dc.creator | Schmitz, Maicon Fernando | |
dc.date.accessioned | 2023-02-01T11:08:50Z | |
dc.date.available | 2023-01 | |
dc.date.available | 2023-02-01T11:08:50Z | |
dc.date.issued | 2022-06-23 | |
dc.identifier.citation | SCHMITZ, Maicon Fernando. Identificação e caracterização de biótipos de leiteira
resistentes aos herbicidas inibidores da enzima HPPD. 2022. 138f. Tese
(Doutorado em Fitossanidade) – Programa de Pós-graduação em Fitossanidade,
Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas,
2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9043 | |
dc.description.abstract | Wild poinsettia (Euphorbia heterophylla) is one of the main troublesome weed of
summer crops, due to the intrinsic aspects of competitiveness, combined with the
occurrence of resistant biotypes. Dose-response curve studies demonstrated
unsatisfactory control of some biotypes by hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase
(HPPD) inhibitors, suggesting the occurrence of resistant biotypes. Thus, the
objectives of this work were to identify and characterize wild poinsettia resistance,
elucidate resistance mechanisms, verify changes in plant metabolism and characterize
the inheritance of resistance of Euphorbia heterophylla to HPPD-inhibiting herbicides.
To this end, a series of studies were carried out that were framed in four chapters, in
which they were carried out from March 2018 to April 2022, in a greenhouse and
laboratories at the Federal University of Pelotas. Initially, seeds collected in different
regions of Rio Grande do Sul state were evaluated for resistance to the herbicide
tembotrione, and control maps, dose-response curves, cross-resistance investigation
and alternative control were carried out (chapter 1). To elucidate the mechanisms of
resistance involved, studies of absorption, translocation, metabolism and identification
of known metabolites of tembotrione were evaluated, as well as the effect of inhibition
of P450 enzymes under exposure to the herbicide tembotrione and the quantification
of the expression of the HPPD gene (chapter two). To verify the changes in plant
metabolism between the biotypes, aspects related to photosynthesis, chlorophyll
fluorescence, pigments, cellular integrity and activity of antioxidant enzymes were
quantified (chapter 3). The mode and type of inheritance of resistance was determined
for the wild poinsettia biotypes resistant to the HPPD-inhibiting herbicides (chapter 4).
The results showed that biotype 32.2 presents multiple resistance to HPPD and PPO
inhibitors and biotype 32.1 presents multiple resistance to HPPD, PPO and ALS. The
pre-emergent atrazine, flumioxazin and sulfentrazone and the post-emergent atrazine,
paraquat, paraquat+diuron, saflufenacil, glyphosate, ammonium glufosinate
demonstrated satisfactory control of all wild poinsettia biotypes. Wild poinsettia
biotypes resistant to HPPD inhibitors present as a mechanism of resistance the rapid
metabolism of the herbicide tembotrione, to a non-toxic metabolite called TCMBA, and
no differential responses were observed between biotypes regarding absorption, P450
inhibition and HPPD gene expression. The increase in exposure of the susceptible
biotype to tembotrione results in a rapid increase in F0 and a marked reduction in Fm
and Fv/Fm, compared to resistant biotypes. Biotypes resistant to HPPD inhibitors show
a smaller decline in photosynthetic variables (A, Gs, E, CE and iWUE), in addition to a
smaller increase in Ci, in relation to the susceptible biotype, during the period of
exposure to the herbicide tembotrione. The increase in the period of exposure to the
herbicide tembotrione resulted in a significant increase in oxidative stress in the
susceptible biotype compared to the resistant ones, as evidenced by the increase in
TBARs, H2O2, cellular extravasation and lower carotenoid content. The higher activity
of APX 96 hours after application of tembotrione, in resistant biotypes resulted in lower
levels of H2O2 and less damage to cellular components. The inheritance of tembotrione
herbicide resistance is complex, being encoded by incompletely dominant nuclear
genes. Heterozygotes have intermediate sensitivity to the herbicide tembotrione,
where F1 R♂ x S♀ has a behavior closer to the susceptible parent, and F1 S♂ x R♀
is closer to the resistant parent. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Euphorbia heterophylla | pt_BR |
dc.subject | Tembotrione | pt_BR |
dc.subject | Gene expression | pt_BR |
dc.subject | Herbicide metabolism | pt_BR |
dc.subject | Antioxidant activity | pt_BR |
