Mecanismo de ação e resistência.FINAL

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Resistência das plantas 
daninhas
Como a planta “morre”? Ação dos 
herbicidas
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Susceptibilidade
Tolerância
–Característica da espécie
–Existe antes do uso do herbicida
Suscetibilidade é uma característica inata de uma espécie,
em que há alterações marcantes no crescimento e
desenvolvimento da planta, como resultado de sua
incapacidade de suportar a ação do herbicida (Christoffoleti
et al., 2000).
2- Definições
Tolerância é uma característica inata da espécie em
sobreviver a aplicação de herbicidas na dose recomendada,
que seria letal a outras espécies, sem alterações marcantes
em seu crescimento e desenvolvimento. É uma
característica que existe nas plantas antes mesmo da
primeira aplicação do herbicida (Christoffoleti, 2004).
2- Definições
Resistência é a capacidade adquirida de uma planta em
sobreviver a determinados tratamentos herbicidas que, em
condições normais controlam os integrantes da população
(Vargas et al., 1999).
Fatores: mutação, genes pré-existentes
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2- Definições
Biótipo: um grupo de indivíduos dentro de uma espécie,
com carga genética semelhante, porém pouco diferenciado
da maioria dos indivíduos da população, que no caso de
plantas daninhas resistente a herbicidas é caracterizado,
normalmente, apenas pela característica genética que
confere a característica da resistência (Kissmann, 2003).
Mecanismo de ação: é a forma específica pela qual um
herbicida interfere de modo significativo em determinado
processo biológico (Christoffoleti et al., 2000).
Resistência cruzada ocorre quando biótipos de plantas
daninhas são resistentes a dois ou mais herbicidas, devido
a um só mecanismo de resistência, portanto, resistente a
todos os herbicidas que apresentam um mesmo
mecanismo de ação (Christoffoleti, 2004).
Tipos de resistência
Resistência múltipla ocorre quando um indivíduo possui
um ou mais mecanismo de resistência distintos que
conferem o comportamento resistente a herbicidas com
mecanismo de ação diferenciado (Christoffoleti, 2004).
R R
S S S S S S
R R R R
Chlorimuron Nicosulfuron Imazethapyr
Test. 70 g/ha Test. Test.100 g/ha 100 mL/ha
Fonte: Lopes-Ovejero, 2006
Resistência cruzada Resistência múltipla
Leiteiro
ALS e EPSPs
- cloransulam-methyl, 
imazamox, imazaquin 
imazethapyr
- glyphosate
Trapoeraba
Tolerante ao glyphosate
ALGUMAS ESPÉCIES TOLERANTES A HERBICIDAS
Losna-brava Leiteiro
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Capim-colchão Poaia-branca
p
Erva-quente
Tolerante ao 
Roundup
Corda-de-viola
CRITÉRIOS PARA RELATO DE CASO DE RESISTÊNCIA
1. Atender a definição de Resistência;
2. Confirmação com protocolos com base cientifica;
3. Caracterização da herdabilidade da resistência;
4. Demonstração do impacto prático no campo;
5. Identificação botânica da espécie.
Aplicação de herbicidas por vários anos
Fonte: Adaptado de Santhakumar, 2003.
Suscetível
(99,009%)
Resistente
(0,001%)
População 
inicial da 
espécie “X”
População 
final da 
espécie “X”
Suscetível
(0,001%)
Resistente
(99,009%)
247 espécies
461 biótipos
86 culturas
103 monocotiledôneas
144dicotiledôneas
157 herbicidas
66 países
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30/11/2015
5
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6
Brasil
33Fonte: Adaptado de Heap, 2015Anos
N
ú
m
er
o
 d
e 
b
ió
ti
p
o
s
Chloris elata
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA 
RESISTÊNCIA
- Gene pré-existente ou mutação
- Pressão de seleção
- Frequência gene
- Herbicidas: residual, mecanismo....
- Práticas: rotação cultura e mecanismos.
