Elucidação dos mecanismos fisiológicos de tolerância da aveia preta (Avena strigosa Schreb) ao herbicida mesotrione
| 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-02102025-114920/ |
Resumo: | O cultivo de culturas de cobertura competitivas como a aveia preta (Avena strigosa Schreb) durante a entressafra é, atualmente, alternativa promissora para a melhoria no manejo de plantas daninhas resistentes a herbicidas. Entretanto, o baixo número de herbicidas registrados para uso nesta cultura dificulta seu manejo e adoção. Dado que trabalhos recentes demonstraram tolerância da aveia preta ao herbicida mesotrione, os objetivos deste trabalho foram determinar (i) o nível observado de seletividade em biótipo comercial de aveia preta (BRS 139), e o (ii) determinar se as enzimas do citocromo P450 monoxigenase participam do processo de metabolização do herbicida nessa cultura. Ensaios de dose-resposta foram conduzidos em casa-de-vegetação visando determinar os níveis de tolerância através da pulverização com doses crescentes de mesotrione (0, 24, 48, 96, 192, 384, 768, 1536, 3072, 6144, 12288 g i.a. ha-1; 1X=192 g i.a. ha), isoladamente e em mistura ao inibidor metabólico malation, nas doses de 2.000 e 4.000 g i.a./ha. As espécies utilizadas foram o milho (Zea mays L.), que foi utilizado como parâmetro por ser uma espécie tolerante ao herbicida mesotrione, e a aveia preta que é o objeto de estudo deste trabalho. Aos 28 DAA foi realizada a coleta de biomassa. Posteriormente, estudos de metabolismo de mesotrione foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia (CENA/USP) visando elucidar o mecanismo de tolerância/seletividade deste herbicida. Para o ensaio de metabolismo, o metabólito mensurado foi o AMBA (2-amino-4-(methylsulfonyl)benzoic acid) assim como o padrão analítico de mesotrione. O herbicida mesotrione foi aplicado às plantas 3 horas após a aplicação do inibidor metabólico malation e as amostras foram coletadas em diferentes momentos após a aplicação, sendo eles zero, dois, seis, 24, 48 e 120 horas após a aplicação. Com as amostras, possíveis metabólitos foram extraídos de cada planta, e seus respectivos Rf (fatores de retenção) obtidos por cromatografia líquida e espectrometria de massa. A cultura do milho confirmou dados previamente publicados, pois apresentou uma redução na ED50 quando submetido aos tratamentos com mesotrione associado ao inibidor metabólico malation; a ED50 para o milho tratado apenas com mesotrione foi de 621,78 g ia./ha e foi reduzida para 37,47 g i.a./ha no tratamento com mesotrione associado ao malation. Para a aveia-preta os dados de redução na ED50 não foram tão significativos e não apresentaram um padrão de queda com o aumento nas doses do inibidor metabólico. Os dados de ED50 para a aveia-preta foram 1672,30 g i.a./ha apenas com mesotrione, 1455,32 g i.a./ha com mesotrione associado a 2000 g i.a./ha de malation e 1525,61 g i.a./ha com mesotrione associado a 4000 g i.a./ha de malation. Corroborando com os dados pouco definidos sobre o aumento da dose do inibidor metabólico para a cultura da aveia-preta, o estudo de metabolismo não encontrou diferenças significativas na degradação de mesotrione e formação de metabólitos para os tratamentos com e sem inibidor metabólico, sugerindo que, o malation não influencia a metabolização do mesotrione para a cultura da aveia-preta. |
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Elucidação dos mecanismos fisiológicos de tolerância da aveia preta (Avena strigosa Schreb) ao herbicida mesotrioneElucidation of black oatss (Avena strigosa Schreb) physiological mechanisms of tolerance to the herbicide mesotrioneControle culturalHerbicide metabolismIntegrated weed managementMalathionMalationMetabolismo de herbicidasPlantas daninhasResistênciaWeedWeed resistanceO cultivo de culturas de cobertura competitivas como a aveia preta (Avena strigosa Schreb) durante a entressafra é, atualmente, alternativa promissora para a melhoria no manejo de plantas daninhas resistentes a herbicidas. Entretanto, o baixo número de herbicidas registrados para uso nesta cultura dificulta seu manejo e adoção. Dado que trabalhos recentes demonstraram tolerância da aveia preta ao herbicida mesotrione, os objetivos deste trabalho foram determinar (i) o nível observado de seletividade em biótipo comercial de aveia preta (BRS 139), e o (ii) determinar se as enzimas do citocromo P450 monoxigenase participam do processo de metabolização do herbicida nessa cultura. Ensaios de dose-resposta foram conduzidos em casa-de-vegetação visando determinar os níveis de tolerância através da pulverização com doses crescentes de mesotrione (0, 24, 48, 96, 