Los protocolos para pruebas de resistencia a los herbicidas robusta en diferentes especies de malezas

Summary

A robust and flexible approach to confirm herbicide resistance in weed populations is presented. This protocol allows the herbicide resistance levels to be inferred and applied to a wide range of weed species and herbicides with minor adaptations.

Abstract

Robust protocols to test putative herbicide resistant weed populations at whole plant level are essential to confirm the resistance status. The presented protocols, based on whole-plant bioassays performed in a greenhouse, can be readily adapted to a wide range of weed species and herbicides through appropriate variants. Seed samples from plants that survived a field herbicide treatment are collected and stored dry at low temperature until used. Germination methods differ according to weed species and seed dormancy type. Seedlings at similar growth stage are transplanted and maintained in the greenhouse under appropriate conditions until plants have reached the right growth stage for herbicide treatment. Accuracy is required to prepare the herbicide solution to avoid unverifiable mistakes. Other critical steps such as the application volume and spray speed are also evaluated. The advantages of this protocol, compared to others based on whole plant bioassays using one herbicide dose, are related to the higher reliability and the possibility of inferring the resistance level. Quicker and less expensive in vivo or in vitro diagnostic screening tests have been proposed (Petri dish bioassays, spectrophotometric tests), but they provide only qualitative information and their widespread use is hindered by the laborious set-up that some species may require. For routine resistance testing, the proposed whole plant bioassay can be applied at only one herbicide dose, so reducing the costs.

Introduction

Los herbicidas son la medida de control de malas hierbas más ampliamente utilizado, que representa hasta un 50% del mercado global de protección de las plantas ^1. Son herramientas relativamente baratas, evitar prácticas de cultivo del suelo en mano de obra intensiva y requiere mucho tiempo, y en última instancia resultar en la producción rentable, segura y rentable de alimentos ^2. Sin embargo, la gran variabilidad genética fenológico y presente en muchas especies de malezas, junto con un exceso de confianza en el uso de herbicidas, se traduce con frecuencia en la selección de poblaciones de malezas resistentes a los herbicidas. La introducción de herbicidas selectivos con un objetivo metabólica muy específico ^3-5 se ha incrementado dramáticamente el número de casos de resistencia a lo largo de los años. Hasta la fecha, 240 especies de malezas (140 dicotiledóneas y monocotiledóneas 100) en todo el mundo han desarrollado resistencia a los diferentes sitios de herbicidas de acción (SOA) ^4. Esta es una preocupación importante para el manejo de malezas y más en general, para la producción agrícola sostenible.

e_content "> La detección temprana de la resistencia, con base en pruebas fiables, se realizan con frecuencia en un invernadero, es un paso clave para manejar malezas resistentes a los herbicidas. Los diferentes enfoques se han desarrollado de acuerdo con los objetivos, el nivel requerido de precisión, el tiempo y los recursos disponibles, como así como las especies de malas hierbas consideradas ^6-12. Sin embargo, cuando se requiere la confirmación del estado de resistencia de un nuevo biotipo de malezas (es decir, un grupo de individuos que comparten varias características fisiológicas, incluyendo la capacidad de sobrevivir a uno o más herbicidas pertenecientes a una grupo particular utilizado en una dosis que normalmente controlar ellos), un robusto bioensayo de toda la planta se debe realizar en un ambiente controlado ^{4, 11.}

Un biotipo rara vez es resistente a un solo herbicida. Por tanto, cada biotipo se caracteriza por un patrón de resistencia determinado, es decir, número y tipo de SoA de los herbicidas es resistente a, y por una resistencia dadanivel para cada herbicida ^13. La determinación precoz y fiable del patrón de cruz o resistencia múltiple ^{5, 14} es importante para la gestión de la resistencia de campo.

Vale la pena mencionar que la resistencia a los herbicidas no tiene nada que ver con la tolerancia natural que algunos exhiben especies de malezas a algunos herbicidas, por ejemplo, las especies dicotiledóneas vs. herbicidas ACCasa inhibidoras, especies monocotiledóneas vs. 2,4-D, Equisetum arvense vs. glifosato.

