O primeiro experimento objetivou identificar e estudar os mecanismos envolvidos na resistência, cujos resultados indicaram resistência cruzada aos herbicidas inibidores da enzima ALS. Estudos com ALS, extraída de plantas resistentes de leiteiro, indicaram I50 superior a 3.000 μM para o imazapyr e 2.000 μM para o imazethapyr, contrastando com valores de I50 de 2 μM para aquele e 0,7 μM para este em plantas sensíveis. No segundo experimento, investigou-se a resposta dos biótipos resistentes a herbicidas com diferentes mecanismos de ação. Constatou-se que os herbicidas inibidores da ALS controlaram com eficiência o biótipo sensível, à exceção do flumetsulan; já sobre o biótipo resistente, somente o herbicida imazapyr, na maior dose, apresentou controle. Os herbicidas com mecanismos de ação distintos daqueles dos inibidores da ALS apresentaram-se altamente eficientes no controle dos biótipos resistentes e sensíveis quando aplicados de forma isolada ou em mistura. O terceiro experimento objetivou descrever uma técnica de cruzamento controlado em Euphorbia heterophylla L. Os resultados evidenciaram que as polinizações e emasculações realizadas no estádio 1 produzem grande número de ciátios com uma ou duas sementes e raramente com três. As realizadas no estádio 2, ou acima deste, garantiram o sucesso dos cruzamentos com boa produção de sementes. No quarto experimento, estudaram-se a herança, o número de genes que conferem a resistência e o grau de resistência dos biótipos homozigotos e heterozigotos resistentes. As plantas F1 mostraram-se totalmente resistentes ao herbicida, indicando que a resistência é nuclear e dominante. As plantas F2 apresentaram alta probabilidade para segregação 3:1, evidenciando que a resistência é codificada por um gene dominante. Pela aplicação de doses crescentes de imazethapyr sobre as plantas F1, calculou-se que os biótipos homozigotos resistentes e os heterozigotos apresentaram o mesmo grau de resistência para doses de até 1.600 g ha-1 desse herbicida. Os resultados permitiram concluir que a insensibilidade da enzima ALS aos herbicidas que a inibem é o principal mecanismo responsável pela resistência das plantas de Euphorbia heterophylla L. a tais produtos. Os biótipos resistentes são controlados com eficiência com herbicidas com mecanismos de ação distintos daqueles dos inibidores da ALS. A resistência é codificada por um gene dominante nuclear com dominância completa.

The occurrence of herbicide-resistant weeds is a new fact in Brazil. The characterization of the resistance is important to provide a base for previsions and select methods of management and control. Therefore, four experiments were carried out at the Universidade Federal de Viçosa, from March,1997, to July, 1999, to identify resistant biotypes and to study the mechanisms involved in resistance. The first experiment, aimed to identify and study the mechanisms involved in the resistance, had the results indicating cross resistance to ALS inhibitory herbicides. Studies with ALS, extracted from resistant plants, showed l50 superior to 3000 μM for imazapyr and 2000 μM for imazethapyr, which contrasted with l50 values of 2 μM for the former and 0.7 μM for the latter in susceptible plants. The second experiment analyzed the response of the resistant biotypes to herbicides with different modes of action. It was verified that the ALS inhibitory herbicides had efficient control over the susceptible biotypes, apart from flumetsulan; as for the resistant biotype, only the herbicide imazapyr at its highest dose, showed control. The herbicides with modes of action distinct from those ALS inhibitors were shown highly efficient on controlling susceptible and resistant biotypes when applied separately or in mixture. The third experiment aimed to describe a technique of controlled crossings in Euphorbia heterophylla L. The results showed evidence that pollination and emasculation performed at stage 1 produce a great number of ciatios with one or two seeds and rarely with three. Those performed at stage 2, or above this stage, assured the success of the crossings with a good production of seeds. In the fourth experiment, the inheritance, the number of genes that confer resistance and the degree of resistance in resistant homozygote and heterozygote biotypes, were studied. The F1 plants were shown totally resistant to the herbicide, indicating that the resistance is nuclear and dominant. The F2 plants presented a high probability for 3:1 segregation, making evident that the resistance is codified by a dominant gene. It was calculated that the biotypes resistant homozygote and heterozygote showed the -1 same degree of resistance for doses up to 1600 g ha , by means of the application of increasing doses of imazethapyr on F1 plants. The results obtained permit the conclusion that the insensitivity of the ALS enzyme to the herbicides is the primary mechanism responsible for the resistance of Euphorbia heterophylla L. to such products. The resistant biotypes are efficiently controlled by herbicides with mechanism of action distinct from those of the ALS inhibitors. The resistance is codified by a nuclear dominant gene with complete dominance.