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)

Chemical control of California arrowhead (Sagittaria montevidensis) resistant to acetolactate synthase and photosystem II inhibiting herbicides in irrigated rice / Manejo químico de sagitária (Sagittaria montevidensis) resistente aos herbicidas inibidores de Acetolactato Sintase e Fotossistema II aplicados em arroz irrigado

California arrowhead is one of the primary weeds infesting paddy rice fields in the Brazilian states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul, where the system of pre-germinated seeding is used. The objective of this study was to evaluate the selectivity and effectiveness of saflufenacil application in irrigated rice, either singly or in combination with other herbicides in the same application or sequentially, for the control of Sagittaria montevidensis biotype that is resistant to ALSand PSII-inhibiting herbicides. In the first experiment carried out in a greenhouse, saflufenacil was applied, either singly or in combination with penoxsulam, bispyribac-sodium, pyrazosulfuron-ethyl, bentazon, or propanil to the S. montevidensis (SAGMO 32) biotype and the irrigated rice variety Epagri 108. In the second experiment, single or combined (including sequential) applications of saflufenacil, bentazon, and cyhalofop-butyl were applied to Epagri 108 in open field conditions. Saflufenacil combined with propanil showed a high degree of phytotoxicity and a reduction in the accumulation of dry mass in Epagri 108. Application of saflufenacil, bentazon, and cyhalofop-butyl in combination or sequentially resulted in an increase in phytotoxicity in Epagri 108 compared to when applied singly. A pplication of saflufenacil singly or in combination with penoxsulam, bispyribac-sodium, bentazon, or pyrazosulfuron-ethyl did not adequately control SAGMO 32.(AU)

A sagitária tem sido considerada uma das principais plantas daninhas infestante das áreas orizícolas de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul que utilizam o sistema de semeadura pré-germinado. Objetivou-se com o trabalho avaliar a seletividade e a eficácia da aplicação de saflufenacil em isolado, em mistura e/ou de forma sequencial com outros herbicidas em arroz irrigado, para o manejo de biótipos de Sagittaria montevidensis resistente aos herbicidas inibidores de ALS e FSII. O primeiro experimento, realizado em casa de vegetação, foi composto de aplicações de saflufenacil, de modo isolado ou combinado com penoxsulam, bispyribac-sodium, pyrazosulfuron-ethyl, bentazon ou propanil sobre o biótipo de S. montevidensis (SAGMO 32) e da cultivar de arroz irrigado Epagri 108. No segundo experimento, avaliaram-se, em condições de campo, aplicações isoladas, combinadas e sequencial de saflufenacil, bentazon e cyhalofop-butyl sobre a cultivar Epagri 108. O saflufenacil combinado com propanil apresenta elevada fitotoxicidade e redução do acúmulo de massa seca da cultivar Epagri 108. A aplicação de forma combinada ou sequencial de saflufenacil, bentazon e cyhalofop-butyl ocasiona aumento da fitotoxicidade à cultivar Epagri 108 em comparação àaplicação isolada. A aplicação isolada de saflufenacil ou combinada com penoxsulam, bispyribac-sodium, bentazon ou pyrazosulfuron-ethyl não proporcionou controle adequado do SAGMO 32.(AU)

Propriedades enzimáticas da enzima ALS de Cyperus difformis e mecanismo de resistência da espécie ao herbicida pyrazosulfuron-ethyl

Cyperus difformis L. is a weed that occurs in flooded rice, which has presented difficulty in controlling due to the resistance to ALS inhibiting herbicides. The objectives of this research were to investigate kinetic characteristics of ALS enzyme from C. difformis biotypes and to determine the biochemical bases of resistance from the species to pyrazosulfuron-ethyl herbicide. For that, experiments were conducted at the BIOAGRO/UFV laboratory. The method used was based on the methodology used by CAREY et al. (1997) and adapted by VARGAS et al. (1999), with some modifications. It was evaluated substratum concentration (pyruvate) that provides initial velocity equal to half the speed reaction (K M) and maximum velocity of reaction (Vmáx), as well the activity of the ALS enzyme in the presence of the inhibitor (pyrazosulfuron-ethyl). According to the results, it is possible to observe that C. difformis resistance to pyrazosulfuron-ethyl is due to the insensibility of the ALS enzyme to the herbicide, however without penalty to K M and Vmáx kinetic parameters of the ALS enzyme.

