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Revista de Ciências Agrárias

versão impressa ISSN 0871-018Xversão On-line ISSN 2183-041X

Rev. de Ciências Agrárias vol.47 no.1 Lisboa mar. 2024  Epub 28-Fev-2024

https://doi.org/10.19084/rca.35026 

Artigo

Caracterización de la resistencia herbicida de poblaciones españolas de Chloris truncata frente a glifosato

Characterization of herbicide resistance of Spanish populations of Chloris truncata against glyphosate

German Mora1 

Jordi Recasens1 

María Dolores Osuna2 

Miriam Gil Monreal3 

Joel Torra2 

1 Departamento de Ciencia e Ingeniería Forestal y Agrícola. Agrotecnio CERCA Center. Universidad de Lleida. 25198 Lleida, España

2 Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX), Plasencia, España

3 Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada (IMAB), Universidad Pública de Navarra (UPNA), Campus de Arrosadía, Pamplona, España


Resumen

Chloris truncata R. Br es una gramínea perenne con vía fotosintética C4. Es originaria de Australia, pero actualmente se distribuye en otras regiones subtropicales del mundo. En España se considera una especie alóctona naturalizada, en márgenes de carretera, principalmente en Extremadura y Cataluña. Actualmente, se han reportado fallos en su control con glifosato. Estudios previos reportan que la resistencia a herbicidas se basa en la amplificación del gen EPSPS. En 2022 se recolectaron semillas de plantas de campo supervivientes a tratamientos con glifosato en Talayuela - Extremadura (CTT-R); como material sensible de referencia se usó una población procedente de Australia (CTA-S). Se realizaron pruebas preliminares (invernadero) en plántulas con cuatro hojas (BBCH 14), con dosis de (1.5 y 3 L ha-1) 540 y 1080 g i.a. ha-1 de glifosato, sobreviviendo un 100%. En el mismo año, se llevaron a cabo, ensayos de dosis - respuesta con un rango de dosis entre 270 y 8,640 g i.a. ha-1. A los 28 días después del tratamiento (DAT), se evaluó el porcentaje de supervivencia y se determinaron valores de: 1.146,7 y 321,34 g i.a. ha-1 para la GR50 con un Factor de Resistencia (RF) de 3,7 veces; para LD50, 1.882,9 y 712.5 g i.a. ha-1 con un RF de 2.6 para las poblaciones CTT-R y CTA-S, respectivamente. Actualmente se llevan a cabo experimentos complementarios de dosis-respuesta con nuevas poblaciones recolectadas en Extremadura y Cataluña, para confirmar o no, la presencia de otros biotipos resistentes al glifosato y dilucidar el mecanismo de resistencia involucrado.

Palabras-clave: dosis - respuesta; planta exótica invasora; resistencia a herbicidas; glifosato

Abstract

Chloris truncata R. Br is a perennial grass with a C4 photosynthetic pathway. It is native to Australia, but it is currently distributed in other subtropical regions of the world. In Spain, it is considered a naturalized allochthonous species, mainly in Extremadura and Catalonia. Currently, there have been reported failures in its control with glyphosate. Previous studies report that herbicide resistance is based on EPSPS gene amplification. In 2022, seeds were collected from field plant survivors of glyphosate treatments in Talayuela - Extremadura (CTT-R); a population from Australia (CTA-S) was used as sensitive reference material. Preliminary tests (greenhouse) were carried out on seedlings with four leaves (BBCH 14), with doses of (1.5 and 3 L ha-1) 540 and 1080 g a.i. ha-1 of glyphosate, with 100% survival. In the same year, dose-response trials were carried out with a dose range between 270 and 8,640 g a.i. ha-1. At 28 days after treatment (DAT), the survival percentage was evaluated and values of: 1,146.7 and 321.34 g a.i. ha-1 were determined with a Resistance Factor (RF) of 3.7 times according to GR50; for LD50, 1,882.9 and 712.5 g a.i. ha-1 with RF of 2.6 for the CTT-R and CTA-S populations, respectively. Complementary dose-response experiments are currently being carried out with new populations collected in Extremadura and Catalonia, to confirm or not, the presence of other glyphosate-resistant biotypes and to elucidate the resistance mechanism involved.

Keywords: dose-response; invasive alien plant; herbicide resistance; glyphosate

INTRODUCCIÓN

Las plantas alóctonas o invasoras representan una amenaza significativa para la agricultura y los agrosistemas, ya que compiten directamente con los cultivos por recursos como agua, nutrientes y luz solar. Estas plantas indeseadas, pueden reducir la productividad de los cultivos al limitar su crecimiento y rendimiento. En general, cuentan con ventajas biológicas, que permiten su establecimiento en nuevos entornos, como por ejemplo la mayor tolerancia a las condiciones adversas, como la sequía, la salinidad, el frío o el calor, también se adaptan mejor a las condiciones cambiantes del entorno, permitiéndoles sobrevivir a cambios en el clima o la composición del suelo. A esto se suma, una mayor capacidad reproductiva y de dispersión de semillas, facilitando colonizar nuevas áreas rápidamente. Estas ventajas competitivas permiten a las plantas alóctonas desplazar a las plantas locales y alterar los ecosistemas naturales (Arán et al., 2013).

