Herbicide management in glyphosate and sulfonylurea-tolerant soybeans / Manejo de herbicidas em soja tolerante a glifosato e sulfonilureias

There is little information on the efficacy and selectivity of sulfonylureas, isolated and in association with glyphosate, in glyphosate and sulfonylurea-tolerant soybeans. Thus, the present study aims to evaluate the efficacy of weed control and selectivity of sulfonylureas, isolated and in association with glyphosate, at post-emergence (V4) of RR2/STS soybean. The experiments were conducted in the in areas located in Piracicaba City, São Paulo State (SP), Brazil (experiment I) and Palotina City, Paraná State (PR), Brazil (experiment II). Treatments were composed of application of the herbicides sulfometuron, chlorimuron, halosulfuron, ethoxysulfuron and glyphosate, isolated and in association, in the BMX Garra RR2/STS cultivar. Experiment I was conducted focusing on the evaluation of the efficacy of weed control; whereas experiment II focused mainly on the evaluation of herbicide selectivity. The experimental design was the randomized complete block, with four replications. Crop injury, weed control, and variables related to agronomic performance were evaluated. Data were submitted to analysis of variance, and the means of the treatments were compared with the Tukey test. Sulfonylureas in association with glyphosate were effective in weed control and selective for the BMX Garra RR2/STS soybean cultivar. The sulfometuron + chlorimuron + glyphosate association presented phytotoxic potential for the BMX Garra RR2/STS cultivar.(AU)

Há poucas informações sobre a eficácia e seletividade de sulfonilureias, isoladas e associadas ao glifosato, na soja tolerante ao glifosato e às sulfonilureias. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficácia no controle de plantas daninhas e seletividade de sulfonilureias, isoladas e em associação com o glifosato, em pós-emergência (V4) de soja RR2/STS. Os experimentos foram conduzidos em áreas localizadas nos municípios de Piracicaba, São Paulo (SP), Brasil (experimento I) e Palotina, Paraná (PR), Brasil (experimento II). Os tratamentos foram compostos pela aplicação dos herbicidas sulfometurom, clorimurom, halossulfurom, etoxissulfurom e glifosato, isolados e em associação, no cultivar BMX Garra RR2/STS. O experimento I foi realizado com o foco principal na avaliação da eficácia no controle de plantas daninhas; ao passo que o experimento II se concentrou principalmente na avaliação da seletividade dos herbicidas. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliados sintomas de injúria, controle de plantas daninhas e variáveis relacionadas ao desempenho agronômico. Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey. Sulfonilureias associadas ao glifosato foram eficazes no controle de plantas daninhas e seletivas para o cultivar de soja BMX Garra RR2/STS. A associação sulfometurom + clorimurom + glifosato apresentou potencial fitotóxico para o cultivar BMX Garra RR2/STS.(AU)

Herbicide management in glyphosate and sulfonylurea-tolerant soybeans / Manejo de herbicidas em soja tolerante a glifosato e sulfonilureias

There is little information on the efficacy and selectivity of sulfonylureas, isolated and in association with glyphosate, in glyphosate and sulfonylurea-tolerant soybeans. Thus, the present study aims to evaluate the efficacy of weed control and selectivity of sulfonylureas, isolated and in association with glyphosate, at post-emergence (V4) of RR2/STS soybean. The experiments were conducted in the in areas located in Piracicaba City, São Paulo State (SP), Brazil (experiment I) and Palotina City, Paraná State (PR), Brazil (experiment II). Treatments were composed of application of the herbicides sulfometuron, chlorimuron, halosulfuron, ethoxysulfuron and glyphosate, isolated and in association, in the BMX Garra RR2/STS cultivar. Experiment I was conducted focusing on the evaluation of the efficacy of weed control; whereas experiment II focused mainly on the evaluation of herbicide selectivity. The experimental design was the randomized complete block, with four replications. Crop injury, weed control, and variables related to agronomic performance were evaluated. Data were submitted to analysis of variance, and the means of the treatments were compared with the Tukey test. Sulfonylureas in association with glyphosate were effective in weed control and selective for the BMX Garra RR2/STS soybean cultivar. The sulfometuron + chlorimuron + glyphosate association presented phytotoxic potential for the BMX Garra RR2/STS cultivar.(AU)

