Efectos de las mutaciones A205V y D376E en la resistencia a inhibidores de la ALS en Amaranthus palmeri

PALMIERI VALERIA; PERMINGEAT HUGO; LARRAN ALVARO; PEROTTI VALERIA; MARTINATTO ANDREA

Rosario

Congreso; XXI CONGRESO Y XXXIX REUNIÓN ANUAL de la Sociedad de Biología de Rosario; 2019

SBR

La aparición de poblaciones de malezas con resistencia a herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa (ALS) trajo como consecuencia la reducción en la utilidad práctica y económica de estas herramientas químicas e importantes pérdidas en la producción. Amaranthus palmeri S. Watson es una especie muy agresiva que, en los últimos años, se ha convertido en un grave problema en los cultivos de soja de la zona núcleo de nuestro país. En el año 2014 se detectó una subpoblación resistente de A. palmeri en lotes con cultivo de soja en la localidad de Totoras (Santa Fe). Mediante estudios in vivo, bioquímicos y moleculares, se confirmó que esta subpoblación tiene resistencia cruzada a imazetapir (Ima), clorimurón-etil (Clori) y diclosulam (Diclo), y que la misma se debe a mutaciones de punto en la secuencia codificante del gen ALS. Se identificaron 6 versiones de la enzima ALS, entre las cuales se encuentran dos sustituciones de aminoácidos previamente reportadas en otras especies como responsables de la resistencia (A205V y D376E) pero no descriptas anteriormente en A. palmeri. En el presente trabajo se obtuvieron individuos genéticamente idénticos portadores de cada mutación (A205V y D376E), se determinó la respuesta in vivo a inhibidores de la ALS y se llevó a cabo la caracterización comparativa de las versiones de la enzima halladas. Se realizaron curvas dosis-respuesta con los tres herbicidas mencionados (Ima, Clori y Diclo) donde se evaluó el efecto de la exposición a dosis crecientes de cada herbicida en la supervivencia y biomasa de los individuos con cada mutación especifica. Por otro lado, las versiones de la enzima ALS (A205V, D376E y salvaje) fueron expresadas de forma heteróloga a fin de realizar su caracterización cinética y evaluar su actividad en presencia de los herbicidas. Los individuos con sustituciones únicas en la enzima ALS sobrevivieron a dosis 32 veces superiores a la dosis utilizada a campo de los herbicidas ensayados. Sin embargo, estos mostraron una reducción en la biomasa remanente, siendo este efecto más pronunciado para Ima (GR50 83±3 g ia ha-1 para A205V y 58±1 g ia ha-1 para D376E). Paralelamente, los estudios inhibitorios con las enzimas recombinantes arrojaron que la mutación A205V reduce la afinidad de unión al herbicida Ima en mayor medida que la mutación D376E (I50 26±5 vs. 10±2, respectivamente), en concordancia con los resultados obtenidos in vivo. No obstante, se observó el comportamiento inverso para los otros dos herbicidas. Curiosamente, la mutación A205V afectó negativamente los parámetros cinéticos de ALS (mayor Km y menor Vmáx), lo que podría explicar su baja frecuencia de detección en otras malezas resistentes. En conclusión, los resultados de los ensayos in vivo e in vitro establecen que las dos mutaciones estudiadas confieren resistencia cruzada a todos los herbicidas evaluados, siendo éste el primer reporte de las mismas en la especie bajo estudio.