Cyperus difformis L. é uma planta daninha ocorrente em lavouras de arroz irrigado, que tem apresentado dificuldade de controle devido à resistência a herbicidas inibidores da enzima ALS. Os objetivos deste trabalho foram investigar características cinéticas da enzima ALS de biótipos de C. difformis e determinar as bases bioquímicas da resistência da espécie ao herbicida pyrazosulfuron-ethyl. Para isso, foram conduzidos experimentos em laboratório do BIOAGRO/UFV. O método utilizado baseou-se na metologia utilizada por CAREY et al. (1997) e adaptada por VARGAS et al. (1999), com algumas modificações. Foram avaliadas a concentração de substrato (piruvato) que fornece velocidade inicial igual à metade da velocidade máxima de reação (K M) e velocidade máxima de reação (Vmáx), bem como a atividade da enzima ALS na presença do inibidor (pyrazosulfuron-ethyl). Diante dos resultados, pode-se observar que a resistência de C. difformis a pyrazosulfuron-ethyl é decorrente da insensibilidade da enzima ALS ao herbicida, não acarretando, porém, prejuízo aos parâmetros cinéticos K M e Vmáx da enzima ALS.

Propriedades enzimáticas da enzima ALS de Cyperus difformis e mecanismo de resistência da espécie ao herbicida pyrazosulfuron-ethyl

Cyperus difformis L. is a weed that occurs in flooded rice, which has presented difficulty in controlling due to the resistance to ALS inhibiting herbicides. The objectives of this research were to investigate kinetic characteristics of ALS enzyme from C. difformis biotypes and to determine the biochemical bases of resistance from the species to pyrazosulfuron-ethyl herbicide. For that, experiments were conducted at the BIOAGRO/UFV laboratory. The method used was based on the methodology used by CAREY et al. (1997) and adapted by VARGAS et al. (1999), with some modifications. It was evaluated substratum concentration (pyruvate) that provides initial velocity equal to half the speed reaction (K M) and maximum velocity of reaction (Vmáx), as well the activity of the ALS enzyme in the presence of the inhibitor (pyrazosulfuron-ethyl). According to the results, it is possible to observe that C. difformis resistance to pyrazosulfuron-ethyl is due to the insensibility of the ALS enzyme to the herbicide, however without penalty to K M and Vmáx kinetic parameters of the ALS enzyme.

Cyperus difformis L. é uma planta daninha ocorrente em lavouras de arroz irrigado, que tem apresentado dificuldade de controle devido à resistência a herbicidas inibidores da enzima ALS. Os objetivos deste trabalho foram investigar características cinéticas da enzima ALS de biótipos de C. difformis e determinar as bases bioquímicas da resistência da espécie ao herbicida pyrazosulfuron-ethyl. Para isso, foram conduzidos experimentos em laboratório do BIOAGRO/UFV. O método utilizado baseou-se na metologia utilizada por CAREY et al. (1997) e adaptada por VARGAS et al. (1999), com algumas modificações. Foram avaliadas a concentração de substrato (piruvato) que fornece velocidade inicial igual à metade da velocidade máxima de reação (K M) e velocidade máxima de reação (Vmáx), bem como a atividade da enzima ALS na presença do inibidor (pyrazosulfuron-ethyl). Diante dos resultados, pode-se observar que a resistência de C. difformis a pyrazosulfuron-ethyl é decorrente da insensibilidade da enzima ALS ao herbicida, não acarretando, porém, prejuízo aos parâmetros cinéticos K M e Vmáx da enzima ALS.