Há poucas informações sobre a eficácia e seletividade de sulfonilureias, isoladas e associadas ao glifosato, na soja tolerante ao glifosato e às sulfonilureias. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficácia no controle de plantas daninhas e seletividade de sulfonilureias, isoladas e em associação com o glifosato, em pós-emergência (V4) de soja RR2/STS. Os experimentos foram conduzidos em áreas localizadas nos municípios de Piracicaba, São Paulo (SP), Brasil (experimento I) e Palotina, Paraná (PR), Brasil (experimento II). Os tratamentos foram compostos pela aplicação dos herbicidas sulfometurom, clorimurom, halossulfurom, etoxissulfurom e glifosato, isolados e em associação, no cultivar BMX Garra RR2/STS. O experimento I foi realizado com o foco principal na avaliação da eficácia no controle de plantas daninhas; ao passo que o experimento II se concentrou principalmente na avaliação da seletividade dos herbicidas. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliados sintomas de injúria, controle de plantas daninhas e variáveis relacionadas ao desempenho agronômico. Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey. Sulfonilureias associadas ao glifosato foram eficazes no controle de plantas daninhas e seletivas para o cultivar de soja BMX Garra RR2/STS. A associação sulfometurom + clorimurom + glifosato apresentou potencial fitotóxico para o cultivar BMX Garra RR2/STS.(AU)

Effect of sulfonylurea tribenuron methyl herbicide on soil Actinobacteria growth and characterization of resistant strains

Repeated application of pesticides disturbs microbial communities and cause dysfunctions on soil biological processes. Granstar® 75 DF is one of the most used sulfonylurea herbicides on cereal crops; it contains 75% of tribenuron-methyl. Assessing the changes on soil microbiota, particularly on the most abundant bacterial groups, will be a useful approach to determine the impact of Granstar® herbicide. For this purpose, we analyzed Actinobacteria, which are known for their diversity, abundance, and aptitude to resist to xenobiotic substances. Using a selective medium for Actinobacteria, 42 strains were isolated from both untreated and Granstar® treated soils. The number of isolates recovered from the treated agricultural soil was fewer than that isolated from the corresponding untreated soil, suggesting a negative effect of Granstar® herbicide on Actinobacteria community. Even so, the number of strains isolated from untreated and treated forest soil was quite similar. Among the isolates, resistant strains, tolerating high doses of Granstar® ranging from 0.3 to 0.6% (v/v), were obtained. The two most resistant strains (SRK12 and SRK17) were isolated from treated soils showing the importance of prior exposure to herbicides for bacterial adaptation. SRK12 and SRK17 strains showed different morphological features. The phylogenetic analysis, based on 16S rRNA gene sequencing, clustered the SRK12 strain with four Streptomyces type strains (S. vinaceusdrappus, S. mutabilis, S. ghanaensis and S. enissocaesilis), while SRK17 strain was closely related to Streptomyces africanus. Both strains were unable to grow on tribenuron methyl as unique source of carbon, despite its advanced dissipation. On the other hand, when glucose was added to tribenuron methyl, the bacterial development was evident with even an improvement of the tribenuron methyl degradation. In all cases, as tribenuron methyl disappeared, two compounds were detected with increased concentrations...(AU)

Effects of monosulfuron-ester on metabolic processes of nitrogen-fixing cyanobacteria Anabaena flos-aquae and Anabaena azotica

Presence of the relatively new sulfonylurea herbicide monosulfuron-ester at 0.03-300 nmol/L affected the growth of two non-target nitrogen-fixing cyanobacteria (Anabaena flos-aquae and Anabaena azotica) and substantially inhibited in vitro Acetolactate synthase activity, with IC50 of 3.3 and 101.3 nmol/L for A. flos-aquae and A. azotica, respectively. Presenting in 30-300 nmol/L, it inhibited protein synthesis of the cyanobacteria with less amino acids produced as its concentration increased. Our findings support the view that monosulfuron-ester toxicity in both nitrogen-fixing cyanobacteria is due to its interference with protein metabolism via inhibition of branch-chain amino acid biosynthesis, and particularly Acetolactate synthase activity.(AU)

Resistance and differential susceptibility of Bidens pilosa and B. subalternans biotypes to ALS-inhibiting herbicides

The frequent application of herbicides in agricultural areas may select resistant biotypes in weed populations, whose biological characteristics influence the speed and patterns of resistance. This research aims to charactere, simultaneously, resistance patterns and differential susceptibility of Bidens pilosa and B. subalternans biotypes to ALS-inhibiting herbicides of the imidazolinone and sulfonylurea chemical groups. Six hairy beggarticks biotypes, four suspected resistant and two known susceptible, were treated with eight rates of chlorimuron-ethyl or imazethapyr, in greenhouse conditions. Percent control and percent fresh weight of the plants were evaluated at 28 days after the application. B. subalternans is less susceptible to ALS-inhibiting herbicides than B. pilosa; B. subalternans biotypes were more resistant than B. pilosa biotypes; there are B. pilosa and B. subalternans biotypes with cross resistance to the ALS-inhibiting herbicides of the sulfonylurea and imidazolinone groups; there are different patterns of cross resistance to the diverse groups of ALS-inhibiting herbicides.

