Fisiología de la resistencia múltiple a los herbicidas glifosato e inhibidores de acetolactato sintasa en amaranthus palmeri

Abstract

Este trabajo se plantea en el marco de la necesidad de profundizar en el conocimiento de la fisiología de las plantas resistentes a herbicidas, lo que requiere, no solo identificar y dilucidar las bases moleculares de las resistencias, sino también abordar el plano fisiológico, analizando la respuesta a nivel de metabolismo a la aplicación de estos herbicidas. La utilización de plantas que ya han desarrollado resistencia múltiple a estos herbicidas es una buena herramienta para desarrollar métodos para su detección, aportar claves para su manejo y prevenir su aparición. Además, el establecimiento de la acción herbicida en plantas resistentes permite comprender cómo y por qué son letales estos herbicidas (conocimiento del modo de acción herbicida), ayudando a que su utilización sea más racional y sostenible. Se ha profundizado en la fisiología de una población de A. palmeri con resistencia múltiple (RM) a los herbicidas glifosato y piritiobac (inhibidor de ALS) y en los efectos fisiológicos de estos herbicidas. Para ello, se han caracterizado a nivel molecular los mecanismos de resistencia, y se ha abordado la acción herbicida estudiando la respuesta fisiológica a diferentes niveles tras el tratamiento con glifosato, piritiobac o la mezcla de ambos. Este trabajo proporciona nuevos detalles acerca de la caracterización y de la fisiología de la población RM y aporta información novedosa en cuanto a los efectos fisiológicos provocados en las plantas sensibles y resistentes por los herbicidas IBAR e IBAA. Estos resultados son, potencialmente, de interés práctico para el sector agrícola, por la importancia global de las malas hierbas resistentes a glifosato, herbicida más usado a nivel mundial y a inhibidores de ALS, grupo de herbicidas que incluye un gran número de materias activas. Todo ello, unido al incesante incremento de resistencias múltiples a ambos tipos de herbicidas, hace necesarios los estudios que profundicen en el conocimiento fisiológico de este tipo de resistencias para avanzar hacia un manejo más sostenible y duradero.

This work is performed within the framework of the need of obtaining new insights about physiology of resistant weeds. This involves not only identifying and elucidating the molecular bases of resistance, but also addressing the plant physiology, by analyzing the metabolic response to the herbicide application. The study of plants that have already developed multiple resistance to herbicides is a good tool to develop methods to detect them, improve their management and prevent their evolution. Furthermore, the full knowledge of the herbicidal action on resistant plants will unravel how and why these herbicides are lethal (knowledge of the mode of action of the herbicide), helping to make their use more rational and sustainable. In this study, a full study of the physiology of an A. palmeri population with multiple resistance (RM) to the herbicides glyphosate and pyrithiobac (ALS inhibitor), and of the physiological effects of these herbicides have been approached. For this purpose, the resistance molecular basis has been deciphered and the physiological response to different levels of each herbicide (and their mixture) has been approached to study the herbicide action. In summary, this work provides new insights on the characterization and physiology of the RM population and unravels the physiological effects of glyphosate and ALS inhibitors on sensitive and resistant plants. These results are, potentially, of great practical and agricultural interest, due to the global significance of weed populations resistant to glyphosate (the most used herbicide worldwide) or to ALS-inhibitors (where a great number of active ingredients are included). All this, together with the continuous evolution of RM populations to both types of herbicides, makes essential to deepen our physiological knowledge of this type of resistances, moving forward a more sustainable and lasting weed management.