As plantas tolerantes a herbicidas apresentam rotas bioquímicas eficientes na desintoxicação dessas moléculas no interior da célula, e muitas enzimas citoplasmáticas participam desse processo. No presente trabalho, o perfil eletroforético de proteínas citoplasmáticas foi avaliado em folhas, caules e raízes de plantas de milho, durante o processo de desintoxicação, após tratamento com o herbicida mesotrione. Aos 15 dias após o plantio, foram aplicados 192 gramas por hectare (g ha-1) do mesotrione, em pós-emergência; três e sete dias após a aplicação (DAA), foram coletados os tecidos para a realização de fracionamento celular e isolamento das proteínas solúveis do citoplasma. A atividade fotossintética foi analisada como marcador fisiológico do nível de fitointoxicação em diferentes estádios (1, 2, 3, 5 e 7 DAA). Enquanto a fotossíntese foi inibida nos primeiros 3 DAA, não se observou alteração significativa a partir do quinto dia. Medidas biométricas foram realizadas aos 7 DAA, não apresentando diferenças significativas. A análise dos perfis eletroforéticos das proteínas citoplasmáticas indicou maior expressão proteica em regiões de baixa massa molecular (~ de 21 a 65 kDa) nos tecidos de folhas e caules aos 3 DAA do mesotrione. Contudo, aos sete dias observou-se recuperação de perfis semelhantes aos tecidos de plantas não tratadas com o herbicida. Nas raízes, houve redução na biossíntese de proteínas sob tratamento com herbicida, tanto aos 3 quanto aos 7 DAA. Os resultados sugerem que as alterações do perfil eletroforético das proteínas citoplasmáticas das plantas de milho refletem bem o estádio de desintoxicação de seus tecidos e que, mesmo após o processo haver se estabelecido na parte aérea, as raízes continuaram a apresentar alterações, que indicam um processo mais prolongado de desintoxicação do mesotrione sobre o sistema radicular.

Herbicide-tolerant plants have efficient biochemical pathways for detoxification of these molecules within the cell, with many cytoplasmic enzymes being involved in this process. In this study, the electrophoretic profiles of cytoplasmic proteins were evaluated in the leaves, stems, and roots of corn plants during the detoxification process after treatment with the herbicide mesotrione. At 15 days after planting, 192 grams per hectare (g ha-1) of mesotrione were administered post-emergence. Three or seven days after application (DAA), tissues were collected to perform cell fractionation and isolation of soluble proteins from the cytoplasm. Photosynthetic activity was analyzed as a physiological marker of the level of intoxication at different stages (1, 2, 3, 5, and 7DAA). While photosynthesis was inhibited in the first three days after spraying, there was no significant change on the fifth day. Biometric measurements were performed at seven DAA, and no significant differences were observed. Analysis of electrophoretic profiles of cytoplasmic proteins indicates higher expression of low molecular weight (~21-65kDa) proteins in leaves and stems for three days after mesotrione application. However, at seven days, we observed a recovery profile similar to the tissues of the plants not treated with herbicides. There was a reduction in the roots of herbicide-treated plants in protein biosynthesis for as long as three to seven DAA. These results suggest that changes in the electrophoretic profile of corn plant cytoplasmic proteins reflect the stage of tissue detoxification. Furthermore, even after proceedings have been established in shoots, the roots continue to show changes that indicate a longer mesotrione detoxification process for the root system.

O mesotrione é um dos mais efetivos herbicidas desenvolvidos para o controle de uma ampla gama de plantas daninhas que infestam campos de milho (Zea mays). Todavia, as bases bioquímicas e moleculares da tolerância das plantas de milho a esse herbicida ainda não foram estabelecidas. Para compreender os mecanismos de desintoxicação do mesotrione em plantas de milho, foram analisadas as atividades dos principais sistemas primários de transporte de prótons (íons H+) das membranas plasmática e vacuolar (H+-ATPases do tipo P e V e H+-PPases) de células de diferentes tecidos de plantas tratadas após aplicação do herbicida em pós-emergência. Para isso, foram realizados procedimentos de fracionamento celular, de tecidos radiculares, foliares e do caule, por centrifugação diferencial e purificação de vesículas membranares em gradiente de densidade de sacarose. Os ensaios enzimáticos das atividades hidrolíticas das três bombas de H+ foram realizados aplicando-se um método colorimétrico para medir o fosfato liberado das hidrólises dos substratos: adenosina-5'-trifosfato (ATP) e pirofosfato (PPi). Parâmetros fotossintéticos foram analisados como marcadores fisiológicos dos diferentes estádios da desintoxicação das plantas. Essa análise demonstrou que o tratamento com mesotrione promoveu uma redução na taxa fotossintética e na relação Fv/Fm no terceiro dia após aplicação (DAA), mas não afetou significativamente a fotossíntese a partir do quinto DAA. Nos três tecidos analisados, raiz, folha e caule, aos 3 DAA, foi observado forte estímulo da atividade da H+-PPase vacuolar, a qual variou de cerca de 100 a 600%. Essa forte ativação foi reduzida significativamente aos 7 DAA, mas permaneceu pelo menos duas vezes maior com relação ao controle. Por sua vez, as H+-ATPases das membranas plasmática e vacuolar foram bem menos moduladas pelo tratamento com o herbicida, apresentando estimulações e inibições que não variaram mais do que 20 a 60% das atividades obtidas em vesículas de membranas oriundas de plantas não tratadas (controle). Os resultados demonstraram que o mesotrione promove uma ativação diferencial dos principais sistemas primários de transporte de H+, indicando que essas bombas iônicas são enzimas transportadoras essenciais aos mecanismos relacionados com o processo de desintoxicação das plantas de milho, possivelmente ao energizar a compartimentalização das moléculas do herbicida mesotrione no vacúolo ou a exceção celular através das membranas plasmáticas.

The herbicide Mesotrione herbicides are very effective in the control of a wide range of weeds that infest corn (Zea mays) fields. However, the biochemical and molecular bases of corn seedling tolerance to this herbicide have not been established so far. To understand the mechanisms of mesotrione detoxification in corn plants, the activities of the main primary proton (H+ ion) transport systems of the vacuolar and plasma membranes (H+-ATPases V- and P-types, and H+-PPase) of the cells from different tissues were analyzed, after post-emergence herbicide application. Thus, cell fractionation procedures on root, leaf and mesocotyl tissues were performed using differential membrane vesicle centrifugation and purification in sucrose density gradient. Hydrolytic activities of the proton pumps were measured by using a colorimetric method for phosphate released through enzymatic hydrolysis of the substrates adenosine-5'-triphosphate (ATP) and pyrophosphate (PPi). Photosynthetic parameters were analyzed as physiological markers of the different stages of plant detoxification. Such analysis demonstrated that, three days after herbicide application (DAA), mesotrione induced a reduction in the photosynthetic rate and Fv/Fm ratio, but no significant effect could be found after the fifth DAA. These data suggest that the treatment with mesotrione promoted a spatial and temporal regulation of the H+ pump activities. In all the root, leaf and mesocotyl tisues analyzed, at three DAA, a strong stimulation of the vacuolar H+-PPase activity was observed, varying from 100% to 600%. This activation was significantly reduced at the seventh DAA, but remained at least twice higher than the controls. On the other hand, the vacuolar and plasma membranes H+-ATPases were much less modulated by the herbicide treatment, exhibiting stimulations and inhibitions which did not change by more than 20 to 60% in relation to the activities found in membrane vesicles derived from untreated plants (controls). The results demonstrate that mesotrione can promote a differential activation of the main primary proton transport systems, suggesting that these ion-pumps are transporting enzymes essential for the detoxification-related processes in corn plants, likely by energizing compartmentalization of the herbicide molecules into the vacuoles or cellular excretion through the plasma membrane.

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar diferentes formas de manejo de plantas daninhas na cultura do maracujazeiro, cultivado com adubação química e orgânica. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com 15 tratamentos, arranjados em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições e 10 plantas úteis por parcela. Os tratamentos foram constituídos por três tipos de adubações na parcela (orgânica, química e química + orgânica) e cinco manejos de plantas daninhas na subparcela (com capina, sem capina, diuron (pré) + glyphosate (pós), diuron (pré) + MSMA (pós) e diuron (pré) + (diuron + paraquat) (pós). O diuron foi aplicado aos cinco dias antes do plantio das mudas, em todos os tratamentos com herbicida, variando apenas os herbicidas em pós-emergência; para cada um dos herbicidas das misturas avaliadas, foram feitas três aplicações, aos 45, 96 e 159 dias. O diuron em pré-emergência provocou sintomas de clorose nas folhas entre 20 e 26 dias após o plantio (DAP), sendo mais evidente no maracujazeiro cultivado com adubação química. Os tratamentos com diuron (pré) e glyphosate (pós) apresentaram melhor controle das plantas daninhas. Os tratamentos com adubação química + orgânica associados aos manejos com capina, diuron (pré) + glyphosate (pós) e diuron (pré) + (diuron + paraquat) (pós) foram os que proporcionaram maior produtividade de frutos. No cultivo com adubação orgânica, o tratamento capinado foi o que proporcionou maior produtividade. No cultivo com adubação química, a produtividade foi maior no tratamento com diuron (pré) + glyphosate (pós).

The objective of this work was to evaluate different types of weed management in passion fruit culture under chemical and organic fertilization. The experimental design was in randomized blocks with 15 treatments, arranged in a splip-splot design, with four repetitions containing 10 plants each. The treatments consisted of three types of fertilization (organic, chemical and chemical + organic) and five types of weed management in each subplot (hand-hoeing, without hand-hoeing, diuron (pre-planting) + glyphosate (postemergence), diuron (pre-planting) + MSMA (postemergence) and diuron (pre-planting) + (diuron + paraquat) (postemergence). Diuron applied in pre-planting induced phytotoxicity symptom in the leaves around 20 to 26 days after planting (DAP). However, it was more evident in plants undergoing chemical fertilization. The treatments with chemical + organic fertilization associated to hand-hoeing, diuron (pre-planting) + glyphosate (postemergence) and diuron (pre-planting) + (diuron + paraquat) (postemergence) provided the highest fruit productivity. For the cultivation using organic fertilization, hand-hoeing promoted the highest productivity. On the other hand, under, chemical fertilization, highest crop production and weed control were observed in the treatment diuron (pre) + glyphosate (post).