A freqüente aplicação de herbicidas em áreas agrícolas pode selecionar resistência em biótipos de plantas daninhas, cujas características biológicas influenciam na velocidade e nos padrões da resistência. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de caracterizar, simultaneamente, o padrão de resistência e a susceptibilidade diferencial de biótipos de Bidens pilosa e B. subalternans aos herbicidas inibidores da ALS dos grupos químicos das imidazolinonas e sulfoniluréias. Para tanto, seis biótipos de picão-preto, quatro supostamente resistentes e dois sabidamente suscetíveis, foram submetidos à aplicação de oito doses de chlorimoron-ethyl ou imazethapyr, em condição de casa-de-vegetação. Avaliou-se o controle e a massa fresca percentual das plantas aos 28 dias após a aplicação. B. subalternans é menos suscetível aos herbicidas inibidores da ALS que B. pilosa; os biótipos de B. subalternans mostraram-se mais resistentes que o biótipo de B. pilosa; há ocorrência de biótipos de B. pilosa e B. subalternans com resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS do grupo das sulfoniluréias e imidazolinonas; há padrões diferenciados de resistência cruzada de picão-preto aos diversos grupos de herbicidas inibidores da ALS.

Resistance and differential susceptibility of Bidens pilosa and B. subalternans biotypes to ALS-inhibiting herbicides

The frequent application of herbicides in agricultural areas may select resistant biotypes in weed populations, whose biological characteristics influence the speed and patterns of resistance. This research aims to charactere, simultaneously, resistance patterns and differential susceptibility of Bidens pilosa and B. subalternans biotypes to ALS-inhibiting herbicides of the imidazolinone and sulfonylurea chemical groups. Six hairy beggarticks biotypes, four suspected resistant and two known susceptible, were treated with eight rates of chlorimuron-ethyl or imazethapyr, in greenhouse conditions. Percent control and percent fresh weight of the plants were evaluated at 28 days after the application. B. subalternans is less susceptible to ALS-inhibiting herbicides than B. pilosa; B. subalternans biotypes were more resistant than B. pilosa biotypes; there are B. pilosa and B. subalternans biotypes with cross resistance to the ALS-inhibiting herbicides of the sulfonylurea and imidazolinone groups; there are different patterns of cross resistance to the diverse groups of ALS-inhibiting herbicides.

A freqüente aplicação de herbicidas em áreas agrícolas pode selecionar resistência em biótipos de plantas daninhas, cujas características biológicas influenciam na velocidade e nos padrões da resistência. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de caracterizar, simultaneamente, o padrão de resistência e a susceptibilidade diferencial de biótipos de Bidens pilosa e B. subalternans aos herbicidas inibidores da ALS dos grupos químicos das imidazolinonas e sulfoniluréias. Para tanto, seis biótipos de picão-preto, quatro supostamente resistentes e dois sabidamente suscetíveis, foram submetidos à aplicação de oito doses de chlorimoron-ethyl ou imazethapyr, em condição de casa-de-vegetação. Avaliou-se o controle e a massa fresca percentual das plantas aos 28 dias após a aplicação. B. subalternans é menos suscetível aos herbicidas inibidores da ALS que B. pilosa; os biótipos de B. subalternans mostraram-se mais resistentes que o biótipo de B. pilosa; há ocorrência de biótipos de B. pilosa e B. subalternans com resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS do grupo das sulfoniluréias e imidazolinonas; há padrões diferenciados de resistência cruzada de picão-preto aos diversos grupos de herbicidas inibidores da ALS.

Resistence of Euphorbia Heterophylla L. to ALS-inhibiting herbicides in soybean

Herbicides are widely used in soybean for weed control, and the selection pressure attributed to the repeated use of herbicides with similar modes of action on the same site has caused selection for resistant biotypes within and among previously susceptible species, such as Euphorbia heterophylla L., in relation to ALS enzyme inhibitors, in the states of Paraná, Rio Grande do Sul, and São Paulo, Brazil. Seeds of E. heterophylla were collected to examine possible new cases of resistant populations and to test alternative herbicide treatments to manage these populations, in the Caarapó region, State of Mato Grosso do Sul, Brazil, in areas where plants of this species have survived continuous herbicide applications. The experiment was carried out under greenhouse conditions, where biotypes with a history of suspected resistance were compared with a known susceptible biotype. Several post-emergence herbicides were sprayed at zero, one, two, four, and eight times the recommended field application rates. Twenty days after application, plants were harvested, and control percentage and fresh weight were determined to establish dose-response curves, in the aim to obtain the resistance factor using CD50 and RD50 data. The chlorimuron-ethyl resistance factor values for the control percentage and fresh weight parameters were higher than 16.5 and 16.9, respectively, while imazethapyr showed resistance factors higher than 25.0 and 23.5, respectively. The resistant biotype showed different resistance levels to chlorimuron-ethyl and imazethapyr, showing cross-resistance to the sulfonylurea and imidazolinone groups. Nevertheless, this biotype was effectively controlled by fomesafen (250 g ha-1), lactofen (120 g ha-1), flumiclorac-pentyl (40 g ha-1), glufosinate-ammonium (150 g ha-1), and glyphosate (360 g ha-1).

