Prospecção da resistência ao 2,4-D em biótipo de buva (Conyza sp.) com ausência de rápida necrose: absorção, translocação e metabolismo
| Ano de defesa: | 2025 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-04022026-092542/ |
Resumo: | A buva (Conyza spp.) é uma planta daninha de elevada importância nos sistemas agrícolas brasileiros, com diversos casos documentados de resistência a herbicidas. O uso contínuo do 2,4-D favoreceu a seleção de biótipos resistentes, incluindo aqueles com manifestação da rápida necrose, associada à limitação da translocação do herbicida. Contudo, no estado do Paraná foi identificado um biótipo de buva resistente ao 2,4-D que não manifesta esse sintoma, sugerindo a presença de um mecanismo distinto de resistência. O objetivo deste trabalho foi caracterizar esse biótipo quanto à resistência e avaliar a contribuição de mecanismos fisiológicos e metabólicos, com ênfase na absorção, translocação, metabolismo e ação de enzimas do tipo citocromo P450 e glutationa S-transferase (GST). No Capítulo I, foi conduzido um experimento de curva de dose-resposta com sete doses crescentes de 2,4-D (15,7 a 4.020 g ea ha-1</) aplicadas em biótipos resistente (7R) e suscetível (7S), em delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições. As avaliações de controle visual foram realizadas até 45 dias após a aplicação (DAA), com coleta da massa seca da parte aérea. Os dados foram submetidos ao teste de Tukey (p<0,05) e análise de regressão não linear no software OriginPro 8.5. No Capítulo II, foram realizados experimentos com 14C-[2,4-D] para estudar absorção, translocação e metabolismo. Plantas dos biótipos 7R e 7S com seis folhas foram mantidas em estufas BOD sob duas temperaturas (20°C e 28°C), avaliadas em quatro tempos (6, 24, 48 e 72 horas após aplicação HAA), em arranjo fatorial triplo com três repetições. A absorção foi quantificada por espectrometria de cintilação líquida após lavagem foliar; a translocação foi avaliada por autorradiografias e combustão de tecidos. Os metabólitos foram separados por cromatografia de camada delgada e detectados com radioscanner Cyclone® Plus. No Capítulo III, avaliou-se o envolvimento das enzimas P450 e GST por meio de curvas de dose-resposta com aplicação isolada de 2,4-D e em combinação com os inibidores malationa e deltametrina. O delineamento foi em DIC, com cinco repetições por tratamento. As curvas foram ajustadas no software R, utilizando o pacote drc, e os fatores de resistência (FR) foram calculados a partir do GR50 dos tratamentos. Os resultados do Capítulo I indicaram que o biótipo 7R apresenta resistência ao 2,4-D, com FR de 4,69 (controle de 50%) e 2,38 (controle de 80%). O 7R não manifestou necrose rápida, apresentando maior massa seca em relação ao biótipo 7S. No Capítulo II, observou-se maior absorção para ambos os biótipos a 28°C e menor translocação do herbicida do biótipo 7R em comparação ao biótipo 7S. A 20°C a translocação foi maior para os biótipos 7R e 7S em relação a 28°C. A retenção do 2,4-D nas folhas e a formação de metabólitos polares em fases iniciais sugerem detoxificação precoce. No Capítulo III, os inibidores metabólicos reduziram o GR50 do 7R em mais de 59%, indicando envolvimento parcial de P450 e GST no mecanismo de resistência. Concluiu-se que o biótipo 7R apresenta um novo padrão de resistência ao 2,4-D, não associado à rápida necrose, mas relacionado à translocação reduzida e a possíveis mecanismos metabólicos com influência da temperatura. |
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Prospecção da resistência ao 2,4-D em biótipo de buva (Conyza sp.) com ausência de rápida necrose: absorção, translocação e metabolismoScreening for 2,4-D resistance in a Conyza sp. biotype lacking rapid necrosis: absorption, translocation, and metabolismAbsence of rapid necrosisAuxinic herbicideAuxínicoMecanismo de resistênciaResistance mechanismSem rápida necroseTemperaturaTemperatureA buva (Conyza spp.) é uma planta daninha de elevada importância nos sistemas agrícolas brasileiros, com diversos casos documentados de resistência a herbicidas. O uso contínuo do 2,4-D favoreceu a seleção de biótipos resistentes, incluindo aqueles com manifestação da rápida necrose, associada à limitação da translocação do herbicida. Contudo, no estado do Paraná foi identificado um biótipo de buva resistente ao 2,4-D que não manifesta esse sintoma, sugerindo a presença de um mecanismo distinto de resistência. O objetivo deste trabalho foi caracterizar esse biótipo quanto à resistência e avaliar a contribuição de mecanismos fisiológicos e metabólicos, com ênfase na absorção, translocação, metabolismo e ação de enzimas do tipo citocromo P450 e glutationa S-transferase (GST). No Capítulo I, foi conduzido um experimento de curva de dose-resposta com sete doses crescentes de 2,4-D (15,7 a 4.020 g ea ha-1</) aplicadas em biótipos resistente (7R) e suscetível (7S), em delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições. As avaliações de controle visual foram realizadas até 45 dias após a aplicação (DAA), com coleta da massa seca da parte aérea. Os dados foram submetidos ao teste de Tukey (p<0,05) e análise de regressão não linear no software OriginPro 8.5. No Capítulo II, foram realizados experimentos com 14C-[2,4-D] para estudar absorção, translocação e metabolismo. Plantas dos biótipos 7R e 7S com seis folhas foram mantidas em estufas BOD sob duas