Isolamento do gene ALS e investigação do mecanismo de resistência a herbicidas em Sagittaria montevidensis

California arrowhead (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) is an aquatic weed often found in rice paddy fields. Several biotypes of California arrowhead resistant to ALS-inhibiting herbicides were found in Brazil and in several rice fields worldwide. The objective of this study was to sequence the ALS gene of California arrowhead and to identify the occurrence of mutations related to target site insensitivity as the mechanism of herbicide resistance. The plant material consisted of seeds collected in rice paddy fields located in the state of Santa Catarina, Brazil. Nine pairs of primers were designed for the amplification of the domains C, A and D of the ALS gene. PCR reactions with four pairs of primers resulted in amplification of fragments with size close to expected, ranging from 360 to 393 nucleotides. These sequences showed high homology to the standard ALS gene Arabdopsis thaliana and rice having only three point mutations. One of these mutations was Pro197Phe that is related with herbicide resistance in several weeds. The sequences obtained indicated that the ALS gene evaluated was heterozygous. These results suggest the occurrence of insensitivity of the site of action as the mechanism of resistance to ALS-inhibitors herbicides in California arrowhead. The prevention and control of resistance to ALS-inhibitors in California arrowhead should be based on the rotation of herbicides with different mechanisms of action.

Diversos biótipos de sagitária (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) foram constatados como resistentes a herbicidas inibidores da enzima ALS no Brasil e em outros locais do mundo. Os objetivos deste trabalho foram isolar e sequenciar o gene ALS de sagitária de forma a identificar a ocorrência de mutações relacionadas ao mecanismo de resistência de insensibilidade do local da ação de herbicidas. O material vegetal consistiu de sementes de sagitária coletadas em lavouras de arroz irrigado localizadas na região Sul do Estado de Santa Catarina. Nove pares de sequências nucleotídicas iniciadoras foram desenhadas para a amplificação dos domínios C, A e D do gene ALS. As sequências nucleotídicas dos fragmentos amplificados com quatro pares de oligonucleotídeos inciadores resultaram em amplicons com 360 a 393 nucleotídeos. Essas sequências apresentaram homologia com o gene ALS padrão de Arabdopsis thaliana e arroz, possuindo apenas três mutações de ponto. Uma dessas alterações foi a mutação Pro197Phe, que é relacionada à ocorrência de resistência à herbicida em diversas espécies vegetais. As sequências obtidas evidenciaram que o gene ALS avaliado encontrava-se em heterozigose. Esses resultados sugerem a ocorrência de insensibilidade do local de ação como mecanismo de resistência a herbicidas inibidores de ALS em sagitária. A prevenção e o controle da resistência a herbicidas inibidores da ALS em sagitária devem ser fundamentados na rotação de herbicidas com diferentes mecanismos de ação.

Isolamento do gene ALS e investigação do mecanismo de resistência a herbicidas em Sagittaria montevidensis

California arrowhead (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) is an aquatic weed often found in rice paddy fields. Several biotypes of California arrowhead resistant to ALS-inhibiting herbicides were found in Brazil and in several rice fields worldwide. The objective of this study was to sequence the ALS gene of California arrowhead and to identify the occurrence of mutations related to target site insensitivity as the mechanism of herbicide resistance. The plant material consisted of seeds collected in rice paddy fields located in the state of Santa Catarina, Brazil. Nine pairs of primers were designed for the amplification of the domains C, A and D of the ALS gene. PCR reactions with four pairs of primers resulted in amplification of fragments with size close to expected, ranging from 360 to 393 nucleotides. These sequences showed high homology to the standard ALS gene Arabdopsis thaliana and rice having only three point mutations. One of these mutations was Pro197Phe that is related with herbicide resistance in several weeds. The sequences obtained indicated that the ALS gene evaluated was heterozygous. These results suggest the occurrence of insensitivity of the site of action as the mechanism of resistance to ALS-inhibitors herbicides in California arrowhead. The prevention and control of resistance to ALS-inhibitors in California arrowhead should be based on the rotation of herbicides with different mechanisms of action.