Os herbicidas constituem a principal medida de controle de plantas daninhas na cultura da soja, mas através da pressão de seleção, o uso contínuo e prolongado de produtos com o mesmo mecanismo de ação pode provocar a manifestação de biótipos resistentes, como ocorreu com Euphorbia heterophylla L. aos inibidores da ALS nos Estados do Paraná, Rio Grande do Sul e São Paulo. Para verificar possíveis novos casos, bem como alternativas para prevenção e manejo, foram coletadas sementes dessa espécie daninha na região de Caarapó (MS), em plantas que sobreviveram a tratamentos onde esses herbicidas foram sistematicamente aplicados nos últimos anos. Em casa-de-vegetação, comparou-se o efeito dos principais herbicidas usados em pós-emergência na cultura da soja sobre o biótipo com histórico de resistência e sobre um suscetível sendo instalado, um experimento em blocos ao acaso para cada produto (n = 4). Os herbicidas foram aplicados quando as plantas apresentavam de duas a quatro folhas verdadeiras nas doses zero, uma, duas, quatro e oito vezes a recomendação do fabricante. Aos vinte dias após a aplicação, foram avaliados parâmetros relativos ao controle e produção de fitomassa epígea com base nos valores de DC50 e GR50. Foi determinado também o fator de resistência (FR), que representa o número de vezes em que a dose necessária para proporcionar 50% de controle ou de redução na produção de fitomassa epígea do biótipo suscetível deve ser aumentada, para que possa ocorrer o mesmo efeito sobre o resistente. O biótipo resistente apresentou diferentes níveis de resistência aos herbicidas chlorimuron-ethyl e imazethapyr, demonstrando ser portador de resistência cruzada aos inibidores da ALS dos grupos das sulfoniluréias e imidazolinonas. O fator de resistência para chlorimuron-ethyl foi superior a 16,5 para a porcentagem de controle e a 16,9 para a produção de fitomassa epígea, enquanto que para imazethapyr, o fator de resistência foi superior a 25,0 e a 23,5, respectivamente. O biótipo resistente foi eficientemente controlado nos tratamentos com os herbicidas fomesafen (250 g ha-1), lactofen (120 g ha-1), flumiclorac-pentil (40 g ha-1), glufosinato de amônio (150 g ha-1) e glyphosate (360 g ha-1).

Resistence of Euphorbia Heterophylla L. to ALS-inhibiting herbicides in soybean

Herbicides are widely used in soybean for weed control, and the selection pressure attributed to the repeated use of herbicides with similar modes of action on the same site has caused selection for resistant biotypes within and among previously susceptible species, such as Euphorbia heterophylla L., in relation to ALS enzyme inhibitors, in the states of Paraná, Rio Grande do Sul, and São Paulo, Brazil. Seeds of E. heterophylla were collected to examine possible new cases of resistant populations and to test alternative herbicide treatments to manage these populations, in the Caarapó region, State of Mato Grosso do Sul, Brazil, in areas where plants of this species have survived continuous herbicide applications. The experiment was carried out under greenhouse conditions, where biotypes with a history of suspected resistance were compared with a known susceptible biotype. Several post-emergence herbicides were sprayed at zero, one, two, four, and eight times the recommended field application rates. Twenty days after application, plants were harvested, and control percentage and fresh weight were determined to establish dose-response curves, in the aim to obtain the resistance factor using CD50 and RD50 data. The chlorimuron-ethyl resistance factor values for the control percentage and fresh weight parameters were higher than 16.5 and 16.9, respectively, while imazethapyr showed resistance factors higher than 25.0 and 23.5, respectively. The resistant biotype showed different resistance levels to chlorimuron-ethyl and imazethapyr, showing cross-resistance to the sulfonylurea and imidazolinone groups. Nevertheless, this biotype was effectively controlled by fomesafen (250 g ha-1), lactofen (120 g ha-1), flumiclorac-pentyl (40 g ha-1), glufosinate-ammonium (150 g ha-1), and glyphosate (360 g ha-1).

