Fisiología de poblaciones de Amaranthus palmeri resistentes a herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa

El control químico de malas hierbas a través de herbicidas ha sido ampliamente utilizado en la agricultura, pero el uso continuo y excesivo desde mediados del siglo XX ha resultado en poblaciones de malas hierbas resistentes a los herbicidas. Así pues, es importante conocer el mecanismo de resistencia de estas malas hierbas resistentes, para poder utilizar métodos de control efectivos frente a las malas hierbas, y evitar la evolución de otras resistencias. Amaranthus palmeri es una mala hierba originaria de los EE. UU., y debido a su fisiología y su capacidad para propagarse e invadir, se considera una planta muy problemática e invasora. Además, se han encontrado numerosas poblaciones resistentes, como a los herbicidas inhibidores de la enzima acetolactato sintasa (ALS) en la ruta de biosíntesis de lo aminoácidos ramificados. Generalmente, el mecanismo de resistencia a estos herbicidas se basa en una diana menos sensible pero pueden haberse desarrollado otros mecanismos de resistencia no relacionados con la diana (NTS), como la capacidad de metabolizar el herbicida a través de la famila de enzimas glutatión-S-transferasa (GST), capaces de inactivar las moleculas herbicidas a través de su conjugación con glutation. Por lo tanto, en este trabajo se ha evaluado el posible papel de las GSTs en la resistencia de NTS a los inhibidores de ALS. Para ello se ha utilizado una población resistente a sulfonilureas (inhibidores de ALS) que presenta resistencia NTS y una sensible de referencia. Se realizaron dos experimentos, creciendo semillas de A. palmeri en placas verticales o en cultivo hidropónico puro. Se ha evaluado la participación de las GST mediante la determinación de su acividad enzimática, la biomasa, el contenido de tioles tras el tratamiento con diferentes dosis de una sulfonilurea (nicosulfuron) aplicada sola o con un compuesto específico inhibidor de GST (NBDCl). Los resultados obtenidos sugieren cierta participación de las GSTs en la resistencia NTS, si bien son experimentos preliminares que deben ser validados.Nekazaritzako arloan herbizida bidezko belar txarren kontrol kimikoa oso erabilia da, baina XX. mende erdialdetik aurrera izandako erabilpen jarraia eta neurrigabeak belar pozoiei erresistenteak diren belar txar populazioak agerrarazi egin ditu. Orduan, belar erresistente hauek duten erresistentzia-mekanismoa ezagutzea garrantzitsua da, belar txarren aurrean kontrol metodo eraginkorrak erabili ahal izateko, eta bestelako erresistentziak ez agertzeko. Amaranthus palmeri AEB jatorriko belar txarra da, eta haren fisiologia, eta hedatzeko eta inbaditzeko ahalmena dela eta, landare oso arazotsua eta inbaditzailea kontsideratu da (Europar Batasunean espezie inbaditzailetzat hartu da). Horrez gain, herbizida ezberdinei erresistentzia duten populazio ugariak topatu dira, hala nola; azetolaktato sintasa entzima (ALS) inhibitzen duten belar pozoiei erresistentziak aurkitu dira. Oro har, herbizida horiekiko erresistentziamekanismoa hain sentikorra ez den diana batean oinarritzen da, baina dianarekin loturarik ez duten beste erresistentzia-mekanismo batzuk (NST) ere garatu izan dira, hala nola herbizida metabolizatzeko gaitasuna glutation-S-transferasa (GST) entzimen familiaren bidez, molekula herbizidak glutation-konjugazioaren bidez inaktibatzeko gai direnak. Beraz, ALS inhibitzaileen aurrean NTS erresistentzian parte hartzen duten entzimek duten erantzuna baloratzeko eta ikertzeko asmoa dago. Horretarako, bi populazio erabili dira, bata sentikorra (NCS, Ipar Kalifornia jatorria) eta bestea NTS erresistentea (KSR, Kansas jatorria). Bi esperimentu egin dira, A. palmeri haziak plaka bertikaletan eta ur-ontzietan (hidroponikoan). GSTen parte-hartzea ebaluatu da, beren jarduera entzimatikoa, biomasa eta tiolen edukia neurtuz, sulfonilurea (nicosulfuron) bakarrik edo GST inhibitzaile espezifiko (NBD-Cl) batekin tratatu ondoren. Horrela, lortutako emaitzen bidez, GSTek KSR populazioko landareen NTS erresistentzian nolabaiteko parte-hartzea dutela ikusi da, hala ere, baliozkotu beharreko atariko esperimentuak dira.Chemical weed control through herbicides has been widely used in agriculture, but their continued and excessive use since the mid-20th century has resulted in a rapid evolution of herbicide-resistant weed populations. In order to develop effective control methods against weeds, and to avoid the evolution of other resistant biotypes, it is important to understand well the resistance mechanism of these resistant weeds. Amaranthus palmeri is a weed native to North America, and due to its physiology and ability to spread and invade, it is considered a highly problematic weed and invasive plant. In addition, numerous populations with resistance to different herbicides have been found, such as resistance to herbicides that inhibit the enzyme acetolactate synthase (ALS). Generally, the resistance mechanism is based on a less sensitive herbicide target, but there may also be resistance mechanisms which are not related to the target (NTS), like the capacity of the plant to metabolise the herbicide through glutathione-S-transferase (GST) enzymes, capable of inactivate herbicide molecules through conjugation with glutathione. Thus, in this work, the possible role of GSTs in the NTS resistance to ALS inhibitors has been evaluated. For this propose, two populations have been used, one NTS resistant to sulfonylureas (ALS inhibitors), and one sensitive. Two experiments were carried out: A. palmeri seeds were sown in vertical plates and hydroponically. Participation of GSTs has been evaluated through the analytical determination of their enzymatic activity, the biomass, and the thiol content after the treatment with different doses of a sulfonylurea (nicosulfuron), alone or in combination with a specific GST inhibitor (NBD-Cl). Obtained results suggest some participation of GSTs in NTS resistance. These are preliminary experiments that should be validated, though.Graduado o Graduada en Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural por la Universidad Pública de NavarraNekazaritzako Elikagaien eta Landa Ingurunearen Ingeniaritzan graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoa