Rol de la glutatión-S-transferasa y del citocromo P450 en la resistencia metabólica a herbicidas en Lolium rigidum de cereales de invierno

El vallico (Lolium rigidum) es la especie más propensa a desarrollar resistencias a herbicidas en todo el mundo. En España está considerada la mala hierba con mayor impacto negativo en los cereales de invierno. Esta especie puede desarrollar resistencia a todos los herbicidas disponibles, tanto por...

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Detalles Bibliográficos
Autor: Oliver Flores, Ana
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2020
País:España
Institución:Varias* (Consorci de Biblioteques Universitáries de Catalunya, Centre de Serveis Científics i Acadèmics de Catalunya)
Repositorio:Recercat. Dipósit de la Recerca de Catalunya
OAI Identifier:oai:recercat.cat:10459.1/69446
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10459.1/69446
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Margall
Lolium rigidum
Herbicides
Males herbes -- Control
Descripción
Sumario:El vallico (Lolium rigidum) es la especie más propensa a desarrollar resistencias a herbicidas en todo el mundo. En España está considerada la mala hierba con mayor impacto negativo en los cereales de invierno. Esta especie puede desarrollar resistencia a todos los herbicidas disponibles, tanto por mecanismos ligados al sitio de acción como por mecanismos no ligados al sitio de acción. Entre los mecanismos no ligados al sitio de acción, el más preocupante es la capacidad aumentada de metabolizar los herbicidas (a diferencia de una planta sensible), porque es precisamente este mecanismo el que puede dar resistencia a varios herbicidas con diferentes modos de acción. En España, ya hay poblaciones de L. rigidum en cereales de invierno que no son controladas con la mayoría de herbicidas del mercado, pero sus mecanismos de resistencia no ligados al sitio de acción aún no han sido estudiados. Además, disponer de herramientas de detección rápida de la presencia de metabolismo aumentado como mecanismo de resistencia, sería una información muy valiosa en la ayuda a la toma de decisiones para racionalizar el uso de los herbicidas, como marca la directiva europea. Los objetivos de este trabajo fueron, mediante ensayos en invernadero, 1) confirmar la resistencia al herbicida prosulfocarb (grupo HRAC N) en dos poblaciones con resistencia múltiple a varios herbicidas, 2) estudiar, mediante el uso de inhibidores, el rol de dos familias de enzimas, el citocromo P450 (P450) y la glutatión-S-transferasa (GST), en la respuesta resistente al herbicida prosulfocarb y 3) estudiar las resistencias cruzadas a otros grupos de herbicidas. Además, en ensayos de laboratorio se estudió: 1) los niveles de expresión de la enzima LrGST1 en estas poblaciones, y 2) se evaluó el potencial uso para el vallico de una herramienta de detección de resistencias a herbicidas rápida (BReD) inicialmente desarrollada para Alopecurus myosurides, otra mala hierba. Los experimentos se llevaron a cabo mediante la aplicación de dos inhibidores, el NBD-Cl (fungicida) para la GST, y el malatión (insecticida) para la P450, y posterior del herbicida prosulfocarb en plántulas de L. rigidum para el estudio en post-emergencia y semillas germinadas para el de pre-emergencia. Por otra parte, para conocer las resistencias cruzadas de nuestras poblaciones de vallico resistentes a prosulfocarb, se aplicaron herbicidas de los grupos HRAC K1, K3 y C2, propizamida, flufenacet y clortolurón, respectivamente. Para estos experimentos se realizó el posterior análisis de la supervivencia y reducción de peso fresco de la parte aérea. Los ensayos para comprobar el funcionamiento del kit BReD se llevaron a cabo mediante lecturas de la intensidad de la banda en el dispositivo Lateral Flow Device de hojas de vallico resistente y su posterior comparación con las concentraciones de LrGST1 obtenidas mediante ELISA. Las dos poblaciones resistentes utilizadas se mostraron resistentes al prosulfocarb y se observó una baja, aunque presente, resistencia cruzada a los herbicidas con distinto modo de acción testados. La aplicación del inhibidor de GST, NBD-Cl, no mostró ningún beneficio de sinergismo para la mortalidad o reducción de peso al aplicarse juntamente con prosulfocarb, tanto en pre como post-emergencia, indicando que este inhibidor no es apto para estudiar el potencial rol de la enzima GST en la resistencia metabólica en ensayos con planta viva. Tampoco se detectó una mejora en el efecto del prosulfocarb al aplicar el inhibidor de la P450, el malatión, en pre-emergencia, produciéndose incluso un incremento de la resistencia. En cambio, el malatión aplicado en post-emergencia redujo la resistencia en las dos poblaciones, disminuyendo la supervivencia e incrementando la reducción de peso fresco, indicando que la P450 sí estaría implicada en la resistencia metabólica. Finalmente, en plantas resistentes se obtuvieron concentraciones de la enzima LrGST1 muy superiores a plantas sensibles, correspondiéndose con las intensidades de las bandas del Lateral Flow Device. Por un lado, se confirmó que la GST también estaría implicada en el mecanismo de resistencia por metabolismo aumentado y, también podría indicar que potencialmente es posible una adaptación del kit para uso en campo para el vallico como test de detección rápida.

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