Os herbicidas constituem a principal medida de controle de plantas daninhas na cultura da soja, mas através da pressão de seleção, o uso contínuo e prolongado de produtos com o mesmo mecanismo de ação pode provocar a manifestação de biótipos resistentes, como ocorreu com Euphorbia heterophylla L. aos inibidores da ALS nos Estados do Paraná, Rio Grande do Sul e São Paulo. Para verificar possíveis novos casos, bem como alternativas para prevenção e manejo, foram coletadas sementes dessa espécie daninha na região de Caarapó (MS), em plantas que sobreviveram a tratamentos onde esses herbicidas foram sistematicamente aplicados nos últimos anos. Em casa-de-vegetação, comparou-se o efeito dos principais herbicidas usados em pós-emergência na cultura da soja sobre o biótipo com histórico de resistência e sobre um suscetível sendo instalado, um experimento em blocos ao acaso para cada produto (n = 4). Os herbicidas foram aplicados quando as plantas apresentavam de duas a quatro folhas verdadeiras nas doses zero, uma, duas, quatro e oito vezes a recomendação do fabricante. Aos vinte dias após a aplicação, foram avaliados parâmetros relativos ao controle e produção de fitomassa epígea com base nos valores de DC50 e GR50. Foi determinado também o fator de resistência (FR), que representa o número de vezes em que a dose necessária para proporcionar 50% de controle ou de redução na produção de fitomassa epígea do biótipo suscetível deve ser aumentada, para que possa ocorrer o mesmo efeito sobre o resistente. O biótipo resistente apresentou diferentes níveis de resistência aos herbicidas chlorimuron-ethyl e imazethapyr, demonstrando ser portador de resistência cruzada aos inibidores da ALS dos grupos das sulfoniluréias e imidazolinonas. O fator de resistência para chlorimuron-ethyl foi superior a 16,5 para a porcentagem de controle e a 16,9 para a produção de fitomassa epígea, enquanto que para imazethapyr, o fator de resistência foi superior a 25,0 e a 23,5, respectivamente. O biótipo resistente foi eficientemente controlado nos tratamentos com os herbicidas fomesafen (250 g ha-1), lactofen (120 g ha-1), flumiclorac-pentil (40 g ha-1), glufosinato de amônio (150 g ha-1) e glyphosate (360 g ha-1).

Competition effects with mixed stands of wheat and kochia (Kochia scoparia) biotypes resistant and susceptible to acetolactase synthase inhibitor herbicides

Greenhouse experiments were conducted to compare the competitive ability of sulfonylurea resistant and susceptible kochia (Kochia scoparia L. Schard) compared to wheat. The results of several replacement series experiments indicate that wheat was the dominant competitor, and an average of one wheat plant reduced resistant kochia yield per plant equal to the effect of 4.8 resistant kochia or 5.4 susceptible kochia plants. Intraspeciflc competition was more important than interspecific competition for wheat, whereas the reverse was true for the resistant and susceptible kochia. The results of the niche differentiation index (NDI) indicate that wheat and either resistant or susceptible kochia are only partly limited by the same resources. The resistant and susceptible kochia, however, are limited by the same resources.

Experimentos foram instalados em condições de casa-de-vegetação com o objetivo de comparar a capacidade competitiva de biotipos resistentes e suscetíveis aos herbicidas inibidores da enzima acetolactase synthase da planta daninha kochia (Kochia scoparia L. Schard) comparada com trigo. Os resultados de diversos experimentos, utilizando a metodologia chamada de substitutiva, indicaram que o trigo foi o competidor dominante, e em média uma planta de trigo reduziu o crescimento da planta de kochia resistente igual ao efeito de 4,8 plantas de kochia resistente ou 5,4 plantas de kochia suscetível. A competição chamada de intraespecífíca foi mais importante que a competição interespecífica para o trigo, porém o inverso foi verdadeiro para os biotípos resistentes e susceptíveis de kochia. Os resultados do índice de diferenciação ecológica indicaram que trigo e qualquer um dos dois biotípos de kochia estudados foram limitados apenas parcialmente pelos mesmos recursos de crescimento. No entanto, o crescimento dos biotípos resistentes e susceptíveis de kochia foram limitados pelos mesmos fatores de crescimento.

Competition effects with mixed stands of wheat and kochia (Kochia scoparia) biotypes resistant and susceptible to acetolactase synthase inhibitor herbicides

Greenhouse experiments were conducted to compare the competitive ability of sulfonylurea resistant and susceptible kochia (Kochia scoparia L. Schard) compared to wheat. The results of several replacement series experiments indicate that wheat was the dominant competitor, and an average of one wheat plant reduced resistant kochia yield per plant equal to the effect of 4.8 resistant kochia or 5.4 susceptible kochia plants. Intraspeciflc competition was more important than interspecific competition for wheat, whereas the reverse was true for the resistant and susceptible kochia. The results of the niche differentiation index (NDI) indicate that wheat and either resistant or susceptible kochia are only partly limited by the same resources. The resistant and susceptible kochia, however, are limited by the same resources.