Previsão de evolução na taxa de resistência
de azevem a glyphosate
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Glyphosate todos os anos
Glyphosate alternado com paraquat
F
re
q
ü
ê
n
c
ia
d
e
 r
e
s
is
tê
n
c
ia
FATORES FAVORÁVEIS A SELEÇÃO DE 
ESPÉCIES RESISTENTES (planta)
- Diversidade genética
- Dormência das sementes
- Grande produção de propágulos
- Densidade da planta daninha
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- Uso repetido do mesmo mecanismo herbicida
- Herbicidas altamente específicos
- Herbicidas com residual
FATORES FAVORÁVEIS A SELEÇÃO 
DE ESPÉCIES RESISTENTES (produtos)
PRESSÃO DE SELEÇÃO
- Dose
- Número de aplicações
Herbicidas X pressão de seleção
A Inhibition of acetyl CoA carboxylase (ACCase)
B Inhibition of ALS (acetolactate synthase)
C1 Inhibition of photosynthesis at photosystem II (Triazines)
C2 Inhibition of photosynthesis at photosystem II (Ureas)
C3 Inhibition of photosynthesis at photosystem II (Nitriles)
D Photosystem-I-electron diversion
E Inhibition of (PPO) protoporphyrinogen oxidase
F1 Bleaching: Inhibition of carotenoid biosynthesis at the PDS
F2 Bleaching: Inhibition of 4-hydroxyphenyl-pyruvate-dioxygenase
F3 Bleaching: Inhibition of carotenoid biosynthesis (unknown target)
G Inhibition of EPSP synthase
H Inhibition of glutamine synthetase
I Inhibition of DHP (dihydropteroate) synthase
K1 Microtubule assembly inhibition
K2 Inhibition of mitosis
K3 Inhibition of cell division
L Inhibition of cell wall (cellulose) synthesis
M Uncoupling (Membrane disruption)
N Inhibition of lipid synthesis - not ACCase inhibition
O Synthetic auxins (action like indoleacetic acid)
P Inhibition of indoleacetic acid action
Z Unknown
alta
baixa
Número de anos para desenvolver resistência
MANEJO DA RESISTÊNCIA
 Herbicidas: alternar e associar mecanismos
 Planejar o controle (no ano e próximos anos)
 Rotação de culturas
 Usar outros métodos de controle (palhada)
Modificação no sítio de ação 
Metabolização
Absorção
Translocação
Super expressão da enzima
Compartimentalização
7- Mecanismos que conferem a resistência
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7.1- Alteração do local de ação
 Alteração no DNA;
Alteração do ponto de acoplamento.
7.1- Alteração do local de ação
Planta suscetível Planta resistente
Herbicida
Enzima
Herbicida
Enzima
7.1- Alteração do local de ação
Planta suscetível Planta resistente
Herbicida
Enzima
Herbicida
Enzima
Exemplos:
Euphorbia heterophylla
Bidens pilosa
Brachiaria plantaginea
Cyperus difformis
7.2- Metabolização do herbicida
 Decomposição da molécula rapidamente pela planta
resistente;
 Formas: hidrólise, oxidação e conjugação.
 
Where R= Ala. Val. Leu. Asp.
 Glu. Phe. Trp. 
O CH2 C R
O
Cl
Cl
Amino acid
conjugation
O CH2 C R
O
Cl
Cl
OH
Cl
Cl
??
O CH2 C OH
O
Cl
Cl
side-chain
oxidation
sugar
conjugation
O CH2 C O
O
Cl
Cl
O
OH
OH
OH
CH2OH
Glucose ester of 2,4 -D
2,4 - D2,4 - Dichlorophenol
NIH Shift
2,4 - D -hydroxylase
O CH2 C OH
O
Cl
OH
Cl
2,5 - D, 4 - OH
sugar
conjugation
O CH2 C OH
O
Cl
O
Cl
Glucose
2,5 - D, 4 - -glucoside
O CH2 C OH
O
Cl
OH
Cl
sugar
conjugation
O CH2 C OH
O
Cl
O
Cl
glucose
2,3 - D, 4 - OH 2,3 - D, 4 - -glucoside
METABOLISMO DE 
MOLÉCULAS HERBICIDAS
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P450
Herb Herb-OH
Retículo endoplasmático UDP-glicose UDP
Herb-O-glicose
Herb-O-glicose
GT
Herb-Z
GSH
Herb-GS
H
Herb-GS
ATP
ADP+Pi
GST
VACÚOLO
Cyt P450 MONOXIGENASE
GLUTATIONA TRANSFERASE 
(GST)
INIBIDORES DA ACCase
INIBIDORES DA ALS
FOTOSSISTMA II
AUXINAS SINTÉTICAS
EPSPs
COOH-CH2-NH-P-OH
O
OH
GLYPHOSATE
NH2-CH2-P-OH
O
OH
AC AMINOMETILFOSFÓNICO
AMPA
NH2-CH3
METILALANINA
C-P LIASE
C
O
H H
FORMALDEIDO
METILALANINA 
DEHIDROGENASE7.3- Redução da concentração no local de ação
Armazenamento em locais inativos como vacúolo
(compartimentalização);
Quantidade que atinge o local de ação é reduzida, não
sendo letal (absorção e translocação).
Procópio et al. (2002)
Cera epicuticular
Estômato
Euphorbia heterophyla
Absorção
1 - volatilizar, 
2 - permanecer 
sobre a superfície, 
3 - penetrar, 
4 e 5 – transporte.