Chloris truncata R. Br, es una Poácea perenne, de vida corta, generalmente de dos a tres años, estolonífera, con mecanismo fotosintético C4, altura de 20-50 cm, vainas glabras; lígulas ciliadas cortas; limbo glabro a escabroso con dimensiones de 9 - 19 cm de longitud y 0,2 - 0,3 mm de ancho; de 5 -10 espigas de 5-23 cm de longitud, radiada y de color negro cuando están maduras. Para su tamaño, es una planta altamente eficiente en la producción de semillas, llegando a producir 300 - 500 semillas por planta (Weller et al., 2019), y 60.000 semillas m-2 (Borger et al., 2011). Es una especie nativa de Australia, encontrándose desde el sur de Queensland hasta el sur de Australia Occidental, diseminándose vía contaminación de la lana, pasturas, ornamental (compra por internet) (Michael et al., 2012), desde donde se ha introducido en otras zonas subtropicales y cálidas del mundo, como Nueva Zelanda, África, centro y Suramérica y Europa.

En los países donde se ha establecido, se encuentra principalmente en bordes de carretera (hábitats poco perturbados), no obstante, debido al aumento de la labranza cero o siembra directa, ha colonizado los campos agrícolas (Osten, 2012). En Australia, C. truncata ocupa la posición 8 de 20, en la lista de las principales especies de malas hierbas de los barbechos estivales, generando disminuciones del rendimiento en los cereales en torno a la 36.781 tn y pérdidas económicas alrededor de 9.1 millones de dólares australianos por año (Llewellyn et al., 2016). Es de resaltar que el género Chloris presenta cierta tolerancia natural al glifosato (Barroso et al., 2014), sin embargo, en 2018 se reportó la resistencia al glifosato mediante la amplificación del gen de la EPSPS (32-48 copias más del gen en las plantas resistentes en comparación a las plantas suceptibles) como mecanismo principal (Ngo et al., 2018).

En España, se ha reportado su presencia, en Islas Canarias, Tenerife, específicamente en el Parque Nacional del Teide, clasificándose en la categoría IV (alóctonas en las que no se ha comprobado su carácter invasor) (García et al., 2003). En Cataluña, se ha localizado en la provincia de Tarragona, en Cambrils, siendo posiblemente la primera población establecida en el continente europeo (Verloove, 2005), Montbrió del Camp y Mont-roig del Camp (Verloove et al., 2019), y recientemente, en 2023, cerca al puerto de Tarragona; también en la Provincia de Barcelona, Caldes de Montbuí y Terrasa (Gullón & Verloove, 2015). En Extremadura, se encuentra en la Provincia de Cáceres, en el Valle de Jerte desde la localidad de Plasencia a Cabezuela del Valle, a lo largo de la carretera N-110 (Vázquez, 2008); también en la Comunidad Valenciana, en Nules, Burriana, Villareal y Valencia (Verloove, 2023); todas en bordes de caminos o áreas no agrícolas, excepto una población de Nules - Valencia, dentro de campos de frutales.

MATERIALES Y METODOS

Material vegetal

Se evaluaron 6 poblaciones de C. truncata recolectadas en campo en los años 2022 y 2023. De estas, 2 poblaciones eran originarias de Extremadura, Talayuela (CTT-R) y Badajoz (CTB-R), clasificadas como presuntamente resistentes y 3 poblaciones catalanas de Cambrils (CTP-S y CTC-S), Tarragona (CTR-S) y una población originaria de Australia (CTA-S), clasificadas previamente con sensibles a glifosato.

Herbicidas evaluados

Para evaluar la sensibilidad de C. truncata a glifosato (inhibidores de la EPSPS - grupo 9), se evaluó el Roundup Plus®, (Bayer, sal isopropilamina, 36% p/v). La aplicación se realizó con un pulverizador de precisión estático de banco que suministraba 200 L ha-1 a una presión de 215 kPa, con boquilla (amarilla) de abanico plano ISO 11002.

