RESUMO
Herbicide mixtures are used to increase the spectrum of weed control and to manage weeds with target-site resistance to some herbicides. However, the effect of mixtures on the evolution of herbicide resistance caused by enhanced metabolism is unknown. This study evaluated the effect of a fenoxaprop-p-ethyl and imazethapyr mixture on the evolution of herbicide resistance in Echinochloa crus-galli using recurrent selection at sublethal doses. The progeny from second generations selected with the mixture had lower control than parental plants or the unselected progeny. GR50 increased 1.6- and 2.6-fold after two selection cycles with the mixture in susceptible (POP1-S) and imazethapyr-resistant (POP2-IR) biotypes, respectively. There was evidence that recurrent selection with this sublethal mixture had the potential to evolve cross-resistance to diclofop, cyhalofop, sethoxydim, and quinclorac. Mixture selection did not cause increased relative expression for a set of analyzed genes (CYP71AK2, CYP72A122, CYP72A258, CYP81A12, CYP81A14, CYP81A21, CYP81A22, and GST1). Fenoxaprop, rather than imazethapyr, is the main contributor to the decreased control in the progenies after recurrent selection with the mixture in low doses. This is the first study reporting the effect of a herbicide mixture at low doses on herbicide resistance evolution. The lack of control using the mixture may result in decreased herbicide sensitivity of the weed progenies. Using mixtures may select important detoxifying genes that have the potential to metabolize herbicides in patterns that cannot currently be predicted. The use of fully recommended herbicide rates in herbicide mixtures is recommended to reduce the risk of this type of resistance evolution.
Assuntos
Echinochloa , Herbicidas , Herbicidas/farmacologia , Herbicidas/metabolismo , Controle de Plantas Daninhas , Plantas Daninhas/genética , Resistência a Herbicidas/genéticaRESUMO
Safeners are chemical compounds used to improve selectivity and safety of herbicides in crops by activating genes that enhance herbicide metabolic detoxification. The genes activated by safeners in crops are similar to the genes causing herbicide resistance through increased metabolism in weeds. This work investigated the effect of the safener isoxadifen-ethyl (IS) in combination with fenoxaprop-p-ethyl (FE) on the evolution of herbicide resistance in Echinochloa crus-galli under recurrent selection. Reduced susceptibility was observed in the progeny after recurrent selection with both FE alone and with FE + IS for two generations (G2) compared to the parental population (G0). The resistance index found in G2 after FE + IS selection was similar as when FE was used alone, demonstrating that the safener did not increase the rate or magnitude of herbicide resistance evolution. G2 progeny selected with FE alone and the combination of FE + IS had increased survival to herbicides from other mechanisms of action relative to the parental G0 population. One biotype of G2 progeny had increased constitutive expression of glutathione-S-transferase (GST1) after recurrent selection with FE + IS. G2 progeny had increased expression of two P450 genes (CYP71AK2 and CYP72A122) following treatment with FE, while G2 progeny had increased expression of five P450 genes (CYP71AK2, CYP72A258, CYP81A12, CYP81A14 and CYP81A21) after treatment with FE + IS. Repeated selection with low doses of FE with or without the safener IS decreased E. crus-galli control and showed potential for cross-resistance evolution. Addition of safener did not further decrease herbicide sensitivity in second generation progeny; however, the recurrent use of safener in combination with FE resulted in safener-induced increased expression of several CYP genes. This is the first report using safener as an additional factor to study herbicide resistance evolution in weeds under experimental recurrent selection.
