Caracterização da resistência de Conyza sumatrensis ao herbicida paraquat

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Data

2019-07-19

Orientador

Carbonari, Caio Antonio

Coorientador

Pós-graduação

Agronomia (Agricultura) - FCA

Curso de graduação

Título da Revista

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Título de Volume

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Dissertação de mestrado

Direito de acesso

Acesso abertoAcesso Aberto

Resumo

Resumo (português)

A resistência de plantas daninhas a herbicidas é um problema que tem se agravado nos últimos anos, principalmente devido a seleção de biótipos resistentes de buva (Conyza spp.) a importantes herbicidas no manejo destas plantas daninhas, como é o caso do paraquat. Este herbicida atua no aparato fotossintético das plantas, desviando elétrons no fotossistema I, o que leva a formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), causando reações oxidativas e morte das plantas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o comportamento das plantas de Conyza sumatrensis resistentes frente à biótipos suscetíveis ao paraquat, com relação a adaptabilidade ecológica e respostas à ação do herbicida. Ensaios para a caracterização da resistência dos biótipos foram conduzidos através de curvas dose-resposta, a fim de identificar o fator de resistência destas plantas ao paraquat, selecionando-se o biotipo mais resistente para estudos posteriores (FR: 184,71). Foram conduzidos experimentos de adaptabilidade ecológica da espécie, sem a aplicação do herbicida, avaliando-se variáveis morfológicas das plantas como acúmulo de biomassa seca, área foliar, altura das plantas, densidade e tamanho de estômatos além de parâmetros relacionados a fluorescência das plantas (ETR, Fv/Fm). Um terceiro experimento foi conduzido com os mesmos biótipos, trabalhando-se com duas doses de paraquat (0 e 800 g i.a ha-1), a fim de avaliar variáveis fisiológicas no período de 2, 4 e 24 horas após a aplicação (HAA). Algumas plantas foram coletadas 4 HAA para a realização de análises bioquímicas de enzimas antioxidantes da planta como SOD, CAT, APX, POX e MDA. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste F (p≤0,05) e as médias comparadas pelo teste de tukey (p≤0,05) calculando-se o intervalo de confiança. Os biótipos resistentes ao paraquat quando na ausência do herbicida, naturalmente apresentaram maior acúmulo de biomassa seca e área foliar, além de maior taxa de assimilação liquida de CO2 (A), eficiência de carboxilação (EC), condutância estomática (gs) e eficiência no uso da água (EUA). Estes biótipos apresentaram maior densidade estomática tanto na face adaxial quanto na face abaxial das folhas, no entanto apresentam estômatos menores com relação ao biotipo suscetível. A taxa de transporte de elétrons (ETR) e o rendimento quântico máximo do fotossistema II (Fv/Fm) foram similares entre os biotipos resistentes e suscetível, porém quando houve a aplicação de 800 g i.a ha-1 de paraquat, apenas os biótipos resistentes apresentaram recuperação 16 HAA. As plantas resistentes apresentaram maior atividade natural das enzimas CAT, SOD, APX, e menor acúmulo de MDA após a aplicação. Os biótipos de C. sumatrensis além de apresentarem elevado fator de resistência, demonstram diferenças morfológicas, fisiológicas e bioquímicas com relação às plantas suscetíveis, além de demonstrarem rápida recuperação dos efeitos deletérios causados pela aplicação de paraquat.

Resumo (português)

The weeds resistance to herbicides is a problem that has worsened in recent years, mainly due to the selection of resistant fleabane biotypes (Conyza spp.) to important herbicides in the management of these weeds, as is the case of paraquat. This herbicide acts on the photosynthetic apparatus of plants, diverting electrons from photosystem I, which leads to the formation of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative reactions and plant death. In this context, the objective of this study was to characterize the behavior of resistant Conyza sumatrensis plants in relation to the paraquat susceptible biotypes, in terms of ecological adaptability and responses to herbicide effect. Resistance characterization tests were carried out through dose-response curves (assay 1) to identify the resistance factor of these plants to paraquat, selecting the most resistant biotype for later studies (FR: 184,71). Ecological adaptability experiments were carried out without herbicide application (assay 2), evaluating plant morphological variables such as accumulation of dry biomass, leaf area, plant height, stomata density and size, as well as parameters related to plant fluorescence (ETR, Fv/Fm). A third experiment was carried out with the same biotypes, two doses of paraquat (0 and 800 g ha-1) were applied, in order to evaluate physiological variables at 2, 4 and 24 hours after application (HAA). Some plants were collected 4 HAA to perform biochemical analyzes of plant antioxidant enzymes such as SOD, CAT, APX, POX and MDA. The data were submitted to analysis of variance by the F test (p≤0.05) and the means were compared by the tukey test (p≤0.05), and the confidence interval was calculated. The biotypes resistant to paraquat when in the absence of the herbicide, naturally presented greater accumulation of dry biomass and leaf area, besides higher CO2 assimilation rate (A), carboxylation efficiency (EC), stomatal conductance (gs) and water use efficiency (WUE). These biotypes presented higher stomatal density on both the adaxial and abaxial sides of the leaves, but generally present smaller stomata in relation to the sensitive biotype. The electron transfer rate (ETR) and the quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) were similar between resistant and susceptible biotypes, but when 800 g i.a ha-1 of paraquat were applied, only the resistant biotypes recovered 16 HAA. Resistant plants showed higher natural activity of CAT, SOD, APX, and lower accumulation of MDA after application. C. sumatrensis biotypes, besides showing a high resistance factor, also demonstrated morphological, physiological and biochemical differences in relation to susceptible plants, as well as showing a rapid recovery of deleterious effects induced by paraquat application.

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Português

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