Enfermedades Vegetales y Plagas Estados Unidos

Investigadores logran avances en la resistencia al glifosato en malezas

Investigadores de la Universidad Estatal de Kansas han descubierto cómo las malezas desarrollan resistencia al popular herbicida glifosato, un descubrimiento que podría tener amplias implicaciones futuras en la agricultura y en muchas otras industrias.

Su trabajo se detalla en un artículo que aparece en la edición del 12 de marzo de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , conocido como PNAS y considerado como una de las revistas más citadas para la investigación científica en el mundo. Según su sitio web, PNAS recibe más de 21 millones de visitas al mes.

“La resistencia a herbicidas en las malezas ha sido un gran problema, no solo en Kansas y los EE. UU., Sino en muchas partes del mundo”, dijo Mithila Jugulam, científico de malezas de K-State y coautor del artículo de PNAS .

“Lo que descubrimos que era nuevo era cómo estas malas hierbas han desarrollado resistencia al glifosato en tan poco tiempo. Si nos fijamos en la evolución de la resistencia al glifosato en Palmer amaranto, según nuestra investigación, parece haber ocurrido muy rápidamente”.

El amaranto palmer y el waterhemp común son las dos malas hierbas problemáticas en los campos agrícolas de Kansas, así como en otras partes de los Estados Unidos. El glifosato, el ingrediente clave en la popular marca Roundup, es el herbicida ampliamente utilizado para controlar muchas malezas. Pero Jugulam señala que la resistencia al glifosato es cada vez más frecuente en muchos estados.

“Encontramos que las plantas de amaranto Palmer resistentes al glifosato llevan el gen objetivo de glifosato en cientos de copias”, dijo Jugulam. “Por lo tanto, incluso si aplicara una cantidad mucho más alta que la dosis recomendada de glifosato, las plantas no se matarían”.

Bikram Gill, director del Centro de Recursos Genéticos de Trigo de la Universidad Estatal de Kansas, que ha trabajado en genética de plantas durante casi 50 años, dijo que los investigadores sabían muy rápidamente que la composición genética de las malezas resistentes era diferente.

“Normalmente, el material genético en todos los organismos, incluidos los humanos, se encuentra en moléculas largas y lineales de ADN, llamadas cromosomas “, dijo Gill, otro coautor del estudio. “Pero cuando (los investigadores del estado K) Dal-Hoe Koo y Bernd Friebe, los expertos en cromosomas del equipo, observaron estas malezas resistentes al glifosato, el gen diana del glifosato, junto con otros genes escaparon de los cromosomas y formaron una separación , estructura circular de ADN autorreplicante “.

Los científicos se refieren a esta estructura como ADN circular extracromosómico (eccDNA). Cada eccDNA tiene una copia del gen que produce una enzima que es el objetivo del glifosato.

“Debido a la presencia de cientos de eccDNA en cada célula, la cantidad de la enzima también es abundante”, dijo Gill. “Por lo tanto, la planta no se ve afectada por la aplicación de glifosato y, por lo tanto, la hierba es resistente al herbicida”.

Gill dijo que las indicaciones son que una vez que una hierba ha adquirido eccDNA, la resistencia puede evolucionar tan rápido como en una generación.

“Creemos que la resistencia a través de eccDNA es transitoria: se puede pasar a la descendencia de la hierba y otras especies de malezas relacionadas”, dijo. “De algún modo lo atrapamos entre una resistencia permanente. Eventualmente, creemos que estos eccDNA se pueden incorporar al cromosoma lineal. Si eso sucede, entonces se volverán resistentes para siempre”.

El mismo grupo K-State publicó recientemente una investigación sobre el waterhemp común en la revista científica Plant Physiology , informando que “una porción del cromosoma lineal que contiene el gen diana se rompió para formar un cromosoma anular que portaba varias copias del gen objetivo del glifosato”, según a Jugulam.

Armados con sus nuevos conocimientos, los investigadores pueden comenzar a trabajar en el desarrollo de estrategias para negar la resistencia en las malezas.

“Se sabe que estas estructuras circulares de ADN / cromosoma pueden ser inestables”, dijo Jugulam. “Lo que queremos explorar es, por ejemplo, que si no aplicamos glifosato repetidamente o reducimos la selección por glifosato, podemos hacer que estos cromosomas con estructura de anillo sean inestables y una vez más hacer que estas plantas sean susceptibles al glifosato”.

El equipo de investigación señala que los agricultores deberían incorporar las mejores estrategias de manejo, como herbicidas y cultivos rotativos, para reducir la presión de malezas: “Esto puede permitir que se desarrolle resistencia para disipar ya que sabemos que estos eccDNA y cromosomas en anillo son inestables y pueden perderse en ausencia de la presión de selección de herbicidas “, dijo Jugulam.

“El glifosato tiene muchas buenas características como molécula de herbicida”, agregó. “Las recomendaciones que K-State y muchos otros están promoviendo es ‘no abuse del glifosato’. Use las estrategias de manejo de malezas integradas recomendadas para que no perdamos la opción de usar glifosato para la sostenibilidad de nuestra agricultura “.

Más información: Dal-Hoe Koo el al., “Amplificación extracromosómica basada en ADN circular y transmisión de la resistencia a herbicidas en Amaranthus palmeri”, PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1719354115

Información de: phys.org


 

 

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