Resumen de Resistencia cruzada y múltiple de malas hierbas a herbicidas

Pablo Tomás Fernández Moreno

• 1. Introducción o motivación de la tesis La agricultura es una de las principales potencias económicas, produciendo desarrollo y riqueza a nivel mundial. Este sector está afectado por diversos factores, tanto bióticos como abióticos, los cuales se traducen en elevadas pérdidas de rendimiento y costes en los cultivos (Oerke, 2006). Los principales factores bióticos que afectan a la agricultura son las enfermedades, plagas y malas hierbas. Las malas hierbas son plantas que crecen de forma predominante en situaciones alteradas por el hombre, y que no resultan deseables para él en un lugar y momento determinado (Pujadas y Hernández, 1988). Los herbicidas representan en la actualidad un papel imprescindible en el control de malas hierbas, siendo la herramienta más efectiva que se haya desarrollado, controlando alrededor del 99% de malas hierbas (Delye, 2013). Desafortunadamente, la era dorada de los herbicidas como única herramienta de control se ha visto truncada a causa de la aparición de malas hierbas resistentes a herbicidas por el uso abusivo de estos. El aumento exponencial de malas hierbas con resistencia se produce en una situación en la que durante los últimos 25 años no se han desarrollado nuevos modos de acción (Heap, 2017). La resistencia a herbicidas es el resultado de la adaptación evolutiva de las malas hierbas a las sucesivas aplicaciones herbicidas, y es sin duda, una de las principales preocupaciones en la agricultura moderna. Desafortunadamente, las malas hierbas pueden desarrollar no solo resistencia a un herbicida, sino que pueden desarrollar resistencia cruzada y/o múltiple (Fernández et al. 2017). La comunidad centrada en la malherbologia presenta la preocupación de que los agricultores podrían enfrentarse a la perdida de los herbicidas como herramientas eficaces y económicas en las que se basa la agricultura productiva moderna. Este preocupante escenario comienza con la dependencia exclusiva del uso de un solo herbicida, ya sea por ejemplo glifosato en cultivos perennes, o diclofop en cultivos anuales. Ante esta situación, los agricultores cambian de herbicida, pero en muchas ocasiones no cambian de modo de acción, por lo que el problema no es solventado. En otras ocasiones, se cambia de modo de acción pero no es alternado con otros herbicidas en las sucesivas aplicaciones, apareciendo nuevamente la resistencia.

  2. Contenido de la investigación Debido a la repercusión que ha ocasionado la resistencia de malas hierbas a herbicidas, así como la aparición de resistencia cruzada y/o múltiple, en este trabajo se han determinado los mecanismos de resistencia involucrados en poblaciones de Lolium rigidum resistente a glifosato en Francia [Capítulo II] y España, así como ofrecer alternativas químicas para obtener un control optimo, y poder controlar la resistencia [Capítulo III]. Además, se caracterizó la tolerancia natural de Avena sterilis a glifosato en el sur de España [Capítulo IV], sirviendo de ejemplo de que algunas malas hierbas no son controladas por glifosato, no por haber desarrollado resistencia sino por ser tolerantes. En el capítulo V se determinó la múltiple resistencia a herbicidas no selectivos en especies del genero Lolium spp. en la Península Ibérica, a causa de no alternar diferentes modos de acción en las sucesivas aplicaciones. Del mismo modo, en el Capítulo VI se caracterizó la resistencia cruzada a herbicidas pertenecientes a los inhibidores de la ACCasa (acetil-CoA carboxilasa) en Cynosurus echinatus procedente de Chile, a causa de utilizar herbicidas de diferentes familias químicas, pero todas ellas pertenecientes al mismo modo de acción.

  3. Conclusión Se determinó el primer caso de resistencia francés en L. rigidum en el que se conocen los mecanismos implicados. Los resultados mostraron que la resistencia a glifosato en la población resistente francesa de L. rigidum se debe en parte a la reducción de absorción y translocación de glifosato en relación con la población susceptible, así como a una mutación en el gen que codifica la EPSPS. Por el contrario, la resistencia a glifosato en la población resistente española de L. rigidum se debe en parte a la reducción de absorción y translocación de glifosato, y no se encontró ninguna mutación en el gen que codifica la EPSPS. Los ensayos de campo determinaron que es posible obtener un control eficaz de L. rigidum utilizando diferentes modos de acción, así como la reducción del banco de semillas resistentes a glifosato. Las prospecciones realizadas mostró resultados homogéneos entre todas las accesiones de A. sterilis recogidas y, por lo tanto, todas ellas tienen el mismo nivel de tolerancia innata al glifosato, siendo los mecanismos fuera del sitio de acción los implicados en la tolerancia innata a glifosato en A. sterilis. Esto es probablemente debido en parte a una menor absorción / translocación del herbicida y metabolismo de glifosato. Estudios moleculares confirmaron que tres especies de malas hierbas de Lolium resistentes a glifosato (L. rigidum, L. perenne, L. multiflorum) recogidas de cultivos perennes en la Península Ibérica también han desarrollado resistencia múltiple a los herbicidas glufosinato y oxifluorfen. Este estudio identificó el primer caso de resistencia a oxifluorfen en una gramínea. Los ensayos in vitro y de dosis-respuesta de ACCasa determinaron la resistencia cruzada a los herbicidas de las familias químicas APP, CHD y PPZ en C. echinatus. Los estudios de secuenciación de ADN confirmaron que la resistencia cruzada de C. echinatus a los inhibidores de ACCasa ha sido conferida por las mutaciones puntuales Ile-2041-Asn y Cys-2088-Arg.

  4. Bibliografía Délye, C. Unravelling the genetic bases of non-target-site-based resistance (NTSR) to herbicides: a major challenge for weed science in the forthcoming decade. Pest Manag. Sci. 69, 176–187. doi: 10.1002/ps.3318 (2013).

  Fernández-Moreno, P.T., Bastida, F., De Prado, R. Evidence, mechanism and alternative chemical seedbank-level control of glyphosate resistance of a rigid ryegrass (Lolium rigidum) biotype from southern Spain. Front. Plant Sci. 8, 450. doi: 10.3389/fpls.2017.00450 (2017).

  Heap, I. The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. http://www.weedscience.org. (2017).

  Oerke, E.C. Crop losses to pests. J. Agr. Sci. 144, 31–43. doi: 10.1017/S0021859605005708 (2006).

  Pujadas, A., Hernández, J.E. Concepto de mala hierba. In: ITEA 75, 47-56. (1988).