Estrutura genética e resposta à seleção por herbicida glifosato em população de Eleusine indica (L.) Gaertn

Abstract

A resistência de plantas daninhas a herbicidas constitui um processo evolutivo resultante da seleção de fenótipos capazes de sobreviver sob pressão química recorrente. Nesta dissertação, avaliou-se a estrutura genética e a resposta à seleção por glifosato em uma população de Eleusine indica, com ênfase na comparação entre métodos de amostragem, na detecção precoce da resistência funcional e na estimativa do potencial evolutivo ao longo de um gradiente de doses. Para isso, foram utilizadas 19 progênies maternas e sete doses de glifosato, permitindo comparar a abordagem tradicional baseada em bulk de sementes com a abordagem baseada em progênies individuais. Os resultados demonstraram que o método de amostragem afeta significativamente a caracterização fenotípica da resistência, uma vez que o bulk mascara parte da heterogeneidade intrapopulacional revelada pelas progênies. A aplicação do conceito de Estado Operacional de Resistência (R*) mostrou-se eficiente para o diagnóstico precoce, confirmando a presença de resistência funcional ao glifosato em baixa frequência na população avaliada, com destaque para a Família 27, classificada como R* na dose de 2.160 g e.a. ha⁻¹. O particionamento da variância indicou que o potencial evolutivo não é uniforme ao longo do gradiente de seleção, atingindo seu máximo justamente na dose de 2.160 g e.a. ha⁻¹, na qual foram observados os maiores valores de herdabilidade, variância genética aditiva e evolvabilidade. Em contraste, doses extremas reduziram drasticamente a variabilidade e comprimiram a resposta fenotípica. Conclui-se que a abordagem baseada em progênies maternas amplia a sensibilidade diagnóstica, que o critério R* é promissor para vigilância precoce da resistência e que existe uma janela crítica de seleção em que o aumento da dose pode, paradoxalmente, acelerar a evolução da resistência.

Herbicide resistance in weeds is an evolutionary process driven by the repeated selection of phenotypes able to survive under intense chemical pressure. This dissertation evaluated the genetic structure and the response to glyphosate selection in a population of Eleusine indica, focusing on the comparison of sampling methods, the early detection of functional resistance, and the estimation of evolutionary potential across a dose gradient. Nineteen maternal progenies and seven glyphosate doses were used to compare the traditional bulk-seed approach with a progeny-based approach. The results showed that the sampling method significantly affects the phenotypic characterization of resistance, since the bulk approach masks part of the intrapopulation heterogeneity revealed by individual progenies. The application of the Operational Resistance State (R*) concept proved effective for early diagnosis, confirming the presence of functional glyphosate resistance at low frequency in the evaluated population, with Family 27 classified as R* at the dose of 2.160 g a.e. ha⁻¹. Variance partitioning demonstrated that evolutionary potential is not uniform across the selection gradient and reaches its maximum at 2.160 g a.e. ha⁻¹, where the highest values of narrow-sense heritability, additive genetic variance, and evolvability were observed. In contrast, extreme doses sharply reduced variability and compressed the phenotypic response. It is concluded that the maternal progeny-based approach increases diagnostic sensitivity, that the R* criterion is a promising tool for early resistance surveillance, and that a critical selection window exists in which increasing the herbicide dose may paradoxically accelerate the evolution of resistance.