Assuntos
Echinochloa/genética , Echinochloa/fisiologia , Resistência a Herbicidas/genética , Resistência a Herbicidas/fisiologia , Herbicidas/metabolismo , Oxazóis/metabolismo , Propionatos/metabolismo , Brasil , Regulação da Expressão Gênica de Plantas , Genes de Plantas , Variação Genética , Genótipo , Controle de Plantas DaninhasRESUMO
Cyhalofop-butyl stands out among the herbicides in the control of midazolinone-resistant Echinochloa species; but, rice farmers are not always satisfied with the control achieved with this herbicide. The objectives were to evaluate in regional scale the susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl, and quantify the effect of the weed phenology on its efficacy of control. For this, three trials were carried out under greenhouse conditions with a fully random design, using Echinochloa populations collected in rice fields in the southern region of Brazil. In two trials, the susceptibility level of 156 (2012/13 growth season) and 103 (2013/14 growth season) populations were evaluated with the application of cyhalofop-butyl at 360g ha-1. In other trial, in which treatments were arranged in a bi-factorial design (A = 6 x B = 5), it was evaluated six cyhalofop-butyl rates and five phenological stages of E. crus-galli populations. Echinochloa populations had showed differential susceptibility to cyhalofop-butyl, especially in the 2013/14 growth season, where 20 out of the 103 populations had control lower than 90%. The efficacy of this herbicide was inversely proportional to the phenological stage, and the application timing delay contributed directly to the decrease of susceptibility to the herbicide. Cyhalofop-butyl is an effective alternative to control imidazolinone-resistant Echinochloa populations, as long as the application timing occurs in the early phenological stages (2 to 4 leaves).(AU)
Cyhalofop-butyl destaca-se dentre os herbicidas usados no manejo de populações de capim-arroz resistente às imidazolinonas, mas nem sempre o orizicultor fica satisfeito com o resultado obtido com este herbicida. Objetivou-se avaliar a suscetibilidade de populações de capim-arroz (Echinochloa spp.) ao cyhalofop-butyl e, quantificar o efeito da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle. Para isto, três experimentos foram realizados em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se populações de capim-arroz coletadas na região Sul do Brasil. Em dois experimentos, a suscetibilidade de 156 (safra 2012/13) e 103 (safra 2013/14) populações foram avaliadas frente à aplicação do herbicida cyhalofop-butyl na dose de 360g ha-1. Em outro experimento, em que se arranjaram os tratamentos em esquema bi-fatorial, foram avaliados seis doses do herbicida e cinco estádios fenológicos de populações de E. crus-galli. Foi verificada variação na resposta das populações de capim-arroz ao cyhalofop-butyl, em especial na safra 2013/14, em que 20, das 103 populações testadas, tiveram controle menor que 90%. A eficácia do controle foi inversamente proporcional ao estádio fenológico e, o atraso no controle da infestante contribui diretamente para a diminuição da sua suscetibilidade ao herbicida. Cyhalofop-butyl é uma alternativa eficaz para controlar capim-arroz resistente às imidazolinonas, desde que a aplicação ocorra nos estádios iniciais de desenvolvimento (2 a 4 folhas).(AU)
Assuntos
Echinochloa , Resistência a Herbicidas/fisiologia , Herbicidas/análise , 24444RESUMO
Cyhalofop-butyl stands out among the herbicides in the control of midazolinone-resistant Echinochloa species; but, rice farmers are not always satisfied with the control achieved with this herbicide. The objectives were to evaluate in regional scale the susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl, and quantify the effect of the weed phenology on its efficacy of control. For this, three trials were carried out under greenhouse conditions with a fully random design, using Echinochloa populations collected in rice fields in the southern region of Brazil. In two trials, the susceptibility level of 156 (2012/13 growth season) and 103 (2013/14 growth season) populations were evaluated with the application of cyhalofop-butyl at 360g ha-1. In other trial, in which treatments were arranged in a bi-factorial design (A = 6 x B = 5), it was evaluated six cyhalofop-butyl rates and five phenological stages of E. crus-galli populations. Echinochloa populations had showed differential susceptibility to cyhalofop-butyl, especially in the 2013/14 growth season, where 20 out of the 103 populations had control lower than 90%. The efficacy of this herbicide was inversely proportional to the phenological stage, and the application timing delay contributed directly to the decrease of susceptibility to the herbicide. Cyhalofop-butyl is an effective alternative to control imidazolinone-resistant Echinochloa populations, as long as the application timing occurs in the early phenological stages (2 to 4 leaves).