Translocação
Translocação no 
biótipo resistente
Translocação no 
biótipo suscetível
Translocação
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10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Folha de
aplicação
Perfilho
plincipal
Perfilho 2 Perfilho 3 Raízes Exsudação
radicular
14
C-
Gl
yp
ho
sat
e (
%)
Resistente
Sensível
Ferreira et al (2006)
Translocação de glyphosate em azevém resistente e
suscetível.
Detalhe de uma planta de azevém resistente, tratada com 2.280 g e.a. 
ha-1 de glyphosate, rebrotando aos 60 dias após tratamento com o 
herbicida – Vacaria/RS, 2004. Vargas et al., 2005
Folha de Aplicação
0
20
40
60
80
100
6 12 36 72
Tempo (horas)
14
 C
-G
ly
ph
os
at
e 
(%
)
R
S
DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E 
RESISTENTE AO GLYPHOSATE
Ferreira et al (2008)
Caule
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
6 12 36 72
Tempo (horas)
14
C
-G
ly
ph
os
at
e 
(%
)
S
R
DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E 
RESISTENTE AO GLYPHOSATE
Ferreira et al (2008)
Parte aérea
0
5
10
15
20
25
6 12 36 72
Tempo (horas)
14
C
-G
ly
ph
os
at
e 
(%
)
S
R
DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E 
RESISTENTE AO GLYPHOSATEFerreira et al (2008)
Raízes
0
5
10
15
20
25
6 12 36 72
Tempo (horas)
14
C
-G
ly
ph
os
at
e 
(%
)
S
R
DISTRIBUIÇÃO DO GLYPHOSATE EM BIÓTIPOS DE BUVA SUSCETÍVEL E 
RESISTENTE AO GLYPHOSATE
Ferreira et al (2008)
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Dinelli et al. (2006): Conyza canadensis
translocação diferenciada do glyphosate entre os biótipos 
resistentes e suscetíveis
super produção da enzima EPSPs
rebrota das gemas
Baerson et al. (2002) e Lorraine-Colwill et al (2002): Lolium rigidum
Translocação diferenciada
Super produção da enzima EPSPs
DIAGNÓSTICO DA RESISTÊNCIA A CAMPO
Produto, dose, época ou estádio de aplicação, 
calibração, volume de calda, adjuvantes, tipo de 
bicos e condições ambientais foram adequados? 
As falhas de controle foram para uma espécie 
apenas?
As plantas não são resultado de reinfestação?
O controle insatisfatório de plantas 
daninhas não significa que seja resistência.
Histórico da área, herbicida….?
O herbicida em questão vem perdendo 
eficiência?
Há casos de plantas resistentes a este 
herbicida?
O herbicida não perdeu eficiência sobre 
outras espécies?
Produto
Dose 
Bicos
Falhas
Inicialmente ocorrem “falhas” na forma de reboleiras
Falhas
Mesma espécie?
Conyza bonariensis
Planta resistente
Planta suscetível
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Conyza bonariensis
Planta suscetível
Planta resistente
Aplicação de glyphosate em mistura com graminicidas para controle de 
biótipo resistente de Lolium multiflorum. Capão bonito/RS - 2004 Galli et al., s.d
Quadro 4 – Risco de evolução da resistência, de acordo com as práticas de cultivo 
Risco de resistência 
Opção de manejo 
Baixo Médio Alto 
Mecanismo herbicida usado Mais que dois Dois mecanismos Um mecanismo 
Mistura de herbicidas Mais que dois mecanismos Dois mecanismos Um mecanismo 
Método de controle Cultural, mecânico e químico Cultural e químico Químico 
Rotação de cultura Completa Limitada Nenhuma 
Infestação Baixa Média Alta 
Controle nos últimos três anos Bom Declinando Ruim 
Fonte: Adaptado de HRAC (1998d). 
Estratégias para o manejo da resistência 
de plantas daninhas a herbicidas
Rotação de culturas;
Manejo apropriado dos herbicidas;
Prevenção da disseminação de sementes através do uso 
de equipamentos limpos;
Evitar a introdução de sementes de plantas daninhas 
resistentes;
Monitoramento da evolução inicial da resistência;
Controle de plantas daninhas suspeitas de resistência 
antes que as mesmas produzam sementes;
Seguir as instruções constantes na bula com relação a 
dose e época de aplicação;
Utilizar outros métodos de controle, além do uso de 
herbicidas;
Adoção de cultivares transgênicas;
Empregar sementes certificadas;
Utilização de herbicidas não seletivos na pré-colheita;
Utilizar técnicas de agricultura de precisão para mapear 
as áreas com a presença de plantas daninhas;
Utilizar o MIPD.
Predição do surgimento da resistência de plantas daninhas aos herbicida
“A” e “B” quando aplicados continuamente isolados, em rotação ou em
misturas
Fonte: Powles et al., 1997 citado por Merotto Jr, 1998