Diversos biótipos de sagitária (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) foram constatados como resistentes a herbicidas inibidores da enzima ALS no Brasil e em outros locais do mundo. Os objetivos deste trabalho foram isolar e sequenciar o gene ALS de sagitária de forma a identificar a ocorrência de mutações relacionadas ao mecanismo de resistência de insensibilidade do local da ação de herbicidas. O material vegetal consistiu de sementes de sagitária coletadas em lavouras de arroz irrigado localizadas na região Sul do Estado de Santa Catarina. Nove pares de sequências nucleotídicas iniciadoras foram desenhadas para a amplificação dos domínios C, A e D do gene ALS. As sequências nucleotídicas dos fragmentos amplificados com quatro pares de oligonucleotídeos inciadores resultaram em amplicons com 360 a 393 nucleotídeos. Essas sequências apresentaram homologia com o gene ALS padrão de Arabdopsis thaliana e arroz, possuindo apenas três mutações de ponto. Uma dessas alterações foi a mutação Pro197Phe, que é relacionada à ocorrência de resistência à herbicida em diversas espécies vegetais. As sequências obtidas evidenciaram que o gene ALS avaliado encontrava-se em heterozigose. Esses resultados sugerem a ocorrência de insensibilidade do local de ação como mecanismo de resistência a herbicidas inibidores de ALS em sagitária. A prevenção e o controle da resistência a herbicidas inibidores da ALS em sagitária devem ser fundamentados na rotação de herbicidas com diferentes mecanismos de ação.

Isolamento do gene ALS e investigação do mecanismo de resistência a herbicidas em Sagittaria montevidensis

California arrowhead (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) is an aquatic weed often found in rice paddy fields. Several biotypes of California arrowhead resistant to ALS-inhibiting herbicides were found in Brazil and in several rice fields worldwide. The objective of this study was to sequence the ALS gene of California arrowhead and to identify the occurrence of mutations related to target site insensitivity as the mechanism of herbicide resistance. The plant material consisted of seeds collected in rice paddy fields located in the state of Santa Catarina, Brazil. Nine pairs of primers were designed for the amplification of the domains C, A and D of the ALS gene. PCR reactions with four pairs of primers resulted in amplification of fragments with size close to expected, ranging from 360 to 393 nucleotides. These sequences showed high homology to the standard ALS gene Arabdopsis thaliana and rice having only three point mutations. One of these mutations was Pro197Phe that is related with herbicide resistance in several weeds. The sequences obtained indicated that the ALS gene evaluated was heterozygous. These results suggest the occurrence of insensitivity of the site of action as the mechanism of resistance to ALS-inhibitors herbicides in California arrowhead. The prevention and control of resistance to ALS-inhibitors in California arrowhead should be based on the rotation of herbicides with different mechanisms of action.

Diversos biótipos de sagitária (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) foram constatados como resistentes a herbicidas inibidores da enzima ALS no Brasil e em outros locais do mundo. Os objetivos deste trabalho foram isolar e sequenciar o gene ALS de sagitária de forma a identificar a ocorrência de mutações relacionadas ao mecanismo de resistência de insensibilidade do local da ação de herbicidas. O material vegetal consistiu de sementes de sagitária coletadas em lavouras de arroz irrigado localizadas na região Sul do Estado de Santa Catarina. Nove pares de sequências nucleotídicas iniciadoras foram desenhadas para a amplificação dos domínios C, A e D do gene ALS. As sequências nucleotídicas dos fragmentos amplificados com quatro pares de oligonucleotídeos inciadores resultaram em amplicons com 360 a 393 nucleotídeos. Essas sequências apresentaram homologia com o gene ALS padrão de Arabdopsis thaliana e arroz, possuindo apenas três mutações de ponto. Uma dessas alterações foi a mutação Pro197Phe, que é relacionada à ocorrência de resistência à herbicida em diversas espécies vegetais. As sequências obtidas evidenciaram que o gene ALS avaliado encontrava-se em heterozigose. Esses resultados sugerem a ocorrência de insensibilidade do local de ação como mecanismo de resistência a herbicidas inibidores de ALS em sagitária. A prevenção e o controle da resistência a herbicidas inibidores da ALS em sagitária devem ser fundamentados na rotação de herbicidas com diferentes mecanismos de ação.

