Dinâmica dos herbicidas indaziflam, isoxaflutole e

Efeitos de baixas doses de glyphosate
em plantas: Abordagem biológica e
transcriptômica em Arabidopsis thaliana
Caio Antonio Carbonari, Giovanna Larissa Gimenes Cotrick Gomes,
Edivaldo D. Velini
FCA/UNESP, Campus de Botucatu, SP
Franck E. Dayan, Daniel K. Owens, Zhiqiang Pan, Stephen O. Duke
USDA-ARS Natural Products Utilization Research Unit, Oxford, MS,
EUA
XXX Congresso Brasileiro da Ciência das Plantas Daninhas
Conhecimento e Tecnologia a Serviço do Agricultor
22 a 26
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Efeito estimulatório de baixas doses
Hormesis
120
Mean response
100
Schabenberger O., Tharp B. E.,
Kells J. J., and Penner D. 1999.
Statistical tests for hormesis and
effective dosages in herbicide
dose-response. Agronomy Journal
91:713-721.
*Slide cortesia Franck Dayan
80
60
40
20
I50
0
-8
-6
-4
-2
0
2
ln (dose)
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Efeitos horméticos de herbicidas
Belz & Duke - Pest Manag. Sci. (2014) 70:698-707.
Estímulo de florescimento em buva
300
113 DAT
127 DAT
N total de capítulos . planta
-1
200
150
o
100
o
N total de capítulos . planta
123 DAT
-1
250
70 DAT
400
300
200
100
50
0
0
0
45
90
180
360
720
0
45
90
180
360
720
1440
2880
-1
-1
glyphosate (g e.a. ha )
glyphosate (g e.a. ha )
Número total de capítulos por planta
em 2 populações de C. sumatrensis
Gomes (2014)
0
45
90
180 360 720 1440 2880 5760
g e.a. ha-1
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Objetivos
Avaliar os efeitos de baixas doses de
glyphosate no desenvolvimento,
florescimento, produção de síliquas e
expressão gênica em plantas de
Arabidopsis thaliana
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Material e Métodos
Doses (g/ha)
Doses (g/ha)
1
0.18
2
0.6
3
1.18
4
6
5
18
6
60
7
180
8 - Control
0
2 experimentos em casa-de-vegetação Mississippi
University, Oxford, EUA
Plantas de Arabidopsis thaliana
8 tratamentos (doses)
24 repetições
Aplicação em uma câmara de pulverização
E1- plantas com 4-5 folhas (roseta)
E2- plantas com 6-7 folhas (roseta)
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Avaliações
Fitointoxicação visual (0-100%)
Número de dias para cada estádio fenológico
- inicio do pendoamento
- Botão floral
- Primeira flor
- Primeira síliqua
Número de flores e síliquas
- avaliação diária
Massa seca das plantas e das síliquas (22DAA)
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Estádios Fenológicos avaliados
Plantas de A. thaliana: A) ínicio do pendoamento, B) botão floral,
C) primeira flor and D) primeira siliqua
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Número de dias para os diferentes estádios
fenológicos - 2 experimentos
20
18
18
B
18
20
C
18
16
14
14
14
14
12
12
12
10
8
6
4
20
18
E
16
14
12
10
8
10
8
6
4
20
F
18
16
14
12
10
8
6
6
4
First silique (Days after treatment)
16
First flower (Days after treatment)
16
First flower bud (Days after treatment)
16
12
Botling (Days after treatment)
20
20
A
10
8
6
4
20
18
G
16
14
12
D
10
8
6
4
20
18
H
16
14
12
10
10
8
8
6
6
4
4
4
0
0.1
1
10
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Início do
pendoamento
0
0.1
1
10
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Botão
floral
0
0.1
1
10
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Primeira
flor
0
0.1
1
10