dc.subject | Resistance inheritance | pt_BR |
dc.subject | Expressão gênica | pt_BR |
dc.subject | Atividade antioxidante | pt_BR |
dc.subject | Herança da resistência | pt_BR |
dc.title | Identificação e caracterização de biótipos de leiteira resistentes aos herbicidas inibidores da enzima HPPD | pt_BR |
dc.title.alternative | Identification and characterization of wild poinsettia biotypes with resistance to HPPD inhibitors | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6502464754683240 | pt_BR |
dc.description.resumo | A leiteira (Euphorbia heterophylla) é uma das principais plantas daninhas de difícil
controle encontrado nas culturas de verão, devido aos aspectos intrínsecos de
competitividade da espécie, aliada à ocorrência de biótipos resistentes. Estudos de
curva dose-resposta demonstraram controle insatisfatório de alguns biótipos pela
aplicação de inibidores da hidroxifenil piruvato dioxigenase (HPPD), sugerindo a
ocorrência de biótipos resistentes. Desse modo, os objetivos deste trabalho foram
identificar e caracterizar a resistência de leiteira, elucidar os mecanismos resistência,
verificar as alterações do metabolismo vegetal e caracterizar a herança da resistência
de Euphorbia heterophylla aos herbicidas inibidores da HPPD. Para tal, foram
realizados uma série de estudos que foram enquadrados em quatro capítulos, nos
quais foram executados no período de março de 2018 a abril de 2022, em casa de
vegetação e laboratórios da Universidade Federal de Pelotas. Inicialmente, as
sementes coletadas em diferentes regiões do RS foram avaliadas quanto à resistência
ao herbicida tembotrione, sendo construídos mapas de controle, curvas de dose resposta, averiguação da resistência cruzada e controle alternativo (capitulo 1). Para
elucidar os mecanismos de resistência envolvidos, foram realizados estudos de
absorção, translocação, metabolismo e identificação dos metabólitos conhecidos de
tembotrione, bem como, o efeito da inibição das enzimas P450 sob exposição ao
herbicida tembotrione e a quantificação da expressão do gene HPPD (capítulo 2).
Para verificar as alterações no metabolismo vegetal entre os biótipos, foram
quantificados aspectos relacionados a fotossíntese, fluorescência da clorofila,
pigmentos, integridade celular e atividade de enzimas antioxidantes (capítulo 3). O
modo e tipo de herança da resistência foi determinada para os biótipos de leiteira
resistentes aos herbicidas inibidores da HPPD (capitulo 4). Os resultados
demonstraram que o biótipo 32.2 apresenta resistência múltipla aos inibidores da
HPPD e Protox e o biótipo 32.1 apresenta resistência múltipla a HPPD, Protox e ALS.
Os pré-emergentes atrazina, flumioxazina e sulfentrazone e os pós-emergentes
atrazina, paraquat, paraquat+diuron, saflufenacil, glifosato e amônio glufosinato
demonstraram controle satisfatório de todos os biótipos de leiteira. Os biótipos de
leiteira resistentes aos inibidores da HPPD apresentam como mecanismo de
resistência a rápida metabolização do herbicida tembotrione, para um metabolito
atóxico denominado de TCMBA, sendo que não foram observadas respostas
diferenciais entre os biótipos quanto a absorção, inibição das P450 e expressão do
gene HPPD. O incremento da exposição do biótipo suscetível ao tembotrione resulta
em rápido aumento da F0 e redução acentuada de Fm e Fv/Fm, em comparação aos
biótipos resistentes. Os biótipos resistentes aos inibidores da HPPD demonstram
menor declínio das variáveis fotossintéticas (A, Gs, E, CE e EUA), além de, menor
incremento da Ci, em relação ao biótipo suscetível, no decorrer do período de
exposição ao herbicida tembotrione. O incremento do período de exposição ao
herbicida tembotrione acarretou no aumento significativo de estresse oxidativo no
biótipo suscetível em comparação aos resistentes, evidenciado pelo aumento de
TBARs, H2O2, extravasamento celular e menor conteúdo de carotenoides. A maior
atividade da APX 96 horas após a aplicação de tembotrione, nos biótipos resistentes
acarretou menores níveis de H2O2 e menores danos aos componentes celulares. A
herança da resistência ao herbicida tembotrione é complexa, sendo codificada por
genes nucleares de dominância incompleta. Os heterozigotos possuem sensibilidade
intermediária ao herbicida tembotrione, onde a F1 R♂ x S♀ apresenta comportamento
mais próximo ao genitor suscetível, e a F1 S♂ x R♀ mais próxima ao genitor
resistente. | pt_BR |
dc.publisher.department | Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Fitossanidade | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Vargas, Leandro | |