Cyhalofop-butyl destaca-se dentre os herbicidas usados no manejo de populações de capim-arroz resistente às imidazolinonas, mas nem sempre o orizicultor fica satisfeito com o resultado obtido com este herbicida. Objetivou-se avaliar a suscetibilidade de populações de capim-arroz (Echinochloa spp.) ao cyhalofop-butyl e, quantificar o efeito da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle. Para isto, três experimentos foram realizados em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se populações de capim-arroz coletadas na região Sul do Brasil. Em dois experimentos, a suscetibilidade de 156 (safra 2012/13) e 103 (safra 2013/14) populações foram avaliadas frente à aplicação do herbicida cyhalofop-butyl na dose de 360g ha-1. Em outro experimento, em que se arranjaram os tratamentos em esquema bi-fatorial, foram avaliados seis doses do herbicida e cinco estádios fenológicos de populações de E. crus-galli. Foi verificada variação na resposta das populações de capim-arroz ao cyhalofop-butyl, em especial na safra 2013/14, em que 20, das 103 populações testadas, tiveram controle menor que 90%. A eficácia do controle foi inversamente proporcional ao estádio fenológico e, o atraso no controle da infestante contribui diretamente para a diminuição da sua suscetibilidade ao herbicida. Cyhalofop-butyl é uma alternativa eficaz para controlar capim-arroz resistente às imidazolinonas, desde que a aplicação ocorra nos estádios iniciais de desenvolvimento (2 a 4 folhas).
Assuntos
Echinochloa , Herbicidas/análise , Resistência a Herbicidas/fisiologia , 24444RESUMO
ABSTRACT: Cyhalofop-butyl stands out among the herbicides in the control of imidazolinone-resistant Echinochloa species; but, rice farmers are not always satisfied with the control achieved with this herbicide. The objectives were to evaluate in regional scale the susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl, and quantify the effect of the weed phenology on its efficacy of control. For this, three trials were carried out under greenhouse conditions with a fully random design, using Echinochloa populations collected in rice fields in the southern region of Brazil. In two trials, the susceptibility level of 156 (2012/13 growth season) and 103 (2013/14 growth season) populations were evaluated with the application of cyhalofop-butyl at 360g ha-1. In other trial, in which treatments were arranged in a bi-factorial design (A = 6 x B = 5), it was evaluated six cyhalofop-butyl rates and five phenological stages of E. crus-galli populations. Echinochloa populations had showed differential susceptibility to cyhalofop-butyl, especially in the 2013/14 growth season, where 20 out of the 103 populations had control lower than 90%. The efficacy of this herbicide was inversely proportional to the phenological stage, and the application timing delay contributed directly to the decrease of susceptibility to the herbicide. Cyhalofop-butyl is an effective alternative to control imidazolinone-resistant Echinochloa populations, as long as the application timing occurs in the early phenological stages (2 to 4 leaves).
RESUMO: Cyhalofop-butyl destaca-se dentre os herbicidas usados no manejo de populações de capim-arroz resistente às imidazolinonas, mas nem sempre o orizicultor fica satisfeito com o resultado obtido com este herbicida. Objetivou-se avaliar a suscetibilidade de populações de capim-arroz (Echinochloa spp.) ao cyhalofop-butyl e, quantificar o efeito da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle. Para isto, três experimentos foram realizados em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se populações de capim-arroz coletadas na região Sul do Brasil. Em dois experimentos, a suscetibilidade de 156 (safra 2012/13) e 103 (safra 2013/14) populações foram avaliadas frente à aplicação do herbicida cyhalofop-butyl na dose de 360g ha-1. Em outro experimento, em que se arranjaram os tratamentos em esquema bi-fatorial, foram avaliados seis doses do herbicida e cinco estádios fenológicos de populações de E. crus-galli. Foi verificada variação na resposta das populações de capim-arroz ao cyhalofop-butyl, em especial na safra 2013/14, em que 20, das 103 populações testadas, tiveram controle menor que 90%. A eficácia do controle foi inversamente proporcional ao estádio fenológico e, o atraso no controle da infestante contribui diretamente para a diminuição da sua suscetibilidade ao herbicida. Cyhalofop-butyl é uma alternativa eficaz para controlar capim-arroz resistente às imidazolinonas, desde que a aplicação ocorra nos estádios iniciais de desenvolvimento (2 a 4 folhas).
