Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5405| Título: | Resistência ao glyphosate em populações de azevém: estudo de aspectos moleculares e da dinâmica populacional suportando modelos preditivos para controle |
| Título(s) alternativo(s): | Glyphosate resistance in ryegrasspopulations: study of molecular aspects and population dynamics supporting predictive models for control |
| Autor(es): | Pagnoncelli Junior, Fortunato de Bortoli |
| Orientador(es): | Trezzi, Michelangelo Muzell |
| Palavras-chave: | Azevem Plantas - Efeito dos herbicidas Ervas daninhas - Controle Climatologia agrícola Lollium perene Plants - Effect of herbicides on Weeds - Control Crops and climate |
| Data do documento: | 3-Ago-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | PAGNONCELLI JUNIOR, Fortunato de Bortoli. Resistência ao glyphosate em populações de azevém: estudo de aspectos moleculares e da dinâmica populacional suportando modelos preditivos para controle. 2020. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | Azevém (Lolium spp.) é uma espécie infestante amplamente disseminada em áreas de lavoura em todo o mundo. Devido à rusticidade e alta taxa de crescimento, essa espécie é amplamente cultivada, tanto para a cobertura de solo quanto para produção de forragem. O uso intensivo de herbicidas com o mesmo mecanismo de ação resultou na seleção de populações de azevém resistentes, principalmente ao glyphosate. Os objetivos da tese foram: 1) Caracterizar a resposta ao glyphosate e determinar o fator resistência em populações de azevém coletados nas Regiões Sul e Sudoeste Paranaense. 2) Estudar o envolvimento do mecanismo relacionado ao local de ação na resistência ao glyphosate em populações de azevém. 3) Obter informações sobre a demografia de azevém, em populações suscetível e resistente ao glyphosate. 4) Desenvolver e validar um modelo empírico para descrever a emergência de azevém com base no acúmulo térmico do solo. 5) Desenvolver um modelo cohort-estocástico de dinâmica populacional de azevém em populações suscetível e resistente ao glyphosate e simular estratégias de manejo para a espécie sob o efeito de dois cenários climáticos. Diversos experimentos foram desenvolvidos em casa de vegetação, laboratório e a campo pertencentes a UTFPR, Campus Pato Branco, Brasil e IAS/CSIC, Espanha. Em áreas de lavoura das regiões Sul e Sudoeste do Paraná, foram coletadas amostras de sementes de 44 populações de azevém e submetidas a ensaios de resposta a doses do herbicida glyphosate. Em populações resistentes (MR20AR, VT05AR e RN02AR) e suscetíveis (MR05AS, VT07AS e RN01AS) ao glyphosate foi estudado o mecanismo de resistência relacionado ao local de ação. Para o estudo de demografia, nas populações resistentes e suscetíveis, foram avaliados os parâmetros emergência, sobrevivência de diferentes cohorts de plantas e potencial de produção de sementes. Modelo baseado no acúmulo térmico para descrever a emergência de azevém foi desenvolvido e validado. Foi desenvolvido um modelo de dinâmica de populações para as populações suscetível e resistente ao glyphosate. Há elevada variabilidade de resposta das populações de azevém ao glyphosate, com fator resistência variando entre 1,37 e 5,5. Em duas (MR20AR e RN02AR) das três populações resistentes estudadas, foi detectado o aumento do número de cópias do gene da EPSPs (11 a 57x). Em relação à demografia, as plântulas apresentaram rápida taxa de emergência (≈30 dias) sob condições favoráveis, com sobrevivência de acordo com os cohorts de plantas (média de 2 a 10%), e produção de sementes fortemente regulada pela densidade de plantas (90% com 50 pl m-2). As populações resistentes (13830 s pl-1) diferiram das suscetíveis (20300 s pl-1) apenas quanto ao potencial de produção de sementes em baixa densidade. O modelo baseado no acúmulo térmico no solo se mostrou eficiente em descrever a emergência de plântulas da espécie, sendo necessário 390 TT para o início da emergência e 590 TT para atingir 90% de emergência. O modelo de dinâmica de populações demonstrou que o banco de sementes das populações suscetível e resistente tende a se estabilizar em patamares semelhantes (≈20000 s m-2) e que o incremento médio de temperatura de 2,5°C resultou em aumento do número de sementes presentes no banco (≈25000 s m-2). As estratégias de interferência química das plantas ou a rotação de cultura com trigo/soja ou aveia/milho demonstraram alta eficiência e foram capazes de suprimir o banco de sementes em mais de 75%. Conclui-se que a amplificação gênica é um mecanismo relacionado com a resistência de plantas de azevém ao glyphosate na Região Sul do Brasil. Os modelos preditivos desenvolvidos na presente tese fornecem uma melhor compreensão do desenvolvimento populacional de azevém assim como modelo termal poderá ser utilizado como ferramenta para auxiliar no manejo da espécie. |