Bioensaio rápido de determinação da sensibilidade da acetolactato sintase (ALS) a herbicidas inibidores

In order to compare the acetolactate synthase (ALS) activity of resistant and susceptible biotypes of Bidens pilosa and Amaranthus quitensis to ALS inhibitor herbicides, a method based on ciclopronocarboxilic acid (CPCA) to inhibit the enzyme ketoacidredutoisomerase (KARI) is used. This enzyme catalyzes the reaction after acetolactate in the biosynthesis reaction chain of the aminoacids valine, leucine and isoleucine. In the presence of a KARI inhibitor, carbon from pyruvate flows through the branched chain aminoacid biosynthetic pathway and accumulates in acetolactate, which in the presence of sulfuric acid can be converted to acetoin. The base to distinguish between the resistant and susceptible biotypes is the amount of acetoin formed, which will be much higher in the biotype where the ALS was not inhibited by the herbicide. If acetoin is mixed with naphtol and creatine the solution will develop a reddish color, so that it is possible to quantify indirectly the sensitivity of the ALS to the herbicide by the color of the solution formed. An experiment was carried out with suspected resistant biotypes of Bidens pilosa and Amaranthus quitensis using this method after spraying the plants at the two pair leaf stage with chlorimuron-ethyl and imazethapyr. The ALS of the resistant biotype has insensitivity to ALS inhibitor herbicides.

Foi avaliada a atividade da acetolactato sintase (ALS), em plantas resistentes e suscetíveis de B. pilosa e A. quitensis após a aplicação de herbicidas inibidores da ALS. O método baseia-se na utilização do ácido ciclopropanodicarboxílico (CPCA) para inibir a cetoácido reductoisomerase (KARI), enzima que catalisa a reação seguinte do acetolactato na cadeia de biossíntese dos aminoácidos valina, leucina e isoleucina, provocando assim, o acúmulo de acetolactato, que na presença de um ácido forte forma acetoína. A base para a distinção entre os biotipos resistentes e suscetíveis é a quantidade de acetoína formada, que será maior nos biotipos em que a enzima ALS não sofreu inibição, ou seja, nos biotipos resistentes. A quantificação da acetoína acumulada ocorreu através da formação de um complexo colorido vermelho, devido a reação entre acetoína, creatina e naftol, cuja densidade ótica a 530 nm é proporcional à concentração do acetolactato formado na reação. Sendo assim, foi desenvolvido um ensaio utilizando este método após a aplicação dos herbicidas chlorimuron-ethyl e imazethapyr nos biotipos R e S de Bidens pilosa, Amaranthus quitensis no estádio de dois pares de folhas. O bioensaio demonstrou que a enzima ALS dos biotipos resistentes é insensível aos herbicidas inibidores da ALS e que este tipo de bioensaio é uma forma rápida e eficaz de diferenciação entre biotipos resistentes e suscetíveis.

Bioensaio rápido de determinação da sensibilidade da acetolactato sintase (ALS) a herbicidas inibidores