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Primeira
siliqua
Número de flores (2 experimentos)
60
8 DAT
10 DAT
12 DAT
14 DAT
16 DAT
A
50
C
0
50
100
150
200
250
300
40
18
16
14
20
12
10
10
0
70
8
B
8 DAT
11 DAT
13 DAT
15 DAT
18 DAT
60
50
D
0
50
100
150
200
250
300
350
40
16
14
30
12
20
10
10
0
8
0
0.1
1
10
100
Glyphosate (g a.e. ha-1)
0
0.1
1
10
Glyphosate (g a.e. ha-1)
100
Days after treatment
Number of flowers
30
Número de síliquas (2 experimentos)
160
140
22
12 DAT
14 DAT
16 DAT
19 DAT
22 DAT
A
120
C
0
50
100
150
200
250
300
350
100
20
18
16
Number of siliques
60
40
14
20
0
12
250
B
13 DAT
15 DAT
18 DAT
21 DAT
25 DAT
200
D
0
50
100
150
200
250
300
350
400
150
20
18
100
16
50
14
0
12
0
0.1
1
10
100
Glyphosate (g a.e. ha-1)
0
0.1
1
10
100
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Days after treatment
80
Peso seco das plantas e das siliquas
0.6
A
0.10
0.5
C
0.08
0.4
0.06
Siliques dry weight (g)
0.3
Total plant DW (g)
0.2
0.1
0.0
0.6
B
0.5
0.04
0.02
0.00
D
0.15
0.4
0.10
0.3
0.2
0.05
0.1
0.0
0.00
0
0.1
1
10
Glyphosate (g a.e. ha-1)
0
0.1
1
10
-1
Glyphosate (g a.e. ha )
Fitotointoxicação (2 experimentos)
Visual injury (%)
100
Experiment 1
Experiment 2
80
60
40
20
I50=values of
10.82±0.10 and
4.07±0.09 g a.e. ha-1,
respectively
0
0
0.1
1
10
100
Glyphosate (g a.e. ha-1)
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Sequenciamento do RNA
Experimento 3
3 amostras compostas de 12 plantas
Diferentes períodos (1, 3, 6, 12 e 18 DAT)
Extração e purificação do RNA (QIAGEN RNeasy mini kit)
HiSeq 2500
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ACS
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Curitiba
Boston
August
2015
Análise Transcriptoma
1.8 g glyphosate/ha
Down-regulated
on day 6
516 genes with Fc =>2 and p-value <=0.05
Fc = fold change
Up-regulated
on day 1
Days
1
3
6
12
18
Up-regulated on
day 18
Down-regulated
on day 3
Up-regulated on
day 6
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ACS
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Expo–Unimed
Curitiba
Boston
August
2015
Expressão gênica
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
Fold
BHLH038 +5.0
BHLH100 +5.0
IRP3 +3.7
IRP2 +3.2
MATE efflux +3.2
IRP1 +3.0
Isochorismate
synthase +2.5
ELF4 like +2.7
PISTILLATA +3.3
APETALA3 +2.7
ALBU1 +7.6
ALBU4 +7.3
CRU4 +6.8
ALBU3 +6.5
OLEO2 +4.8
OLEO5 +3.7
OLEO3 +2.5
APETALA1 +1.6
FER1 -2.2
Day 1
CONSTANS2 -2
SEPALLATA2 -2.7
FT -3.1
DT AGL15 -3.8
AGL5 -3.8
Day 3
Day 6
Day 18
Conclusões
- Em ambos os experimentos, baixas doses de glyphosate
anteciparam os estádios fenológicos avaliados.
- Os principais efeitos foram observados para a dose de 1,8 e 6 g
ha-1 no primeiro experimento e em 1,8 g ha-1 no segundo
experimento.
- As plantas apresentaram maior número de flores e síliquas com
concentrações subletais de glyphosate.
- Os efeitos foram pronunciados, com até 300% mais flores e
síliquas comparado à testemunha.
- No estudo de transcriptoma foi observada a superexpressão de
genes relacionados ao florescimento nas faixas de doses que
causaram os efeitos.
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Agradecimento
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Expo Unimed Curitiba
Muito
OBRIGADO
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(14) 91145170
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