Essa erva daninha está evoluindo rápido e se tornando indestrutível

O terror dos agricultores Norte-Americanos está se tornando ainda mais aterrorizante. Nativa da América do Norte e considerada uma peste nas plantações, a planta da espécie Amaranthus tuberculatus - descrita como uma das ervas daninhas de maior preocupação - se alastra sem perdão pelos campos de milho e de soja ao longo de boa parte do território dos EUA. Em dois recentes estudos, publicados no periódico Science Weed, pesquisadores mostraram que essa espécie está evoluindo resistência a múltiplos herbicidas comuns e ficando muito mais difícil de matar.

A A. tuberculatus é uma pequena erva daninha de verão nativa da América do Norte. Ao longo dos últimos 30 anos, essa espécie emergiu de uma quase completa obscuridade para se tornar a mais comum e problemática erva daninha nas plantações de milho (Zea mays L.) e de soja (Glycine max L. Merr.) no centro-oeste dos EUA. Altamente competitiva -  rápido crescimento, alta produção prolífica de pequenas sementes e resistente a estresses abióticos (como falta de água) - estudos têm reportado que essa planta pode diminuir a produtividade agrícola de uma dada área em mais de 70% se não controlada.

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No primeiro estudo (1), realizado por pesquisadores da Universidade de Illinois, foi confirmada resistência da A. tuberculatus a mais uma classe de herbicidas, conhecida como Grupo 15. Isso representa o registro da primeira planta não-gramínea aos herbicidas dessa classe.

Existem vários herbicidas no mercado, mas todos eles caem em uma das 16 classes descrevendo seus modos de ação (MOA), ou alvo específico na planta visada. Devido a fatores regulatórios e a realidades biológicas, um menor número de herbicidas MOAs pode ser usado em uma dada plantação para controlar o crescimento de ervas daninhas, estas as quais competem por espaço e nutrientes com as outras plantas cultivadas, limitando a produtividade e levando a graves prejuízos econômicos. Historicamente, cerca de 9 desses herbicidas têm sido efetivos contra a A. tuberculatus, porém, hoje, essa planta já parece estar resistente a no mínimo 7 deles. E o mais preocupante: não existem outros MOAs para detê-las. Na verdade, nenhum novo MOA surgiu nos últimos 30 anos.

No estudo, os pesquisadores testaram a efetividade de herbicidas do Grupo 15 em uma população do Condado de Champaign já resistente a cinco MOAs. Eles aplicaram oito formulações no campo nas taxas indicadas nos rótulos, e escolheram três  - acetocloro não-capsulado (Harness), metolacloro (Dual Magnum) e piroxasulfona (Zidua) - para um experimento de taxa-titulação no qual os herbicidas foram aplicados a 50%, 100%, 200% e 400% em relação à taxa rotulada.

Os oito produtos/compostos do Grupo 15 variaram suas efetividades, com o acetocloro encapsulado (Warrant), S-metolacloro, metolacloro (Stalwart), e dimetenamiada-P (Outlook) obtendo os piores resultados. Esses produtos forneceram menos do que 25% de controle ao longo de 28 dias após aplicação e menos do que 6% após 14 dias extras. No experimento de taxa-titulação, mesmo altas doses de aplicação, superando em até 4 vezes a recomendação rotulada, resistência persistiu substancialmente. Para exemplificar, o S-metolacloro forneceu apenas 10% de controle a 100% da taxa rotulada, 20% a 200%, e 45% a 400%. Experimentos em estufa também corroboraram os achados.

Segundo alertaram os autores do estudo, os agricultores podem não perceber de imediato a baixa efetividade dos herbicidas porque a espécie germina de forma contínua ao longo de toda estação. Quando uma planta emerge no meio da estação, fica difícil saber quando ela emergiu e se foi exposta a herbicidas residuais aplicados no solo. E isso pode fomentar ainda mais resistência.

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Já o segundo estudo (2), realizado por pesquisadores da Universidade de Nebraska-Lincoln, investigou os detalhes genéticos por trás da evolução de resistência na A. tuberculatus em uma população no leste de Nebraska (chamada de 'NER') presente em uma plantação de soja. Eles encontraram que a população era resistente a quatro distintos locais de ação herbicida: inibidores PPO (protoporfirinogeno oxidase), inibidores ALS (acetolactato sintase), inibidores EPSPS (5-enolpiruvilchiquimase-3-fosfato sintase) e inibidores PS II (fotossistema II). Entre os principais achados, podemos listar:

- Todas as amostras do biótipo resistente de A. tuberculatus testaram positivo para uma mutação no gene PPX2L (deleção de um códon). Esse gene é responsável pela expressão da enzima PPO, a qual participa do caminho biossintético que produz heme e clorofila. A inibição da enzima PPO seguindo a aplicação de um herbicida resulta na acumulação de protoporfirinogeno IX, o qual vaza do plastídeo para o citoplasma, onde é oxidado para protoporfirino IX. Na presença de luz solar, o protoporfirino IX gera espécies oxigenadas altamente reativas, levando à morte de plantas suscetíveis. A mutação mencionada leva à perda de uma glicina na posição 210 da sequência proteica enzimática, tornando o herbicida inibidor ineficiente.

- A população exibiu de 4 a 6 vezes maior resistência aos herbicidas PPO-inibidores, resistência 3 vezes maior aos inibidores EPSPS (glifosato) e 7 vezes maior resistência ao atrazino (um inibidor PS II).

- Quando o clorimuron e o imazetapir - inibidores ALS - foram aplicados a 32 vezes mais do que a taxa de aplicação no rótulo, os pesquisadores alcançaram menos do que 80% de redução na biomassa acima do solo do biótipo resistente.

Segundo também reportou os pesquisadores, recentemente foram identificados outros biótipos do centro-oeste Norte-Americano que sofreram mutações no gene PPX2 (R128G e R128I, codificando para uma substituição de glicina ou de uma isoleucina no lugar de uma arginina na posição 128), provavelmente conferindo resistência aos inibidores-PPO assim como o biótipo analisado no novo estudo. Nesses outros casos, suspeita-se que o processo evolutivo ocorreu via fluxo genético interespecífico entre espécies de Amaranthus que ajudou na acumulação dessas mutações. A deleção de códon (G210) do biótipo NER também parece ter conferido a mesma resistência evolutiva à espécie A. palmeri.

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Os achados de ambos os estudos reforçam que as opções para o controle químico da A. tuberculatus estão ficando cada vez mais restritas, e que os agricultores precisarão diversificar suas estratégias para o controle dessa erva daninha, complementando o uso de herbicidas com controles culturais e mecânicos.


Estudos referenciados:
(1) Strom et al. (2019)
(2) Sarangi et al. (2019)