Experimentos foram instalados em condições de casa-de-vegetação com o objetivo de comparar a capacidade competitiva de biotipos resistentes e suscetíveis aos herbicidas inibidores da enzima acetolactase synthase da planta daninha kochia (Kochia scoparia L. Schard) comparada com trigo. Os resultados de diversos experimentos, utilizando a metodologia chamada de substitutiva, indicaram que o trigo foi o competidor dominante, e em média uma planta de trigo reduziu o crescimento da planta de kochia resistente igual ao efeito de 4,8 plantas de kochia resistente ou 5,4 plantas de kochia suscetível. A competição chamada de intraespecífíca foi mais importante que a competição interespecífica para o trigo, porém o inverso foi verdadeiro para os biotípos resistentes e susceptíveis de kochia. Os resultados do índice de diferenciação ecológica indicaram que trigo e qualquer um dos dois biotípos de kochia estudados foram limitados apenas parcialmente pelos mesmos recursos de crescimento. No entanto, o crescimento dos biotípos resistentes e susceptíveis de kochia foram limitados pelos mesmos fatores de crescimento.

Curvas de dose-resposta de biótipos resistente e suscetível de Bidens pilosa L. aos herbicidas inibidores da ALS

Weed herbicide resistance is a phenomenon defined as a response reduction of a population to a chemical product sprayed at a recommended rate, as a result of its continuous application. The incidence of herbicide-resistant weeds in Brazil has increased lately, but few scientific studies have been conducted to elucidate the phenomenon. In this regard, experiments aiming to build rate-response curves comparing a resistant (R) and a susceptible (S) biotype of the weed Bidens pilosa L., to ALS inhibitor herbicides, were set up. At the stage of three to four leaves, biotypes R and S of B. pilosa were sprayed with the herbicides chlorymuron-ethyl, metsulfuron-methyl, nicosulfuron and imazethapyr, at multiples of 0.0; 0.001, 0.01, 0.1; 1.0; 10; 100 and 1,000 of the recommended field rates. Results lead to the building of percentage control rate-response curves. The ratio between the C50 of the resistant biotype, divided by the C50 of the susceptible biotype, were 40.92; 173.84; 57.47 and 57.16 for the herbicides chlorymuron-ethyl, nicosulfuron, metsulfuron-methyl and imazethapyr, respectively. The R biotype of B. pilosa had a high degree of resistance in relation to all ALS inhibitor herbicides studied, being also cross resistant to imidazolinone and sulfonylurea.

A resistência de plantas daninhas aos herbicidas é um fenômeno de ocorrência mundial, sendo caracterizada como uma redução na resposta de uma população a produtos químicos, em sua dose recomendada, como resultado de sua aplicação sucessiva. O número de casos de resistência registrados no Brasil tem aumentado significativamente nos últimos anos, porém poucos estudos científicos têm sido feitos para elucidar este fenômeno. Sendo assim, foram conduzidos experimentos com o objetivo de elaboração de curvas de dose-resposta comparativa entre dois biótipos da planta daninha picão-preto (Bidens pilosa L.), sendo um resistente (R) e outro suscetível (S) aos herbicidas inibidores da ALS. Para isso, foram utilizados três herbicidas do grupo químico das sulfoniluréias e um do grupo químico das imidazolinonas. No estádio de três a quatro pares de folhas, as plantas R e S de B. pilosa foram pulverizadas com os herbicidas chlorimuron-ethyl, metsulfuron-methyl, nicosulfuron e imazethapyr, em doses correspondentes a múltiplos de 0,0; 0,001; 0,01; 0,1; 1,0; 10; 100 e 1000 vezes a dose recomendada para aplicação de campo. A partir dos resultados da porcentagem de fitotoxicidade foi feito o ajuste das curvas de dose-resposta. As relações entre o C50 do biótipo resistente e o C50 do biótipo suscetível (R/S) foram de 40,92; 173,84; 57,47 e 57,16 para os herbicidas chlorimuron-ethyl, nicosulfuron, metsulfuron-methyl, e imazethapyr, respectivamente. O biótipo R de B. pilosa apresenta elevado nível de resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS, do grupo químico das sulfoniluréias e imidazolinonas.

Biology, management and biochemical/genetic characterization of weed biotypes resistant to acetolactate synthase inhibitor herbicides

