ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Eng° Agr° Dr

Apresentação em tema: "ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Eng° Agr° Dr"— Transcrição da apresentação:

1 ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Eng° Agr° Dr
ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS Eng° Agr° Dr. Leandro Vargas 1

2 INTRODUÇÃO O que são herbicidas Uso e importância
Evolução dos herbicidas Seletividade Tolerância Resistência (tipos e mecanismos) Toxicidade para humanos e animais 2

3 Herbicidas podem causar a morte de plantas interferindo em:
Processos fisiológicos: - Divisão celular - Desenvolvimento dos tecidos - Formação de clorofila e cloroplastos Processos bioquímicos: - Fotossíntese - Respiração e transporte de elétrons - Metabolismo do ácido nuclêico e síntese de proteínas - Síntese de lipídios - Absorção de água e nutrientes - Atividade enzimática 3

4 4

5 MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS
Herbicidas auxínicos RNA NU Mt Interferem com a formação de microtúbulos VACUOLO Pl Formação de ác. graxos Biossíntese celulose Cp 1. Fotossistemas 2. Biossíntese de clorofila 3. Síntese de caroteno 4. Peroxidação induzida pela luz 5. Metabolismo do NH4 6. Biossíntese de aminoácidos Destruidores de membrana 5

6 Ex: Inibição Atividade Enzimática
Herbicida A B + Enzima = C 6

7 Inibição Atividade Enzimática
(Representativo) Herbicida (Inib. de ACCase) A B + Enzima A B Enzima = C ACCas e Lipídios 7

8 DNA/RNA e bases nitrogenadas
8

9 Bases nitrogenadas e aminoácidos
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10 Síntese proteínas 10

11 Síntese proteínas 11

12 Inibição Atividade Enzimática
(Representativo) 12

13 Inibição Atividade Enzimática
(Representativo) 13

14 Mecanismo de ação dos inibidores da ALS
Treonina -cetobutirato -aceto--hidroxi butirato --dihidroxi--metilvalerato ISOLEUCINA Piruvato -acetolactato VALINA LEUCINA ALS 14

15 Mecanismo de ação dos inibidores da ALS
Treonina -cetobutirato -aceto--hidroxi butirato --dihidroxi--metilvalerato ISOLEUCINA Piruvato -acetolactato VALINA LEUCINA ALS HERBICIDAS INIBIDORES ALS 15

16 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição síntese: valina, leucina e isoleucina
Inibição do metabolismo (Imediato)‏ Afeta o balanço hormonal Síntese de RNA Paralisa o crescimento Clorose Morte lenta Ex. Ally, Chloimuron, Imazethapyr, Hussar, Spider.... 16

17 17

18 Mecanismos de resistência
Mutação na enzima ALS (Aas 122, 197,205, 574 ou 653); Metabolização (culturas e PD). 18

19 Mecanismo de ação dos inibidores da EPSPs
glicose PEP E4P + DAH7P Shiquimato + PEP EPSP enzima EPSPs corismato fenilalanina tirosina triptofano (aminoácidos aromáticos)‏ 19

20 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição síntese: fenilalanina, tirosina e triptofano Inibição do metabolismo (imediato)‏ Afeta síntese de lignina Paralisa o crescimento Clorose Morte lenta Ex. glifosato 20

21 21

22 Mecanismos de resistência
Mutação na enzima EPSPs; Absorção; Translocação; Metabolização; Compartimentalização; Culturas RR 22

23 Mecanismo de ação dos inibidores da ACCase
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24 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição da síntese de lipídios
Paralisa o crescimento Clorose (pontos de crescimento)‏ Morte lenta Ex. graminicidas (Poast, Select, Verdict...) 24

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26 Mecanismos de resistência
Mutação na enzima ACCase (isoleucina por leucina posição 1781 da enzima); Diferentes níveis de resistência aos APP x CHD; Metabolização - Cit P450 monoxigenase responsável em L. rigidum resistência ALS, FSII e ACCase. 26

27 Inibidores da PROTOX Glutamato CLOROFILA
Cloroplasto Glutamato CLOROFILA PROTOX Aminole porfibili protoporfiri protoporfiri- vulinato nogen nogen IX na IX Mg fitol 1o. pirrol A Com Herbicida CITOPLASMA protoporfiri- na IX destruição de peroxidação O2 membranas de lipídios B 27

28 EFEITOS NAS PLANTAS Ocorrência de radicais livres
Rompimento de membranas Pontos necrosados nos tecidos Paralisa o crescimento Necrose Morte rápida Ex. Cobra, Flex, Boral... 28

29 29

30 Mecanismos de resistência
Metabolização - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo) Outros – adaptação, menos protoporfirinogênio, absorção, translocação...... 30

31 isopentenil pirofosfato
carotenos 2(acetil-CoA)‏ acetoacetil-CoA mevalonato (MVA)‏ isopentenil pirofosfato clomazone diterpenos 4-hidroxifenilpiruvato dimetilalilpirofosfato (DMAPP)‏ fitol homogentisate isoxaflutole HPPD fitoeno PDS quinonas norflurazon clorofila fitoflueno fotossíntese Inibidores de pigmentos 31

32 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição da síntese de clorofila
Inibição da síntese de caroteno Albinismo Paralisa o crescimento Necrose Morte Ex. Callisto, Gamit.... 32

33 33

34 Mecanismos de resistência
Mutação na fitoeno desaturase Metabolização - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo) 34

35 HERBICIDAS E A FOTOSSÍNTESE
FSII – Triazinas: Atrazine, Cyanazine, Metribuzin, Simazine, Ametrina. Uréias: Diuron, linuron.... FSI – Bipiridílios: Reglone, Gramoxone e Gramocil (Paraquat + Diuron). 35

36 D1 H2O P680* QA QB P700* Ferredoxina* * FS 1 FS 2 NADP+ NADPH ATP P700
Energia Ferredoxina* * FS 1 FS 2 NADP+ NADPH ATP Luz D1 36

37 Herbicidas inibidores do fotossistema II
interior do cloroplasto pH=7,0 exterior do cloroplasto pH = 5,0 H2O e- + O2 + 4H+ luz solar QA FSII P680 QB Cit. FSI P710 NADP + H NADPH ADP + Pi ATP H+ D1 37

38 Herbicidas inibidores do fotossistema II
exterior do cloroplasto pH = 5,0 interior do cloroplasto pH=7,0 H2O e- + O2 + 4H+ luz solar QA FSII P680 Cit. FSI P710 NADP + H NADPH ADP + Pi ATP H+ D1 QB 38

39 EFEITOS NAS PLANTAS Inibição do fluxo de elétrons (Qa-Qb)‏ lig D1
Paralisação da fotossíntese Ocorrência de radicais livres Rompimento de membranas Paralisa o crescimento Necrose (da borda para o centro da folha)‏ Morte rápida 39

40 40

41 Mecanismos de resistência
Mutação na D1 (serina por glicina posição 264) Metabolização - Cit P450 monoxigenase - Conjugação com glutathiona Testar com organofosforados (inibem metabolismo) 41

42 Inibidores do Fotossistema I (FSI)‏
interior cloroplasto exterior cloroplasto luz solar QA FSII P680 NADPH + H NADPH2 ADP + Pi ATP QB Cit. 8H+ FSI P710 Fd Paraquat e- 2H2O e- + O2 + 4H+ 42

43 .O2 . H2O2 e- H+ + H2O O2 Paraquat++ Paraquat+ Destruição
N N+ Cl . .O2 O2 H2O2 H+ + H2O Destruição das membranas 43

44 EFEITOS NAS PLANTAS Ocorrência de radicais livres
Rompimento de membranas Pontos necrosados nos tecidos Paralisa o crescimento Necrose Morte rápida (2 dias)‏ Herbicida não seletivo Herbicidas inibidores do FSII aumentam a ação dos inibidores do FSI 44

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46 Mecanismos de resistência
Armazenamento no vacuolo Metabolização (Enzimas protetivas) - Superoxide dismutase; - Ascorbate peroxidase, ; - Glutathione; - Reductase; - Dehydroascorbate reductase; -Catalase e peroxidase 46

47 MIMETIZADORES DE AUXINA
Outros 47

48 EFEITOS NAS PLANTAS Aumento da síntese de DNA e RNA
Aumento da síntese de proteínas Epinastia Bloqueio do floema Morte 48

49 49

50 50

51 Mecanismos de resistência
Alteração nos receptores de auxinas Metabolização - Ligação com proteínas; - Conjugação 51

52 HERBICIDAS E A DIVISÃO CELULAR
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53 Sem o herbicida Com o herbicida 53

54 EFEITOS NAS PLANTAS Multiplicação de células anormais
Paralisa o crescimento Morte 54

55 55

56 Mecanismos de resistência
Ateração do local de ação - Treonina 239 por isoleucina 56

57 RESISTÊNCIA DE PLANTAS DA HERBICIDAS
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58 Modelo de inibição da proteína QB
(Planta suscetível)‏ QA e- QB Cytocromo Plastoquinona sem o herbicida com o herbicida H 58

59 Modelo de inibição da proteína QB
(Planta resistente)‏ QB Cytocromo QA e- e- e- e- Plastoquinona Planta resistente com ou sem o herbicida H 59

60 PERGUNTAS? 60