| Resumo: |
Las malezas compiten intensamente con los cultivos, por lo cual, los agricultores emplean prácticas de control (manual, mecánico y químico) para eliminarlas. Los herbicidas ejercen una presión de selección extrema (99.99%) sobre las poblaciones. Como consecuencia, en unas pocas generaciones se observan individuos resistentes (R) en las poblaciones de maleza. La resistencia a herbicidas es un proceso evolutivo causado por cambios metabólicos o genéticos. En algunas especies la resistencia va acompañada de una disminución en la aptitud competitiva (fitness). Esto puede ocasionar que las plantas resistentes sean desplazadas cuando el factor de selección se retire de las poblaciones. Phalaris minor (Poaceae) es una maleza que evolucionó hacia la adquisición de resistencia a herbicidas inhibidores de la síntesis de lípidos en el Bajío Mexicano. Aún se desconoce si esta especie presenta diferencias en la aptitud entre individuos susceptibles (S) y R. El objetivo del presente estudio fue determinar las diferencias en la aptitud entre individuos S y R de P. minor provenientes de la región del Bajío. Se analizó la genética de las poblaciones (secuenciación de genes: código de barras y ACCasa).Se realizaron experimentos en semillas (tamaño del embrión, latencia, germinación, vigor), ciclo biológico (fenología, acumulación de biomasa y fecundidad), competencia por luz (dinámica de la cobertura del dosel bajo emergencia natural y simultanea, productividad relativa, agresividad e intensidad de competencia). El análisis de secuencias mostró que las colectas no presentan mutaciones en la región del código de barras, pero sí en el gen de la ACCasa. Las mutaciones que causan la resistencia se presentaron en diferentes posiciones dentro del gen estudiado, por lo que se establece que las poblaciones evolucionaron independientemente hacia la resistencia. En las semillas el tamaño del embrión tuvo una reducción hasta del 50% en individuos R, esto ocasionó que requirieran un mayor número de días para superar la latencia primaria, y tuvieran un porcentaje y velocidad de germinación menor. En el ciclo biológico se encontraron diferencias en la fenología, acumulación de biomasa y producción de semillas. Las colectas Col 4 y Gto fueron precoces, con poca acumulación de biomasa; mientras que Col 7 y Jal fueron de lento crecimiento, pero de mayor acumulación de biomasa, en todas se observó una fecundidad menor en comparación con el S. En la competencia por la luz, el retraso en la emergencia de las colectas R, ocasionó que tuvieran una menor proyección de la cobertura del dosel con respecto al S. Cuando la emergencia fue simultánea, no se observaron diferencias en la cobertura del dosel lo que incrementó la intensidad de competencia. La reducción en la aptitud encontrada en las colectas R podría ser una explicación razonable del bajo éxito de los individuos resistentes bajo condiciones no selectivas, lo que podría causar el retorno a las poblaciones susceptibles cuando se retire el factor de selección. _______________ FITNESS DIFFERENCES BETWEEN COLLECTIONS OF "ALPISTILLO" (Phalaris minor Retz.) RESISTANT AND SUSCEPTIBLE TO INHIBITORS OF ACCase. ABSTRACT: Weeds are plants that compete intensively with crops, reducing the yield, therefore, farmers use practices (manual, mechanical and chemical) to eliminate them. However, herbicides exert extreme selection pressure (99.99%) on weed populations. Like a consecuence of the selection pressure, in a few generations are observed individuals resistant (R) in weed populations. Herbicide resistance is an evolutionary process caused by metabolic or genetic changes. However, in some species the evolution of resistance is accompanied by a decrease in the competitive fitness of individuals (fitness). This penality can cause that resistant plants are displaced when the selection factor is retired on populations. Phalaris minor (Poaceae) is a weed that evolved into the acquisition of resistance to inhibitors lipid synthesis herbicides in the Bajio Mexican. It remains unclear whether this species differs in fitness during the stages of their life cycle between susceptible individuals (S) and resistant. Therefore, the objective of this study was to determine the differences in fitness between individuals S and R of P. minor from the Bajio region. We analyzed the population genetics (sequencing chloroplast genes: barcode and resistance to inhibitor lipid synthesis herbicides). Experiments were conducted on seeds (embryo size, dormancy, germination, vigor), life cycle (phenology, biomass accumulation and fecundity), competition for light (dynamic of canopy cover under simultaneous and natural emergence, relative productivity, aggressivity and intensity of competition). The nucleotide sequence analysis showed that no mutations are presents in the studied collects in the region of the barcode, but them are presents in the reported gene for resistance to inhibitors of lipid. Mutations causing the resistance presented at various positions within the studied gene, therefore establishing that populations toward resistance evolved independently. In seed embryo size was reduced to 50% resistant individuals, this caused requiring a greater number of days to overcome the latency primary and had a lower germination percentage and speed. In the biological cycle differences in phenology, biomass accumulation and seed production. The collections Gto and Col 4 were early, with little accumulation of biomass, while Col 7 and Jal were of slow growth, but higher biomass accumulation, all collections R had lower fertility compared to S. In the study of the collections under competition for light, the delay in the emergence of R collections, resulted in a lower projection of the canopy cover with respect to S. When the emergence was simultaneous, no differences in canopy cover, which increased the intensity of competition. The reduction in fitness found in the collections R could be a reasonable explanation for the low success of resistant individuals under nonselective conditions, which could cause a return to susceptible populations when removing the selection factor.
Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Botánica).- Colegio de Postgraduados, 2012.
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).
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