Bidens pilosa and Amaranthus quitensis are major weeds infesting soybean [Glycine max L (Merrill)] fields in Brazil and Argentina. The repetitive use of acetolactate synthase (ALS EC 4.1.3.18) inhibiting herbicides in São Gabriel do Oeste, MS, Brazil and in the provinces of Córdoba and Tucumã, Argentina, has selected for resistant (R) biotypes of these weeds. Research work was developed to study the management, growth, biochemistry, and genetics of these R weed biotypes. In a field experiment it was found that chlorimuron-ethyl and imazethapyr at recommended rates (both ALS inhibitor herbicides), did not control R B. pilosa, but the alternative lactofen, fomesafen and bentazon were effective, either sprayed alone or mixed with the ALS inhibitor herbicides. Greenhouse studies confirmed the cross-resistance of both R biotypes to the imidazolinone and sulfonylurea herbicides, and these alternative herbicides, when sprayed alone or mixed with the ALS inhibitor, efficiently controlled both R and S populations. A growth analysis of the R and S biotypes of these weeds, under non-competitive conditions, indicated that there is no adaptive cost to the R biotypes (pleiotropic effect). A quick bioassay using ALS and ketoacid reductoisomerase (KARI) inhibitors showed that the resistance of the R biotypes to herbicides is related to a lack of sensitivity of the ALS enzyme to the herbicides. On the other hand, the sequencing of the gene that codifies the ALS resistance in R A. quitensis did not present any mutation in the A Domain region, suggesting that other positions of the gene that confer insensitivity of the ALS to sulfonylurea and imidazolinone herbicides could have mutated.

Bidens pilosa e Amaranthus quitensis são as principais plantas daninhas infestantes na cultura de soja [Glycine max L (Merrill)] no Brasil e Argentina, respectivamente. O uso repetitivo de herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS EC 4.1.3.18) em São Gabriel do Oeste (MS - Brasil) e nas províncias de Córdoba e Tucumã (Argentina), selecionaram biótipos resistentes (R) destas plantas daninhas. Esta pesquisa foi desenvolvida para estudar o manejo, crescimento, a bioquímica e genética destes biótipos resistentes. Em um experimento de campo concluiu-se que chlorimuron-ethyl e imazethapyr (inibidores da ALS), aplicados nas doses recomendadas, não controlaram o biótipo R de B. pilosa, mas os herbicidas alternativos lactofen, fomesafen e bentazon foram eficientes quando aplicados sozinhos ou em mistura com os herbicidas inibidores da ALS. Estudos em casa-de-vegetação confirmaram a resistência cruzada para os biótipos de ambas espécies aos herbicidas dos grupos químicos das imidazolinonas e sulfuniluréias e os herbicidas alternativos sozinhos ou em mistura com os inibidores da ALS controlaram eficientemente populações resistentes e suscetíveis. Análises de crescimento dos biótipos R e S destas plantas daninhas em condições não competitivas mostraram que não existe um custo adaptativo para os biótipos R (efeitos pleiotrópicos). O bioensaio rápido usando inibidores da ALS e ketoacid reductoisomerase (KARI) indicaram que a resistência decorre da insensibilidade da enzima ALS aos herbicidas. Por outro lado, o seqüenciamento do gene que codifica a ALS em R A. quitensis não mostrou mutação no Domínio A, sugerindo que outras posições do gene poderiam estar sofrendo mutações que conferem a insensibilidade da ALS a sulfuniluréias e imidazolinonas.

Biology, management and biochemical/genetic characterization of weed biotypes resistant to acetolactate synthase inhibitor herbicides

Bidens pilosa and Amaranthus quitensis are major weeds infesting soybean [Glycine max L (Merrill)] fields in Brazil and Argentina. The repetitive use of acetolactate synthase (ALS EC 4.1.3.18) inhibiting herbicides in São Gabriel do Oeste, MS, Brazil and in the provinces of Córdoba and Tucumã, Argentina, has selected for resistant (R) biotypes of these weeds. Research work was developed to study the management, growth, biochemistry, and genetics of these R weed biotypes. In a field experiment it was found that chlorimuron-ethyl and imazethapyr at recommended rates (both ALS inhibitor herbicides), did not control R B. pilosa, but the alternative lactofen, fomesafen and bentazon were effective, either sprayed alone or mixed with the ALS inhibitor herbicides. Greenhouse studies confirmed the cross-resistance of both R biotypes to the imidazolinone and sulfonylurea herbicides, and these alternative herbicides, when sprayed alone or mixed with the ALS inhibitor, efficiently controlled both R and S populations. A growth analysis of the R and S biotypes of these weeds, under non-competitive conditions, indicated that there is no adaptive cost to the R biotypes (pleiotropic effect). A quick bioassay using ALS and ketoacid reductoisomerase (KARI) inhibitors showed that the resistance of the R biotypes to herbicides is related to a lack of sensitivity of the ALS enzyme to the herbicides. On the other hand, the sequencing of the gene that codifies the ALS resistance in R A. quitensis did not present any mutation in the A Domain region, suggesting that other positions of the gene that confer insensitivity of the ALS to sulfonylurea and imidazolinone herbicides could have mutated.

