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Título: Mecanismo de tolerância a herbicidas inibidores da ALS em cultivares de aveia branca (Avena sativa L.)
Título(s) alternativo(s): Mechanism of tolerance to ALS inhibitor herbicides in white oat cultivars (Avena sativa L.)
Autor(es): Xavier, Elouize
Orientador(es): Trezzi, Michelangelo Muzell
Palavras-chave: Plantas - Efeito dos herbicidas
Inibidores enzimáticos
Plantas - Metabolismo
Plants - Effect of herbicides on
Enzyme inhibitors
Plants - Metabolism
Data do documento: 18-Mai-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: XAVIER, Elouize. Mecanismo de tolerância a herbicidas inibidores da ALS em cultivares de aveia branca (Avena sativa L.). 2018. 180 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
Resumo: O crescimento da população mundial e o consequente aumento da demanda por alimentos é um desafio preocupante para a ciência. O aumento da produtividade das culturas é uma estratégia importante para fazer frente a esse desafio. As infestações com plantas daninhas estão entre as principais limitações à produtividade das plantas cultivadas. A seletividade dos herbicidas às culturas é fundamental para o sucesso de programas de controle das plantas daninhas. A aveia branca é uma importante cultura para a região Sul do Brasil. Pesquisas são fundamentais para melhorar a segurança das aplicações e ampliar o número de herbicidas e mecanismos de ação disponíveis para essa cultura. Foram realizadas pesquisas aos níveis genético, bioquímico e fenotípico com o objetivo de investigar o mecanismo de tolerância a herbicidas inibidores da ALS em cultivares de aveia branca. Para isto, foram utilizadas as cultivares de aveia branca UFRGS 14, UFRGS 18, URS Taura, URS Guará e URS Guria. O primeiro capítulo buscou caracterizar o nível de tolerância de cultivares de aveia branca aos herbicidas inibidores da ALS. O segundo capítulo visou avaliar o nível de controle de plantas daninhas pela aplicação dos herbicidas penoxsulam e bispyribac. O terceiro capítulo objetivou avaliar o efeito do protetor mefenpyr-methyl e de inibidores da metabolização (inseticidas organofosforados) sobre a tolerância de cultivares de aveia branca ao herbicida penoxsulam. O quarto capítulo objetivou avaliar a atividade da enzima ALS de cultivares de aveia branca na ausência e na presença dos herbicidas inibidores enzimáticos imazethapyr e penoxsulam. O quinto capítulo objetivou avaliar a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e peroxidase em cultivares aveia branca pela aplicação do herbicida penoxsulam. No sexto capítulo, utilizando-se uma cultivar sensível e outra tolerante de aveia branca ao herbicida penoxsulam, objetivou determinou a atividade da enzima glutationa-S-transferase (GST), a estabilidade de genes referência (RT-qPCR) e a expressão dos genes alvo Citocromo P450 e GST. As cultivares de aveia branca apresentaram diferentes níveis de tolerância aos herbicidas inibidores da ALS. O herbicida penoxsulam apresentou maior seletividade às cultivares de aveia branca testadas. Os herbicidas bispyribac e penoxsulam apresentaram níveis de controle satisfatório do azevém, importante planta daninha de culturas de inverno. O uso de inseticidas organofosforados e do mefenpyr-diethyl interferiu nos níveis de tolerância das cultivares de aveia branca ao penoxsulam. A tolerância das cultivares de aveia branca não pode ser atribuída à menor sensibilidade da enzima ALS aos herbicidas imazethapyr e penoxsulam. A atividade das enzimas antioxidantes, pode ser um possível mecanismo envolvido na tolerância ao herbicida penoxsulam. O conjunto de resultados de ação de inibidores da metabolização sobre plantas e de atividade enzimática e expressão gênica da GST indicam que a metabolização do herbicida é o mecanismo responsável pela tolerância das cultivares de aveia branca ao penoxsulam.
Abstract: World population growth and the consequent increase in demand for food is a troubling challenge for science. Increasing crop productivity is an important strategy to meet this challenge. Weed infestations are among the main limitations to the productivity of cultivated plants. The selectivity of herbicides to crops is fundamental to the success of weed control programs. White oats are an important crop for the southern region of Brazil. Research is fundamental to improve the safety of applications and to increase the number of herbicides and mechanisms of action available for this crop. Genetic, biochemical and phenotypic research was carried out to investigate the mechanism of tolerance to ALS inhibitor herbicides in white oat cultivars. For this, the cultivars of white oats UFRGS 14, UFRGS 18, URS Taura, URS Guará and URS Guria were used. The first chapter sought to characterize the level of tolerance of white oat cultivars to ALS inhibitor herbicides. The second chapter aimed to evaluate the level of weed control by the application of the herbicides penoxsulam and bispyribac. The third chapter aimed to evaluate the effect of the mefenpyr-methyl protector and metabolism inhibitors (organophosphorus insecticides) on the tolerance of white oat cultivars to the herbicide penoxsulam. The fourth chapter aimed to evaluate the activity of the ALS enzyme of white oat cultivars in the absence and presence of the enzymatic inhibitor herbicides imazethapyr and penoxsulam. The fifth chapter aimed to evaluate the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase and peroxidase in white oat cultivars by application of the herbicide penoxsulam. In the sixth chapter, using a sensitive and a tolerant white oat cultivar to the herbicide penoxsulam, the objective was to determine the activity of the enzyme glutathione-S-transferase (GST), reference gene stability (RT-qPCR) and expression of the cytochrome P450 and GST target genes. White oat cultivars showed different levels of tolerance to ALS inhibitor herbicides. The herbicide penoxsulam presented greater selectivity to the tested white oat cultivars. The herbicides bispyribac and penoxsulam presented levels of satisfactory control of ryegrass, an important winter weed crop. The use of organophosphate and mefenpyr-diethyl insecticides interfered in the tolerance levels of white oat cultivars to penoxsulam. The tolerance of white oat cultivars can not be attributed to the lower sensitivity of the ALS enzyme to the herbicides imazethapyr and penoxsulam. The activity of antioxidant enzymes may be a possible mechanism involved in tolerance to the herbicide penoxsulam. The results of action of inhibitors of plant metabolism and of enzymatic activity and gene expression of GST indicate that the herbicide metabolism is the responsible mechanism for the tolerance of the cultivars of white oats to penoxsulam.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3348
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