El método principal para eliminar las malas hierbas en el campo sigue siendo el mismo: rociar con herbicidas. Sin embargo, las propias malezas han cambiado y muchas de ellas han desarrollado resistencia a los agroquímicos. Saber qué malezas son resistentes puede ahorrarles tiempo y dinero a los agricultores al no aplicar un herbicida que no funcionará.
Eric Patterson, genetista de malezas de la Universidad Estatal de Michigan, está trabajando para identificar más rápidamente las malezas resistentes a los herbicidas, centrándose en los campos de soja. La esencia del trabajo es el desarrollo de una herramienta de diagnóstico molecular.
“El proceso actual que utilizan los agricultores para determinar la resistencia de las malezas a los herbicidas es enviar las semillas de malezas que sobreviven al tratamiento con herbicidas a una clínica de diagnóstico de malezas. En la Universidad de Michigan, Erin Hill es una de las pocas especialistas dedicadas al diagnóstico de malezas en el país. Cuando recibe semillas de malezas en el otoño, cultiva las plantas y realiza un análisis de dosis-respuesta. Luego rocía las malas hierbas con dosis crecientes del herbicida para ver a qué nivel morirá la planta. En pocas palabras, si la cantidad excede la dosis permitida para fumigar en el campo, la maleza se considera resistente. Este proceso puede tardar hasta un año”, explica Patterson.
El proyecto de investigación de Patterson estudia si la detección de resistencia genética puede predecir si un herbicida será eficaz o no.
“Tenemos una serie de técnicas de laboratorio en las que observamos el código de ADN extraído de la hierba. Si una muestra de ADN en particular ha cambiado o mutado, podemos saber si es resistente o no, sin tener que cultivar semillas ni rociar nada. Este proceso dura entre tres y cuatro días entre la recepción del tejido vegetal y la recepción de los resultados”, explica el investigador.
En esto, él y el estudiante de posgrado Giuliano Sulzback se centraron en cinco especies de malezas conocidas de Michigan: pasto bellota, cáñamo acuático, amaranto Palmer, pasto conise, ambrosía común y ambrosía gigante, y sus respuestas a los herbicidas inhibidores de ALS. Estos herbicidas inhiben la acetolactato sintasa, o ALS, una enzima de las malezas, impidiendo que la planta produzca aminoácidos esenciales, lo que frena el crecimiento de la planta. La resistencia a este tipo de herbicida casi siempre es causada por una mutación genética que está bien caracterizada en la mayoría de las especies de malezas, lo que la convierte en un rasgo fácil de detectar. También trabajaron con mutaciones de resistencia al glifosato en el amaranto y desarrollaron diagnósticos moleculares rápidos para ellas.
Sulzback secuenció alrededor de 200 muestras de plantas para determinar si tenían la mutación genética y documentar su frecuencia en los campos de soja de Michigan. Pudo lograr una precisión de más del 90 % en conise, hierba cana, cáñamo acuático y amaranto Palmer utilizando esta prueba molecular. En otras palabras, los científicos pudieron determinar correctamente si el 90% de estas cuatro especies de malezas tenían una mutación de resistencia a herbicidas inhibidora de la acetolactato sintasa o no.
Patterson y su equipo comenzaron este trabajo en medio de la pandemia de COVID-19, que creó obstáculos inesperados.
“Cuando iniciamos este proyecto, pedimos a los agricultores de todo el estado que nos enviaran muestras de malezas por correo. No esperábamos que el servicio postal fuera más lento durante este tiempo”, comenta Patterson. – Recibimos plantas que se pudrieron y se convirtieron en papilla. Hicimos pruebas con material degradado y aún pudimos diagnosticar entre el 50 y el 60 % de ellos. Pero con tejido fresco, nuestros resultados están en el rango del 90%”.
El equipo llevó a cabo el trabajo durante el año agrícola 2022 con financiación del Comité de Soja de Michigan, el Programa de Comercialización de Maíz de Michigan y el Proyecto GREEN de la Universidad de Michigan. Patterson ahora espera ampliar este trabajo para estudiar la resistencia a diversos herbicidas en otras especies de malezas en la región centro-norte de los Estados Unidos.
“Como se conoce la resistencia a los herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa, ahora estamos trabajando en aspectos como la resistencia al 2,4-D y al dicamba porque hay nuevas propiedades de estos químicos en la soja. Es más difícil porque no necesariamente conocemos los mecanismos moleculares, pero igualmente queremos crear herramientas de diagnóstico molecular y utilizarlas”, concluyó el investigador.
Si la investigación de Patterson tiene éxito, la identificación de malezas resistentes a los herbicidas podría ser mucho más rápida y algún día podría realizarse en el campo, lo que facilitaría mucho el trabajo de los agricultores.
Fuente: Universidad Estatal de Michigan Aquí, el estudiante graduado de la Universidad Estatal de Michigan, Giuliano Sulzback, extrae ADN de muestras de malezas tomadas de un campo de soja en Michigan. Foto de Eric Patterson.