192, 384, 768, 1536, 3072, 6144, 12288 g i.a. ha-1; 1X=192 g i.a. ha), isoladamente e em mistura ao inibidor metabólico malation, nas doses de 2.000 e 4.000 g i.a./ha. As espécies utilizadas foram o milho (Zea mays L.), que foi utilizado como parâmetro por ser uma espécie tolerante ao herbicida mesotrione, e a aveia preta que é o objeto de estudo deste trabalho. Aos 28 DAA foi realizada a coleta de biomassa. Posteriormente, estudos de metabolismo de mesotrione foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia (CENA/USP) visando elucidar o mecanismo de tolerância/seletividade deste herbicida. Para o ensaio de metabolismo, o metabólito mensurado foi o AMBA (2-amino-4-(methylsulfonyl)benzoic acid) assim como o padrão analítico de mesotrione. O herbicida mesotrione foi aplicado às plantas 3 horas após a aplicação do inibidor metabólico malation e as amostras foram coletadas em diferentes momentos após a aplicação, sendo eles zero, dois, seis, 24, 48 e 120 horas após a aplicação. Com as amostras, possíveis metabólitos foram extraídos de cada planta, e seus respectivos Rf (fatores de retenção) obtidos por cromatografia líquida e espectrometria de massa. A cultura do milho confirmou dados previamente publicados, pois apresentou uma redução na ED50 quando submetido aos tratamentos com mesotrione associado ao inibidor metabólico malation; a ED50 para o milho tratado apenas com mesotrione foi de 621,78 g ia./ha e foi reduzida para 37,47 g i.a./ha no tratamento com mesotrione associado ao malation. Para a aveia-preta os dados de redução na ED50 não foram tão significativos e não apresentaram um padrão de queda com o aumento nas doses do inibidor metabólico. Os dados de ED50 para a aveia-preta foram 1672,30 g i.a./ha apenas com mesotrione, 1455,32 g i.a./ha com mesotrione associado a 2000 g i.a./ha de malation e 1525,61 g i.a./ha com mesotrione associado a 4000 g i.a./ha de malation. Corroborando com os dados pouco definidos sobre o aumento da dose do inibidor metabólico para a cultura da aveia-preta, o estudo de metabolismo não encontrou diferenças significativas na degradação de mesotrione e formação de metabólitos para os tratamentos com e sem inibidor metabólico, sugerindo que, o malation não influencia a metabolização do mesotrione para a cultura da aveia-preta.Competitive cover crops like black oats (Avena sativa Schreb) are a promising alternative during off season in the south part of Brazil, especially when looking for its benefits regarding the integrated weed resistance management. However, the low number of herbicides registered for black oats in Brazil makes its adoption more difficult, mainly because of the lack of tools for weed control during its cycle. Recent works demonstrate the tolerance of black oats to mesotrione, so the focus of this project is to (I) determine de level of selectivity of this commercial biotype of black oats (BRS139), and (II) determine if enzymes of the cytochrome P450 play a role in the process of metabolization of this herbicide, following the same metabolic path of other crops like corn. For that, dose response curves were conducted in order to determine the level of tolerance, this was made through growing doses of mesotrione (zero, 24, 48, 96, 192, 384, 768, 1536, 3072, 6144, 12288 g i.a./ha; 1X = 192 g i.a./ha), this dose response was made without the metabolism inhibitor, with 2000 g i.a./ha of malation and with 4000 g i.a./ha of malation. The species tested were corn (Zea mays L.), used as a tolerant comparison crop to mesotrione, and black oat which is the focus of this work. The above ground biomass harvest was done 28 DAA (days after application). After that, metabolism of mesotrione studies were conducted in CENA/USP with the objective to elucidate the mechanism of tolerance/selectivity of this herbicide for black oats. The metabolism tests were made using the metabolite AMBA (2-amino-4-(methylsulfonyl)benzoic acid) and the analytical standard of mesotrione parent compound. Mesotrione was applied 3 hours after the application of malation, and the plants were collected on different times after application of the herbicide. The times of harvest were zero, two, six, 24, 48 and 120 hours after the application and then frozen at -80 °C, until being processed in laboratory. The samples with the possible metabolites were extracted and the retention factors (Rf) were obtained through liquid chromatography and mass spectrometry. As a result, corn presented data similar to previous publishes, showing a reduction of GR50 on the treatments with malation before the application of mesotrione. The GR50 for corn treated only with mesotrione was 621,78 g