temperaturas (20°C e 28°C), avaliadas em quatro tempos (6, 24, 48 e 72 horas após aplicação HAA), em arranjo fatorial triplo com três repetições. A absorção foi quantificada por espectrometria de cintilação líquida após lavagem foliar; a translocação foi avaliada por autorradiografias e combustão de tecidos. Os metabólitos foram separados por cromatografia de camada delgada e detectados com radioscanner Cyclone® Plus. No Capítulo III, avaliou-se o envolvimento das enzimas P450 e GST por meio de curvas de dose-resposta com aplicação isolada de 2,4-D e em combinação com os inibidores malationa e deltametrina. O delineamento foi em DIC, com cinco repetições por tratamento. As curvas foram ajustadas no software R, utilizando o pacote drc, e os fatores de resistência (FR) foram calculados a partir do GR50 dos tratamentos. Os resultados do Capítulo I indicaram que o biótipo 7R apresenta resistência ao 2,4-D, com FR de 4,69 (controle de 50%) e 2,38 (controle de 80%). O 7R não manifestou necrose rápida, apresentando maior massa seca em relação ao biótipo 7S. No Capítulo II, observou-se maior absorção para ambos os biótipos a 28°C e menor translocação do herbicida do biótipo 7R em comparação ao biótipo 7S. A 20°C a translocação foi maior para os biótipos 7R e 7S em relação a 28°C. A retenção do 2,4-D nas folhas e a formação de metabólitos polares em fases iniciais sugerem detoxificação precoce. No Capítulo III, os inibidores metabólicos reduziram o GR50 do 7R em mais de 59%, indicando envolvimento parcial de P450 e GST no mecanismo de resistência. Concluiu-se que o biótipo 7R apresenta um novo padrão de resistência ao 2,4-D, não associado à rápida necrose, mas relacionado à translocação reduzida e a possíveis mecanismos metabólicos com influência da temperatura.The genus Conyza comprises some weed species of great relevance to Brazilian agriculture systems, with several documented cases of herbicide resistance. Continuous use of 2,4-D has favored the selection of resistant biotypes, including those exhibiting rapid necrosis associated with limited herbicide translocation. However, in the state of Paraná, a 2,4-D-resistant biotype of Conyza sp. was identified that does not manifest this symptom, suggesting the presence of a distinct resistance mechanism. The objective of this study was to characterize this biotype regarding resistance and to evaluate the contribution of physiological and metabolic mechanisms, emphasizing absorption, translocation, metabolism, and the activity of cytochrome P450 and glutathione S-transferase (GST) enzymes. In Chapter I, a dose-response experiment was conducted using seven increasing doses of 2,4-D (15.7 to 4,020 g ae ha-1</) applied to resistant (7R) and susceptible (7S) biotypes in a completely randomized design with five replications. Visual control evaluations were performed up to 45 days after application (DAA), with collection of aboveground dry biomass. Data were subjected to Tukey\'s test (p<0.05) and nonlinear regression analysis using OriginPro 8.5 software. In Chapter II, experiments using 14C-[2,4-D] were carried out to study absorption, translocation, and metabolism. Plants of biotypes 7R and 7S at the six-leaf stage were kept in BOD incubators under two temperatures (20°C and 28°C) and evaluated at four time points (6, 24, 48, and 72 hours after application HAA), in a factorial triple design with three replications. Absorption was quantified by liquid scintillation spectrometry after leaf washing; translocation was assessed by autoradiography and tissue combustion. Metabolites were separated by thin-layer chromatography and detected using a Cyclone® Plus radioscanner. In Chapter III, the involvement of P450 and GST enzymes was evaluated through dose-response curves applying 2,4-D alone and combined with the inhibitors malathion and deltamethrin. The design was completely randomized with five replications per treatment. Curves were fitted using the R software package drc, and resistance factors (RF) were calculated based on the GR50 values. Results from Chapter I indicated that biotype 7R is resistant to 2,4-D, with RF of 4.69 (50% control) and 2.38 (80% control). Biotype 7R did not exhibit rapid necrosis and presented a greater dry mass compared to biotype 7S. Chapter II showed greater absorption at 28°C for both biotypes and reduced herbicide translocation in 7R compared to 7S. At 20°C, translocation was higher for both biotypes compared to 28°C. The retention of 2,4-D on the leaves and early formation of polar metabolites suggest early detoxification. In Chapter III, metabolic inhibitors reduced the GR50 of 7R by more than 59%, indicating partial involvement of P450 and GST in the resistance mechanism. It is concluded that biotype 7R presents a novel 2,4-D resistance pattern, not associated with rapid necrosis, but related to reduced translocation and possible metabolic mechanisms influenced by temperature.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVictoria Filho, RicardoCunha, Beatriz Ribeiro da2025-11-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-04022026-092542/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/openAccesspor2026-02-04T14:11:02Zoai:teses.usp.br:tde-04022026-092542Biblioteca 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:27212026-02-04T14:11:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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