Los agricultores han estado luchando contra las malezas resistentes a los herbicidas durante generaciones. Una práctica común durante la mayor parte de ese tiempo ha sido rotar entre diferentes herbicidas cada temporada. Pero a pesar de los mejores esfuerzos de los agricultores, la resistencia a los herbicidas ha crecido a lo largo de los años, con algunas poblaciones de malezasmostrando resistencia a no uno sino cuatro o cinco herbicidas diferentes. Un nuevo estudio de la Universidad de Illinois explica por qué la rotación de herbicidas no funciona.
"Si le preguntara a los agricultores qué es lo que puede hacer para retrasar la evolución de la resistencia, dirán rotar los herbicidas. Este estudio muestra que eso no es cierto", dice Pat Tranel, profesor de Ainsworth en el Departamento de Ciencias de Cultivos enU de I.
La resistencia a los herbicidas es el resultado de mutaciones genéticas aleatorias que evitan que las malezas sean dañadas por un herbicida en particular. Cuando los agricultores rocían continuamente el mismo herbicida año tras año, aquellos con la mutación, denominada alelo de resistencia, sobreviven y se reproducen. Con el tiempo,la proporción de plantas con el alelo de resistencia crece.
El pensamiento convencional dice que cualquier rasgo de defensa, en este caso, resistencia a los herbicidas, debería tener un costo para la planta. Podría estar bien protegida contra el herbicida, pero podría no crecer tan alto o florecer tan pronto.Cuando el rasgo reduce la producción reproductiva de una planta, eso se conoce como costo de aptitud física.
Un costo de aptitud para la resistencia a los herbicidas debería ser evidente en años cuando se usan herbicidas alternativos. "Si las plantas tienen resistencia al glifosato, pero se rocían con 2,4-D, por ejemplo, la mayoría de esas plantas morirán porqueno son resistentes al 2,4-D. Pero ningún herbicida mata al 100 por ciento de las malezas, resistentes o no ", dice Tranel." Hay que pensar en el pequeño porcentaje que vive.
"Si el alelo de resistencia al glifosato tiene un alto costo de aptitud física, la mayoría de las plantas sobrevivientes serán pequeñas o florecerán tarde y no producirán muchas semillas. Pero si el costo de aptitud física es bajo, esas plantas producirán exactamente lo mismomuchas semillas como plantas que no tienen el alelo. La rotación de herbicidas se basa en la suposición de que el costo de la aptitud es alto ".
Para probar esa suposición, Tranel y su equipo de investigación diseñaron un experimento simple, aunque lento. Tomaron plantas de cáñamo hembra sin alelos de resistencia y permitieron que fueran polinizados por machos con resistencia a cinco herbicidas diferentes.las plantas pueden producir hasta un millón de semillas, fue fácil obtener las 45,000 que necesitaban para comenzar la población experimental.
Esparcieron semillas en el suelo del suelo de un invernadero y simplemente las dejaron crecer. Cuando las hembras comenzaron a producir semillas, fueron recolectadas para comenzar la próxima generación. Entre generaciones, los investigadores eliminaron todas las plantas y se aseguraron de que no quedaran semillas en elsuelo. El ciclo se repitió durante seis generaciones durante tres años.
¿Cómo podría el estudio probar la eficacia de la rotación de herbicidas si no se rociaron herbicidas? Vuelve al costo de aptitud física. Recuerde, la suposición es que sin el herbicida, el alelo de resistencia no ofrece ningún beneficio a la planta y podría tener un costo.Los investigadores permitieron que esos costos de acondicionamiento físico se desarrollaran durante el estudio.
"Si los alelos de resistencia tuvieron un alto costo de aptitud, deberíamos haberlos visto disminuir en frecuencia o desaparecer durante las seis generaciones", dice Tranel. En cambio, los alelos para casi los cinco tipos de resistencia esencialmente no cambiaron.
El alelo que confiere resistencia a los herbicidas inhibidores de ALS fue estadísticamente más bajo después de seis generaciones, pero la disminución fue pequeña en términos de números reales. "La frecuencia disminuyó en menos del 10 por ciento al año", dice Tranel.disminuía, incluso si un agricultor usara un herbicida alternativo durante 9 años, la frecuencia de resistencia a los inhibidores de la ELA solo se reduciría a la mitad ".
Waterhemp tiene dos estrategias conocidas para evitar los herbicidas a base de glifosato, como Roundup, y los investigadores probaron la frecuencia de ambos.
"Las plantas con un tipo de mecanismo de resistencia al glifosato hacen múltiples copias del sitio objetivo para el glifosato, un gen llamado EPSPS. Y eso es lo que encontramos que desapareció; la proporción de plantas con múltiples copias de EPSPS disminuyó aproximadamente un 15 por ciento con cadageneración ", dice Tranel." Pero quiero enfatizar algo: a pesar de que disminuyó un poco, no desapareció de ninguna manera. Si aplicaras el glifosato, ese mecanismo de resistencia volvería incluso si esperaras seis años entre aplicaciones"
El otro mecanismo de resistencia al glifosato involucra el mismo gen. Esta vez, es una mutación específica en el gen EPSPS que protege a la planta contra los efectos del glifosato. Los investigadores encontraron que la mutación en EPSPS en realidad aumentó aproximadamente un 10 por ciento en cada generaciónTranel cree que podría haber sido más fácil para un mecanismo reemplazar al otro porque ambos involucran el mismo gen.
"Este estudio nos dice que el costo de la aptitud física no lo ayudará mucho en términos de resistencia a los herbicidas, por lo que incluso las rotaciones largas no funcionarán", dice Tranel. "Les digo a los agricultores: 'Una vez que tengan resistencia,estás atrapado con él. "Nos da mucho más incentivo para hacer las cosas correctas para evitar la resistencia en primer lugar. Eso significa usar múltiples herbicidas, usar un PRE y volver con un POST. Si tienes escapes, conseguirfuera de su tractor y deshacerse de ellos antes de que establezcan semillas. Porque si establecen semillas resistentes, este estudio le dice que tendrá ese rasgo de resistencia de por vida ".
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Materiales proporcionados por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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