a.i./ha, moreover treatments with mesotrione and malation presented a GR50 that was 37,47 g a.i./ha. However, the Black oats didnt present data so clear like corn, not showing a significant reduction of the GR50 index when the doses of the metabolism inhibitor were increased. The GR50 for black oats was 1672,30 g a.i./ha for mesotrione alone, 1455,32 g a.i./ha for mesotrione plus the pretreatment of malation on a rate of 2000 g a.i./ha and 1525,61 for mesotrione plus the pretreatment of malation on a rate of 4000 g a.i./ha. According with the results not so clear about the malation dose rate increase not presenting a significant reduction of the GR50, the metabolism studies conducted for Black oats didnt present disparity on the mesotrione alone treatments to the mesotrione plus malation. The results were similar on the formation of the metabolite AMBA and also on the degradation of mesotrione, showing that malation did not present a meaningful effect over the metabolism of mesotrione on black oats.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPedroso, Rafael MunhozCarramate, Gustavo Renatini2025-07-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-02102025-114920/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/openAccesspor2025-10-03T19:28:02Zoai:teses.usp.br:tde-02102025-114920Biblioteca 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:27212025-10-03T19:28:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O cultivo de culturas de cobertura competitivas como a aveia preta (Avena strigosa Schreb) durante a entressafra é, atualmente, alternativa promissora para a melhoria no manejo de plantas daninhas resistentes a herbicidas. Entretanto, o baixo número de herbicidas registrados para uso nesta cultura dificulta seu manejo e adoção. Dado que trabalhos recentes demonstraram tolerância da aveia preta ao herbicida mesotrione, os objetivos deste trabalho foram determinar (i) o nível observado de seletividade em biótipo comercial de aveia preta (BRS 139), e o (ii) determinar se as enzimas do citocromo P450 monoxigenase participam do processo de metabolização do herbicida nessa cultura. Ensaios de dose-resposta foram conduzidos em casa-de-vegetação visando determinar os níveis de tolerância através da pulverização com doses crescentes de mesotrione (0, 24, 48, 96, 192, 384, 768, 1536, 3072, 6144, 12288 g i.a. ha-1; 1X=192 g i.a. ha), isoladamente e em mistura ao inibidor metabólico malation, nas doses de 2.000 e 4.000 g i.a./ha. As espécies utilizadas foram o milho (Zea mays L.), que foi utilizado como parâmetro por ser uma espécie tolerante ao herbicida mesotrione, e a aveia preta que é o objeto de estudo deste trabalho. Aos 28 DAA foi realizada a coleta de biomassa. Posteriormente, estudos de metabolismo de mesotrione foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia (CENA/USP) visando elucidar o mecanismo de tolerância/seletividade deste herbicida. Para o ensaio de metabolismo, o metabólito mensurado foi o AMBA (2-amino-4-(methylsulfonyl)benzoic acid) assim como o padrão analítico de mesotrione. O herbicida mesotrione foi aplicado às plantas 3 horas após a aplicação do inibidor metabólico malation e as amostras foram coletadas em diferentes momentos após a aplicação, sendo eles zero, dois, seis, 24, 48 e 120 horas após a aplicação. Com as amostras, possíveis metabólitos foram extraídos de cada planta, e seus respectivos Rf (fatores de retenção) obtidos por cromatografia líquida e espectrometria de massa. A cultura do milho confirmou dados previamente publicados, pois apresentou uma redução na ED50 quando submetido aos tratamentos com mesotrione associado ao inibidor metabólico malation; a ED50 para o milho tratado apenas com mesotrione foi de 621,78 g ia./ha e foi reduzida para 37,47 g i.a./ha no tratamento com mesotrione associado ao malation. Para a aveia-preta os dados de redução na ED50 não foram tão significativos e não apresentaram um padrão de queda com o aumento nas doses do inibidor metabólico. Os dados de ED50 para a aveia-preta foram 1672,30 g i.a./ha apenas com mesotrione, 1455,32 g i.a./ha com mesotrione associado a 2000 g i.a./ha de malation e 1525,61 g i.a./ha com mesotrione associado a 4000 g i.a./ha de malation. Corroborando com os dados pouco definidos sobre o aumento da dose do inibidor metabólico para a cultura da aveia-preta, o estudo de metabolismo não encontrou diferenças significativas na degradação de mesotrione e formação de metabólitos para os tratamentos com e sem inibidor metabólico, sugerindo que, o malation não influencia a metabolização do mesotrione para a cultura da aveia-preta. |
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