| Abstract: | Ryegrass (Lolium spp.) is a weed widely spread in farming areas around the world. Due to its rusticity and high growth rate, this species is widely cultivated, both for soil cover and forage production. The intensive use of herbicides with the same mechanism has led to the selection of herbicide-resistant Italian ryegrass populations, especially to glyphosate. The objectives of this thesis were: 1) Characterize the response to glyphosate and assess the resistance index in Italian ryegrass populations collected in the South and Southwest Regions of Paraná State. 2) Study the involvement of a target site mechanism resistance to glyphosate in Italian ryegrass populations. 3) Get information on the demography of Italian ryegrass populations, susceptible and resistant to glyphosate. 4) Develop and validate an empirical model to describe Italian ryegrass emergence based on soil thermal accumulation. 5) Develop a cohort-stochastic model of Italian ryegrass population dynamics in susceptible and glyphosate resistant populations and simulate management strategies for this species under the effect of two climate scenarios. Several experiments have been developed in the greenhouse, laboratory and field of UTFPR, Campus Pato Branco, Brazil and IAS/CSIC, Córdoba, Spain. In farming areas in the South and Southwest Regions of Paraná State, seeds samples from 44 Italian ryegrass populations were collected and tested for glyphosate response. In resistant (MR20AR, VT05AR and RN02AR) and susceptible (MR05AS, VT07AS and RN01AS) populations to glyphosate, the target site mechanism herbicide resistance was investigated. For the demography study, in resistant and susceptible populations, the parameters, emergence, survival and potential for seed production were evaluated. The model based on thermal accumulation to describe the Italian ryegrass emergence was developed and validated. The demographic parameters were combined with literature data to develop a population dynamics model for susceptible and resistant populations, including different management strategies and the effect of the average temperature increase of 2.5°C. High variability in response of Italian ryegrass populations to glyphosate was observed, with resistance index ranging from 1.37 to 5.5. In two populations (MR20AR and RN02AR), an increase in the number of copies of the EPSPs gene (11 to 57x) was detected. Regarding demography, under favourable conditions, seedlings have a rapid emergence (≈30 days), survival depends on plant cohorts (average 2 to 10%), seed production is strongly adjusted by plant density (90% with 50 pl m-2) in both populations. Resistant populations (13830 s pl-1) differed from the susceptible (20300 s pl-1) only in the seed production potential in low-density. The model based on the soil thermal accumulation proved efficient in describing the seedlings emergence, requiring 390 TT for the beginning of the emergence and 590 TT to reach 90% emergence. The population dynamics model showed that the seed bank of susceptible and resistant populations tends to stabilize at similar levels (≈20000 s m-2) and that the average temperature increase of 2.5°C resulted in an increase in the number of seeds present in the bank (≈25000 s m-2). Chemical management strategies and crop rotation with soybean/oat or corn/wheat demonstrated high efficiency and were able to suppress the Italian ryegrass seed bank by more than 75%. It is concluded that gene amplification is a mechanism involved in resistance of Italian ryegrass plants to glyphosate in South Region of Brazil. The predictive models developed in this thesis provide a better understanding of Italian ryegrass population development and the thermal model for emergence, could be used as a tool to assist in this species management. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5405 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| resistenciaglyphosateazevemcontrole.pdf | 3,83 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.