RESUMO
ABSTRACT: Cyhalofop-butyl stands out among the herbicides in the control of imidazolinone-resistant Echinochloa species; but, rice farmers are not always satisfied with the control achieved with this herbicide. The objectives were to evaluate in regional scale the susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl, and quantify the effect of the weed phenology on its efficacy of control. For this, three trials were carried out under greenhouse conditions with a fully random design, using Echinochloa populations collected in rice fields in the southern region of Brazil. In two trials, the susceptibility level of 156 (2012/13 growth season) and 103 (2013/14 growth season) populations were evaluated with the application of cyhalofop-butyl at 360g ha-1. In other trial, in which treatments were arranged in a bi-factorial design (A = 6 x B = 5), it was evaluated six cyhalofop-butyl rates and five phenological stages of E. crus-galli populations. Echinochloa populations had showed differential susceptibility to cyhalofop-butyl, especially in the 2013/14 growth season, where 20 out of the 103 populations had control lower than 90%. The efficacy of this herbicide was inversely proportional to the phenological stage, and the application timing delay contributed directly to the decrease of susceptibility to the herbicide. Cyhalofop-butyl is an effective alternative to control imidazolinone-resistant Echinochloa populations, as long as the application timing occurs in the early phenological stages (2 to 4 leaves).
RESUMO: Cyhalofop-butyl destaca-se dentre os herbicidas usados no manejo de populações de capim-arroz resistente às imidazolinonas, mas nem sempre o orizicultor fica satisfeito com o resultado obtido com este herbicida. Objetivou-se avaliar a suscetibilidade de populações de capim-arroz (Echinochloa spp.) ao cyhalofop-butyl e, quantificar o efeito da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle. Para isto, três experimentos foram realizados em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se populações de capim-arroz coletadas na região Sul do Brasil. Em dois experimentos, a suscetibilidade de 156 (safra 2012/13) e 103 (safra 2013/14) populações foram avaliadas frente à aplicação do herbicida cyhalofop-butyl na dose de 360g ha-1. Em outro experimento, em que se arranjaram os tratamentos em esquema bi-fatorial, foram avaliados seis doses do herbicida e cinco estádios fenológicos de populações de E. crus-galli. Foi verificada variação na resposta das populações de capim-arroz ao cyhalofop-butyl, em especial na safra 2013/14, em que 20, das 103 populações testadas, tiveram controle menor que 90%. A eficácia do controle foi inversamente proporcional ao estádio fenológico e, o atraso no controle da infestante contribui diretamente para a diminuição da sua suscetibilidade ao herbicida. Cyhalofop-butyl é uma alternativa eficaz para controlar capim-arroz resistente às imidazolinonas, desde que a aplicação ocorra nos estádios iniciais de desenvolvimento (2 a 4 folhas).
RESUMO
No presente estudo foi avaliada a fitotoxicidade de extratos e frações de cascas do caule (súber) e folhas maduras de Blepharocalyx salicifolius Kuth O. Berg sobre o crescimento inicial de Echinochloa crus-galli L. P. Beauv. (capim-arroz) e Euphorbia heterophylla L. (amendoim-bravo). Os extratos foram obtidos por meio de extração exaustiva e fracionamento por coeficiente de partição com solventes orgânicos. Posteriormente, os extratos acetato etílicos de cascas e folhas maduras e o extrato hexânico de cascas foram fracionados por cromatografia em coluna com a utilização de solventes em ordem crescente de polaridade. Os extratos e as frações foram testados sobre as espécies infestantes nas concentrações de 0,2, 0,4 e 0,8 mg.mL-1, como controle positivo foi utilizado o herbicida comercial Sanson® nas mesmas concentrações descritas e como controle negativo água destilada com DMSO (5 uL/mL). Os extratos acetato etílicos de cascas e folhas maduras, assim como o extrato hexânico de cascas apresentaram efeitos pronunciados de inibição sobre o crescimento das espécies-alvo. Das oito frações acetato etílicas de folhas, seis inibiram o crescimento das raízes de capim-arroz e quatro inibiram o crescimento das raízes e parte aérea de amendoim-bravo em todas as concentrações testadas. Das seis frações acetato etílicas de cascas, quatro apresentaram fitotoxicidade sobre o crescimento das raízes de capim-arroz em todas as concentrações. Os extratos e frações de cascas e folhas maduras levaram ao surgimento de anomalias nas espécies-alvo. Estes resultados evidenciaram o acentuado efeito fitotóxico dos extratos e frações de cascas e folhas maduras e seu potencial uso como herbicida natural.
