Resistencia de Sinapis alba L.A herbicidas inhibidores de la ALS: bases agronómicas bioquímicas y moleculares

Abstract

White mustard (Sinapis alba L.) is highly competitive in several cropping systems from Southern of Spain., specifically in winter wheat, being controlled during last 15 years with tribenuron metil intensive spraying. Therefore, tribenuron resistance was confirmed on 2008. The main objective in this work was to know the possible resistance mechanisms of S. alba to tribenuron metil by agronomic, morphologic, biochemical and molecular studies. Results of the S. alba populations treated with tribenuron (screening), and the ALS inhibitor doseresponse assays confirmed sensibility lost, tribenuron resistance and high levels of cross-resistance to herbicides SU, TP and SCT, as well as low resistance to IMI. Absorption and translocation and leaf morphological studies results no explained resistance of S. alba to tribenuron metil. However, tribenuron spraying on resistant and sensible biotypes reduced the relative values of chlorophyll and photosynthetic activity of the sensible biotype. ALS activity assays showed high level of resistance to tribenuron (resistance factor of 4,128) and stronger crossresistance to SU, SCT and TP, with very low or non cross-resistance to PTB and IMI. Molecular studies demonstrated that tribenuron resistance mechanism in S. alba is a single point mutation Proline per Serine in the domain A 197 position of the ALS gene region 1, following ALS gene sequence numbering of Arabidopsis thaliana. Field experiments demonstrated that S. alba resistance can be controlled by herbicide applications with distinct action sites to the ALS inhibitor herbicides, such as bromoxinil, mecopro-p, MCPA and 2,4-D.

Sinapis alba L. compite en diferentes sistemas de cultivo en el Sur de España, específicamente en trigo de invierno, y ha sido controlada en los últimos 15 años con aplicaciones intensivas de tribenuron metil, detectándose la resistencia en 2008. El propósito principal de este trabajo fue conocer los posibles mecanismos de resistencia de S. alba al tribenuron metil, mediante estudios agronómicos, morfológicos, bioquímicos y moleculares. Los resultados de los ensayos con aplicación de tribenuron y/o otros herbicidas inhibidores de ALS (screening y Dosis-Respuesta) confirmaron pérdida de sensibilidad, resistencia al tribenuron y altos niveles de resistencia cruzada a herbicidas SU, TP, y SCT, así como baja resistencia a IMI. Se observó que los de estudios de absorción, translocación y metabolismo, así como los estudios morfológicos en la superficie adaxial, no explicaron la resistencia de S. alba al tribenuron. La aplicación de tribenuron metil disminuyó la clorofila y la actividad fotosintética del biotipo sensible. La actividad ALS demostró alta resistencia al tribenuron (factor de resistencia de 4.128) y fuerte resistencia cruzada a SU, SCT y TP, y muy baja resistencia cruzada a PTB y a IMI. Los estudios moleculares detectaron un cambio prolina por serina en la posición 197 del dominio A en la región 1 del gen ALS, representando esta mutación el mecanismo de resistencia de S. alba al tribenuron. Esta resistencia se controla con herbicidas de mecanismos de acción distintos a los inhibidores de ALS (bromoxinil, MCPA y 2,4-D).