Este artículo presenta un enfoque sólido para probar biotipos resistentes a herbicidas putativo muestreados en los campos donde se había reportado un mal control por el herbicida (s). Se presentan variantes relevantes a los protocolos estándar en relación con las especies de malas hierbas que participan. Las ventajas sobre las técnicas / protocolos alternativos basados ​​en cualquiera de los bioensayos de plantas enteras utilizando sólo una dosis de herbicida ^15, o el tratamiento de semillas en placas de Petri ⁸ están relacionados con la mayor reliability y la posibilidad de inferir el nivel de resistencia debido a la inclusión de dos dosis de herbicidas en los experimentos. Sin embargo, para las pruebas de resistencia de rutina, los mismos métodos pueden ser aplicados en una sola dosis de herbicida, por lo que la reducción de los costes.

Además de permitir la confirmación de la condición de la resistencia, la información obtenida se puede utilizar tanto para la optimización de los siguientes pasos de la investigación y / o la elaboración de estrategias de manejo de resistencia.

Protocol

1. Semilla Muestreo y almacenamiento Monitorear campos cultivados para el rendimiento herbicida pobres injustificada, es decir, no se debe a las condiciones climáticas adversas o tratamientos herbicidas de baja calidad. Se recoge una muestra de semillas de una especie a la vez y asignar un código único. Las semillas maduras suelen ser recogidos antes de la cosecha de cultivos de plantas que habían sobrevivido al tratamiento (s) herbicida. Monitor oportuna para observar si las semillas s…

Representative Results

Para evaluar el estado de resistencia de una población resistente putativo, es fundamental para incluir un cheque susceptible en el ensayo con el fin de verificar la eficacia herbicida. Los resultados de una prueba de detección llevados a cabo en P. poblaciones rhoeas, una mala hierba que infestan los campos de trigo, se presentan en la Figura 2, donde se presenta la eficacia de cuatro herbicidas de post-emergencia en un testigo susceptible (09-36) y, por un presunto resistente (10-9…

Discussion

Varios pasos dentro de los protocolos son fundamentales para una evaluación exitosa de resistencia a los herbicidas en una población: 1) las semillas deben recogerse en la madurez de las plantas que habían sobrevivido al tratamiento (s) herbicida. La maduración de las semillas de la planta madre es crucial para evitar dificultades en la germinación de las semillas más tarde; 2) Se recomienda el almacenamiento adecuado de semillas para evitar la proliferación de mohos que impidan la germinación; 3) las plántulas…

Materials

Paper bags	Celcar SAS
Plastic dishes	ISI plast S.p.A.	SO600	Transparent plastic
Sulfuric acid 95-98%	Sigma-Aldrich	320501
Non-woven fabric	Carretta Tessitura	Art.TNT17	Weight  17 gr m–²
Chloroform >99.5%	Sigma-Aldrich	C2432
Agar	Sigma-Aldrich	A1296
Potassium nitrate >99.0%	Sigma-Aldrich	P8394
Plastic containers	Giganplast	1875/M	600 x 400 x 110 mm
Plastic trays	Piber plast	G1210A	325 x 265 x 95 mm
Polystyrene trays	Plastisavio	S24	537x328x72 mm, 24 round cells (6×4)
Copper sulfate	Sigma-Aldrich	451657
Agriperlite	Blu Agroingross sas	AGRI100
Peat	Blu Agroingross sas	TORBA250
Germination cabinet	KW	W87R
Nozzles	Teejet	XR11002-VK, TP11001-VH	The second type of nozzles are used only for glyphosate
Barcode generator	Toshiba TEC	SX4
Labels with barcode	Felga	TT20200	Stick-in labels with rounded corners
Barcode reader	Cipherlab	8300-L	Portable data terminal
Bench sprayer	–	–	Built in house
HERBICIDES INCLUDED IN THE RESULTS:
Commercial product	Active ingredient	Company	Comments
Altorex	imazamox	BASF
Azimut	florasulam	Dow AgroSciences
Biopower		Bayer Crop Science	Surfact to be used with Hussar WG
Dash		BASF	Surfact to be used with Altorex
Granstar	tribenuron-methyl	Dupont
Gulliver	azimsulfuron	Dupont
Hussar WG	iodosulfuron	Bayer Crop Science
Nominee	bispyribac-Na	Bayer Crop Science
Roundup	glyphosate	Monsanto
Trend		Dupont	Surfact to be used with Granstar and Gulliver
Viper	penoxsulam	Dow AgroSciences
Weedone LV4	2,4-D	Isagro