RESUMEN En este estudio se evaluó la fitotoxicidad de los extractos y fracciones de las cortezas del tallo (suber) y de las hojas maduras de Blepharocalyx salicifolius Kuth O. Berg sobre el crecimiento inicial de Echinochloa crus- galli L. P. Beauv. (capim-arroz) y Euphorbia heterophylla L. (amendoim-bravo). Estos extractos fueron obtenidos por extracción exhaustiva y fraccionamiento por coeficiente de partición con disolventes orgánicos. Posteriormente los extractos de acetato de etilo de las hojas y de la corteza del tallo (suber) fueron fraccionados por cromatografía de columna con disolventes de polaridad creciente. Tanto los extractos como las fracciones se ensayaron sobre las plantas diana en concentraciones de 0,2, 0,4 y 0,8 mg.mL-1, como control positivo se utilizó el herbicida comercial Sanson® disuelto en las mismas condiciones y como control negativo agua destilada con DMSO (5uL/mL). Los extractos de acetato de etilo de hojas maduras y corteza así como el extracto de hexano de la corteza mostraron los efectos inhibitorios más pronunciados sobre el crecimiento de las especies diana. De las ocho fracciones del extracto de acetato de etilo de hojas, seis inhibieron el crecimiento de las raíces de capim-arroz y cuatro fracciones inhibieron el crecimiento de las raíces y de la parte aérea de amendoin-bravo en todas las concentraciones ensayadas. De las seis fracciones del extracto de acetato de etilo de corteza, cuatro fueron fitotóxicos sobre el crecimiento de la raíz de capim-arroz en todas las concentraciones. Los extractos y fracciones de la corteza y de las hojas maduras provocaron anomalías en las especies diana. Estos resultados demostraron un efecto fitotóxico pronunciado de los extractos y fracciones de corteza y hojas maduras y su potencial uso como herbicidas naturales.
In this study, the phytotoxicity of extracts and fractions of stem bark (suber) and mature leaves of Blepharocalyx salicifolius Kuth O. Berg was evaluated on the initial growth of Echinochloa crus- galli L. P. Beauv. (barnyardgrass) and Euphorbia heterophylla L. (wild poinsettia). The extracts were obtained by exhaustive extraction and fractionation by the partition coefficient with organic solvents. Subsequently, the ethyl acetate extracts of bark and mature leaves and the hexane extract of bark were fractionated by column chromatography with solvents in increasing order of polarity. The extracts and fractions were evaluated on weed species at concentrations of 0,2, 0,4 and 0,8 mg.mL-1, The positive control used was the commercial herbicide Sanson® at the same concentrations described and the negative control used was distilled water with DMSO (5 uL/mL). The ethyl acetate extracts of bark and mature leaves and hexane extract of bark showed the most pronounced inhibitory effects on the growth of the target species. Among the eight ethylic acetate leave's fractions, six inhibited the root growth of barnyardgrass at all concentrations tested and four fractions inhibited the root and shoot growth of wild poinsettia, at all concentrations tested. Of the six ethylic acetate bark's fractions, four showed phytotoxicity on root growth of barnyardgrass at all concentrations. The extracts and fractions of bark and mature leaves have given rise to anomalies in the target species. The results demonstrated a pronounced phytotoxic effect of the extracts and fractions of bark and mature leaves, providing subsidies for their use as natural herbicides.