In order to compare the acetolactate synthase (ALS) activity of resistant and susceptible biotypes of Bidens pilosa and Amaranthus quitensis to ALS inhibitor herbicides, a method based on ciclopronocarboxilic acid (CPCA) to inhibit the enzyme ketoacidredutoisomerase (KARI) is used. This enzyme catalyzes the reaction after acetolactate in the biosynthesis reaction chain of the aminoacids valine, leucine and isoleucine. In the presence of a KARI inhibitor, carbon from pyruvate flows through the branched chain aminoacid biosynthetic pathway and accumulates in acetolactate, which in the presence of sulfuric acid can be converted to acetoin. The base to distinguish between the resistant and susceptible biotypes is the amount of acetoin formed, which will be much higher in the biotype where the ALS was not inhibited by the herbicide. If acetoin is mixed with naphtol and creatine the solution will develop a reddish color, so that it is possible to quantify indirectly the sensitivity of the ALS to the herbicide by the color of the solution formed. An experiment was carried out with suspected resistant biotypes of Bidens pilosa and Amaranthus quitensis using this method after spraying the plants at the two pair leaf stage with chlorimuron-ethyl and imazethapyr. The ALS of the resistant biotype has insensitivity to ALS inhibitor herbicides.

Foi avaliada a atividade da acetolactato sintase (ALS), em plantas resistentes e suscetíveis de B. pilosa e A. quitensis após a aplicação de herbicidas inibidores da ALS. O método baseia-se na utilização do ácido ciclopropanodicarboxílico (CPCA) para inibir a cetoácido reductoisomerase (KARI), enzima que catalisa a reação seguinte do acetolactato na cadeia de biossíntese dos aminoácidos valina, leucina e isoleucina, provocando assim, o acúmulo de acetolactato, que na presença de um ácido forte forma acetoína. A base para a distinção entre os biotipos resistentes e suscetíveis é a quantidade de acetoína formada, que será maior nos biotipos em que a enzima ALS não sofreu inibição, ou seja, nos biotipos resistentes. A quantificação da acetoína acumulada ocorreu através da formação de um complexo colorido vermelho, devido a reação entre acetoína, creatina e naftol, cuja densidade ótica a 530 nm é proporcional à concentração do acetolactato formado na reação. Sendo assim, foi desenvolvido um ensaio utilizando este método após a aplicação dos herbicidas chlorimuron-ethyl e imazethapyr nos biotipos R e S de Bidens pilosa, Amaranthus quitensis no estádio de dois pares de folhas. O bioensaio demonstrou que a enzima ALS dos biotipos resistentes é insensível aos herbicidas inibidores da ALS e que este tipo de bioensaio é uma forma rápida e eficaz de diferenciação entre biotipos resistentes e suscetíveis.

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.

Water stress on the performace of herbicides and biochemical characteristics of Euphorbia heterophylla / Déficit hídrico na eficiência de herbicidas e nas características bioquímicas de Euphorbia heterophylla

The objective of this work was to evaluate conditions the effectiveness of acetolactate synthase (ALS) and protoporphyrinogen oxidase (PROTOX) inhibitors in the Bidens pilosa control under two water deficit conditions, as well as to determine the action under the content of soluble carbohydrates and protein and free amino acids of weed. The experimental design was randomized completely design, with four replications, with the treatments setup in a factorial scheme 4x2, with four herbicides (fomesafen lactofen, chlorimuron-ethyl and imazethapyr), and two soil water conditions (-0.5 MPa and 0.01MPa). At 7, 14, 21 and 28 days after application (DAA), was assessed visually control efficiency of herbicides. For the determination of organic solutes plants were collected at 24, 48, 72 and 96 hours after application (HAA), except for the amino acids were analyzed 48, 72 e 96 HAA. Herbicides fomesafen and lactofen were efficient to control E. heterophylla, while the ALS inhibitors (chlorimuron-ethyl e imazethapyr) provided an unsatisfactory control. Water deficit altered the efficiency of herbicides, mainly chlorimuronethyl. Lactofen provided a smaller content of soluble carbohydrates, in the same way, the protein ranged in the 72 HAA, the lower value observed for imazethapyr e lactofen respectively. Herbicide lactofen increased the concentration of free amino acids, while the impositi

O estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS) e protoporfirinogênio oxidase (PROTOX) no controle de Euphorbia heterophylla sob duas condições hídricas, bem como determinar a ação destes sob o conteúdo de carboidratos e proteínas solúveis e aminoácidos livres da planta daninha. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, com os tratamentos dispostos em esquema fatorial 4x2, sendo quatro herbicidas do solo (fomesafen, lactofen, chlorimuron-ethyl e imazethapyr, na dose recomendada pelo fabricante) e duas condições hídricas (-0,5 MPa e 0,01 MPa). Aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação (DAA) dos tratamentos foi avaliada de forma visual a eficiência de controle dos herbicidas. Para a determinação dos solutos orgânicos foram coletadas plantas às 24, 48, 72 e 96 horas após a aplicação (HAA), exceto para os aminoácidos livres que foram analisados as 48, 72 e 96 HAA. Os herbicidas fomesafen e lactofen foram eficientes no controle de E. heterophylla, enquanto os inibidores da ALS (chlorimuron-ethyl e imazethapyr) proporcionaram controle insatisfatório. O déficit hídrico alterou a eficiência dos herbicidas testados, principalmente do chlorimuron-ethyl. O herbicida lactofen proporcionou menor conteúdo de carboidratos solúveis, da mesma forma, os teores de proteínas oscilaram as 72 HAA

Water stress on the performace of herbicides and biochemical characteristics of Euphorbia heterophylla / Déficit hídrico na eficiência de herbicidas e nas características bioquímicas de Euphorbia heterophylla

The objective of this work was to evaluate conditions the effectiveness of acetolactate synthase (ALS) and protoporphyrinogen oxidase (PROTOX) inhibitors in the Bidens pilosa control under two water deficit conditions, as well as to determine the action under the content of soluble carbohydrates and protein and free amino acids of weed. The experimental design was randomized completely design, with four replications, with the treatments setup in a factorial scheme 4x2, with four herbicides (fomesafen lactofen, chlorimuron-ethyl and imazethapyr), and two soil water conditions (-0.5 MPa and 0.01MPa). At 7, 14, 21 and 28 days after application (DAA), was assessed visually control efficiency of herbicides. For the determination of organic solutes plants were collected at 24, 48, 72 and 96 hours after application (HAA), except for the amino acids were analyzed 48, 72 e 96 HAA. Herbicides fomesafen and lactofen were efficient to control E. heterophylla, while the ALS inhibitors (chlorimuron-ethyl e imazethapyr) provided an unsatisfactory control. Water deficit altered the efficiency of herbicides, mainly chlorimuronethyl. Lactofen provided a smaller content of soluble carbohydrates, in the same way, the protein ranged in the 72 HAA, the lower value observed for imazethapyr e lactofen respectively. Herbicide lactofen increased the concentration of free amino acids, while the impositi

O estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS) e protoporfirinogênio oxidase (PROTOX) no controle de Euphorbia heterophylla sob duas condições hídricas, bem como determinar a ação destes sob o conteúdo de carboidratos e proteínas solúveis e aminoácidos livres da planta daninha. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, com os tratamentos dispostos em esquema fatorial 4x2, sendo quatro herbicidas do solo (fomesafen, lactofen, chlorimuron-ethyl e imazethapyr, na dose recomendada pelo fabricante) e duas condições hídricas (-0,5 MPa e 0,01 MPa). Aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação (DAA) dos tratamentos foi avaliada de forma visual a eficiência de controle dos herbicidas. Para a determinação dos solutos orgânicos foram coletadas plantas às 24, 48, 72 e 96 horas após a aplicação (HAA), exceto para os aminoácidos livres que foram analisados as 48, 72 e 96 HAA. Os herbicidas fomesafen e lactofen foram eficientes no controle de E. heterophylla, enquanto os inibidores da ALS (chlorimuron-ethyl e imazethapyr) proporcionaram controle insatisfatório. O déficit hídrico alterou a eficiência dos herbicidas testados, principalmente do chlorimuron-ethyl. O herbicida lactofen proporcionou menor conteúdo de carboidratos solúveis, da mesma forma, os teores de proteínas oscilaram as 72 HAA