Obtención del material vegetal

Las semillas fueron sembradas en bandejas de aluminio, con sustrato de turba (Klasman Tray Substrats, 50% turba negra - 50% turba rubia, pH: 6) humedecida. Las bandejas se colocaron en cámara de crecimiento, a 28/20 °C día/noche y un fotoperiodo de 12/12 horas, bajo una densidad de flujo de fotones fotosintéticos de 350-µmol m-2 s-1. Después de cinco días, las plántulas se trasplantaron (según diseño experimental) en macetas de plástico de 7 cm x 7 cm x 10 cm, con un sustrato a base de tierra (textura limosa) y turba en una relación 1:1. Se aplicaron tres pulsos (1 minuto por pulso) de riego por día mediante micro aspersores de mesa con un caudal de 80 L ha-1. Se dejaron en el invernadero de Malherbología de la Universitat de Lleida (41.629N, 0.598E) hasta que tuvieron 5 hojas (BBCH 15), estado fenológico en el que se aplicaron los diversos tratamientos herbicidas.

Ensayos de dosis - respuesta

Se implementaron los mismos rangos de dosis de glifosato para todas las poblaciones: 0, 270, 540, 1080 (dosis de campo, 3 L ha-1), 1620, 2160, 3240, 4320 y 8640 g i.a. ha-1. Por cada población se estudiaron diez repeticiones (dos plantas por maceta = una repetición), en un diseño completamente aleatorio. La determinación de porcentaje de supervivencia y peso fresco se evaluó a los 28 días después de tratamiento.

Análisis estadístico

Los datos de los experimentos de dosis-respuesta se analizaron utilizando un modelo de regresión no lineal, con SigmaPlot 11.0 (Systat Software, Inc., San José, CA, EE.UU.). La tasa de herbicida necesaria para una reducción del 50% del crecimiento de las plantas (GR50) o del 50% de la mortalidad de las plantas (LD50) se calculó con el uso de una curva logística de cuatro parámetros: 𝑦 =𝑐 + (𝑑 − 𝑐) 1 + 𝐸𝑋𝑃[𝑏(𝑙𝑜𝑔(𝑥) − 𝑙𝑜𝑔 (𝐺𝑅50 𝑜𝑟 𝐿𝐷50] donde c = el límite inferior ajustado a 0, d = el límite superior ajustado a 100 y b = la pendiente a la DL50 o GR50. En esta ecuación de regresión, la tasa de herbicida (g i.a. ha-1) fue la variable independiente (x) y el peso seco de las plantas expresado como porcentaje del control no tratado o la mortalidad fueron las variables dependientes (y). El Factor de resistencia (FR) se calculó como LD50(R)/LD50(S).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para el porcentaje de supervivencia basados en LD50 (Figura 1), el 50% de las poblaciones sensibles (CTR - CTC - CTP - CTA) sobrevivió a tasas de glifosato comprendidas entre de 315.2 y 567.6 g i.a. ha-1 y FR entre 1.53 y 1.88, respectivamente. Estos valores son cercanos a la dosis mínima de registro (540 g i.a. ha-1 o 1.5 L ha-1), lo que demuestra cierto grado de tolerancia natural a este herbicida. Sin embargo, estas poblaciones, con las dosis de campo de 1.5 - 3 L ha-1, aun son controladas eficientemente. Por otra parte, las poblaciones presuntamente resistentes (CTT y CTB) presentaron valores de LD50 de 1.181,3 y 1.520,3 g i.a. ha-1 lo que equivale a FR de 3.74 y 4.82, respectivamente. Estas poblaciones se comportaron como resistentes puesto que para controlar el 50% de su población, se necesitan dosis mayores a las recomendadas (1.080 g i.a. ha-1 - 3 L/ha). En campo, para controles > 90%, las poblaciones resistentes, requerirán volúmenes de glifosato de 5.1 - 5.6 L ha-1.

Figura 1 Gráficos de dosis - respuesta para valores de LD50, que muestran los ajustes sigmoidales para el porcentaje (%) de supervivencia respecto a controles no tratados en seis poblaciones (cuatro sensibles: CTR-S, CTC-S, CTP-S, CTA-S y dos presuntamente resistentes: CTT-R, CTB-R) de Chloris truncata tratadas con glifosato. LD50: dosis letal media para el 50% de la población. RF: Factor de Resistencia, representan el cociente entre los parámetros LD50 de la población R y la población S. 

CONCLUSIONES

Basados en los ensayos de dosis - respuesta, las poblaciones extremeñas, procedentes de Badajoz (CTB-R) y Talayuela (CTT-R), presentan mayor nivel de resistencia a glifosato que las poblaciones catalanas (CTC-S - CTP-S y CTR-S) y australiana (CTA-S), con factores de resistencia de 3.74 y 4.82, respectivamente. El control efectivo de malas hierbas invasoras y con resistencia a herbicidas, como el caso de Chloris truncata, es esencial para preservar la productividad agrícola, reducir costos, minimizar el impacto ambiental y fomentar prácticas agrícolas sostenibles. La gestión integrada de malas hierbas es crucial para abordar este desafío de manera efectiva.

Nota:

Este trabajo es un avance de la tesis doctoral de German Mora, desarrollada en la Universitat de Lleida, aun en curso.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido: 15 de Enero de 2024; Aprobado: 28 de Febrero de 2024

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