Bidens pilosa e Amaranthus quitensis são as principais plantas daninhas infestantes na cultura de soja [Glycine max L (Merrill)] no Brasil e Argentina, respectivamente. O uso repetitivo de herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS EC 4.1.3.18) em São Gabriel do Oeste (MS - Brasil) e nas províncias de Córdoba e Tucumã (Argentina), selecionaram biótipos resistentes (R) destas plantas daninhas. Esta pesquisa foi desenvolvida para estudar o manejo, crescimento, a bioquímica e genética destes biótipos resistentes. Em um experimento de campo concluiu-se que chlorimuron-ethyl e imazethapyr (inibidores da ALS), aplicados nas doses recomendadas, não controlaram o biótipo R de B. pilosa, mas os herbicidas alternativos lactofen, fomesafen e bentazon foram eficientes quando aplicados sozinhos ou em mistura com os herbicidas inibidores da ALS. Estudos em casa-de-vegetação confirmaram a resistência cruzada para os biótipos de ambas espécies aos herbicidas dos grupos químicos das imidazolinonas e sulfuniluréias e os herbicidas alternativos sozinhos ou em mistura com os inibidores da ALS controlaram eficientemente populações resistentes e suscetíveis. Análises de crescimento dos biótipos R e S destas plantas daninhas em condições não competitivas mostraram que não existe um custo adaptativo para os biótipos R (efeitos pleiotrópicos). O bioensaio rápido usando inibidores da ALS e ketoacid reductoisomerase (KARI) indicaram que a resistência decorre da insensibilidade da enzima ALS aos herbicidas. Por outro lado, o seqüenciamento do gene que codifica a ALS em R A. quitensis não mostrou mutação no Domínio A, sugerindo que outras posições do gene poderiam estar sofrendo mutações que conferem a insensibilidade da ALS a sulfuniluréias e imidazolinonas.

Curvas de dose-resposta de biótipos resistente e suscetível de Bidens pilosa L. aos herbicidas inibidores da ALS

Weed herbicide resistance is a phenomenon defined as a response reduction of a population to a chemical product sprayed at a recommended rate, as a result of its continuous application. The incidence of herbicide-resistant weeds in Brazil has increased lately, but few scientific studies have been conducted to elucidate the phenomenon. In this regard, experiments aiming to build rate-response curves comparing a resistant (R) and a susceptible (S) biotype of the weed Bidens pilosa L., to ALS inhibitor herbicides, were set up. At the stage of three to four leaves, biotypes R and S of B. pilosa were sprayed with the herbicides chlorymuron-ethyl, metsulfuron-methyl, nicosulfuron and imazethapyr, at multiples of 0.0; 0.001, 0.01, 0.1; 1.0; 10; 100 and 1,000 of the recommended field rates. Results lead to the building of percentage control rate-response curves. The ratio between the C50 of the resistant biotype, divided by the C50 of the susceptible biotype, were 40.92; 173.84; 57.47 and 57.16 for the herbicides chlorymuron-ethyl, nicosulfuron, metsulfuron-methyl and imazethapyr, respectively. The R biotype of B. pilosa had a high degree of resistance in relation to all ALS inhibitor herbicides studied, being also cross resistant to imidazolinone and sulfonylurea.

A resistência de plantas daninhas aos herbicidas é um fenômeno de ocorrência mundial, sendo caracterizada como uma redução na resposta de uma população a produtos químicos, em sua dose recomendada, como resultado de sua aplicação sucessiva. O número de casos de resistência registrados no Brasil tem aumentado significativamente nos últimos anos, porém poucos estudos científicos têm sido feitos para elucidar este fenômeno. Sendo assim, foram conduzidos experimentos com o objetivo de elaboração de curvas de dose-resposta comparativa entre dois biótipos da planta daninha picão-preto (Bidens pilosa L.), sendo um resistente (R) e outro suscetível (S) aos herbicidas inibidores da ALS. Para isso, foram utilizados três herbicidas do grupo químico das sulfoniluréias e um do grupo químico das imidazolinonas. No estádio de três a quatro pares de folhas, as plantas R e S de B. pilosa foram pulverizadas com os herbicidas chlorimuron-ethyl, metsulfuron-methyl, nicosulfuron e imazethapyr, em doses correspondentes a múltiplos de 0,0; 0,001; 0,01; 0,1; 1,0; 10; 100 e 1000 vezes a dose recomendada para aplicação de campo. A partir dos resultados da porcentagem de fitotoxicidade foi feito o ajuste das curvas de dose-resposta. As relações entre o C50 do biótipo resistente e o C50 do biótipo suscetível (R/S) foram de 40,92; 173,84; 57,47 e 57,16 para os herbicidas chlorimuron-ethyl, nicosulfuron, metsulfuron-methyl, e imazethapyr, respectivamente. O biótipo R de B. pilosa apresenta elevado nível de resistência cruzada aos herbicidas inibidores da ALS, do grupo químico das sulfoniluréias e imidazolinonas.