Las malezas resistentes a los herbicidas se están volviendo cada vez más comunes en los paisajes agrícolas. Los métodos existentes para confirmar la resistencia a los herbicidas requieren el conocimiento de los genes responsables de la resistencia del sitio objetivo, pero esta información no siempre se conoce. Un nuevo método, desarrollado por investigadores de la Universidad de Illinoispara el cáñamo de agua, puede analizar la resistencia a los herbicidas sin conocimiento previo de los genes involucrados.
Pregúntele a cualquier agricultor, y escuchará que las malezas son un gran dolor de cabeza. Peor aún son las malezas que han desarrollado resistencia a los herbicidas diseñados para matarlos. Este es el caso del cáñamo, una maleza de hoja ancha que se encuentra comúnmente en el maíz y la soyaMuchas poblaciones de cáñamo y su primo agresivo, el amaranto palmer, se han vuelto resistentes a la atrazina, la mesotriona y otros herbicidas de uso común, lo que a veces conduce a pérdidas de rendimiento significativas en los cultivos de maíz y soja.
"Si continúa rociando el mismo herbicida en las plantas, existe la posibilidad de que un número muy pequeño de ellas sobreviva y se reproduzca. Algunas de sus crías serán resistentes al herbicida. Al usar el mismo herbicida durante generaciones,están seleccionando malezas resistentes a ese químico ", dice el investigador postdoctoral de la Universidad de Illinois, Rong Ma.
Las plantas usan una variedad de mecanismos para evitar los efectos tóxicos de los herbicidas. El mecanismo más común, conocido como resistencia del sitio objetivo, proviene de una mutación genética que evita que el herbicida se adhiera a las proteínas que está diseñado para destruir. La presenciade estas mutaciones en las poblaciones de cáñamo de agua se pueden analizar rápidamente genéticamente, si se conoce de antemano el sitio de la mutación.
Otro mecanismo se conoce como resistencia metabólica. En este caso, la planta usa enzimas comunes para desintoxicar el herbicida antes de que llegue a la proteína que debe destruir.
"Los humanos también tienen estas amplias enzimas desintoxicantes. Pueden ayudar a desintoxicar los medicamentos o productos químicos que consumimos", explica Rong.
Las enzimas responsables de la resistencia metabólica no siempre se conocen, aunque generalmente se clasifican en una o dos clases amplias, P450 o GST.
"El problema es que las plantas tienen cientos de estos P450 o GST y aún no hemos identificado cuáles son los responsables de la resistencia al herbicida en particular", dice U del científico de malezas Dean Riechers.
Dado que los genes para esas enzimas generalmente son desconocidos, no es posible evaluarlos usando los métodos genéticos tradicionales. Ma, junto con un equipo de investigadores en la U de I dirigido por Riechers, han desarrollado una nueva técnica que puedeprueba de resistencia metabólica sin depender del conocimiento de los genes específicos involucrados.
El nuevo método consiste en exponer una sola lámina de hoja pequeña a un herbicida marcado radiactivamente y luego determinar la cantidad del herbicida que queda después de que la hoja tiene la oportunidad de metabolizarlo. Cuanto menos herbicida permanezca con el tiempo, más resistente será la planta.
El estudio probó tres poblaciones de cáñamo y dos herbicidas, mesotriona Callisto®, un inhibidor de HPPD y primisulfuron-metil Beacon®, un inhibidor de ALS. Aunque diferentes poblaciones parecían desintoxicar los dos químicos usando diferentes mecanismos bioquímicos, elnuevo método funcionó para ambos.
"El método debería funcionar para herbicidas adicionales e incluso diferentes malezas o cultivos", dice Riechers. "Probamos un tercer herbicida usando el método con hojas de soja cortadas y funcionó. Y siempre que la hoja o el pecíolo puedan caber enel tubo, debería funcionar para casi cualquier planta "
Aunque el nuevo método no señala los genes exactos responsables del metabolismo de herbicidas mejorado en poblaciones resistentes, sí indica la clase general de genes y el mecanismo involucrado. El siguiente paso para el equipo de investigación es identificar genes específicos y eventualmente desarrollar marcadorespara pruebas rápidas utilizando métodos genéticos convencionales.
Riechers dice que otras universidades y compañías ya están utilizando la nueva técnica.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois ACES . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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