Evolution of natural resistance to glyphosate in morning glory populations

Abstract

Tolerance, also referred to as natural resistance, is a feature that exists in the plant even before herbicide application in an area. I. grandifolia, I. indivisa and I. purpurea are among the tolerant species most commonly found over fields in southern Brazil. We hypothesized that the intensive use of glyphosate results in increasing levels of tolerance to glyphosate, and in pronounced response variability in populations of the same Ipomoea species. This study aimed at identifying tolerance variations to glyphosate among I. grandifolia, I. indivisa and I. purpurea morning glory species and among populations of these species. In crops over Paraná and Santa Catarina states (Brazil) 31 biotypes were collected (20 I. grandifolia, 7 I. indivisa and 4 I. purpurea), on which were applied 0, 216, 432, 864, 1,296, 1,728 and 2,160 g a.e. ha-1 of glyphosate and the dose required to reduce 50% of dry matter (GR50) was determined. Biotypes of all tested Ipomoea species showed variability of glyphosate tolerance. Tolerance factors had greater amplitude among biotypes of I. gradifolia and I. indivisa species (between 1.7 and 33.6 and between 3.3 and 34.2, respectively) than in I. purpurea (between 3.7 and 4.9). Especially within I. gradifolia e I. indivisa species, some biotypes required a much higher dose than the recommended one to control the wild biotype, indicating progress in the level of glyphosate tolerance; this proves the initial hypothesis of this work.

A tolerância, também referida como resistência natural, é uma característica existente na planta mesmo antes da aplicação do herbicida em uma área. As espécies de corda-de-viola I. grandifolia, I. indivisa e I. purpurea estão entre as espécies tolerantes ao glyphosate mais comumente encontradas em lavouras do Sul do Brasil. Hipotetiza-se que o uso intensivo de glyphosate incrementa os níveis de tolerância e, consequentemente, acentua a variabilidade de resposta ao herbicida em populações da mesma espécie de Ipomoea. Os objetivos deste trabalho foram identificar variações de tolerância ao glyphosate entre as espécies de cordade- viola I. grandifolia, I. indivisa e I. purpurea e entre populações dentro de cada uma dessas espécies. Em lavouras das regiões Sudoeste do Paraná e Oeste de Santa Catarina foram coletados 31 biótipos (20 de I. grandifolia, 7 de I. indivisa e 4 de I. purpurea), nas quais foram aplicados 0, 216, 432, 864, 1.296, 1.728 e 2.160 g e.a. ha-1de glyphosate e foi determinada a dose necessária para redução de 50% da matéria seca da parte aérea (GR50). Plantas dos biótipos das três espécies de Ipomoea apresentaram variabilidade na tolerância ao glyphosate. Os fatores de tolerância apresentaram maior amplitude entre biótipos nas espécies I. grandifolia e I. indivisa (entre 1,7 e 33,6 e entre 3,3 e 34,2, respectivamente) do que em I. purpurea (entre 3,7 e 4,9). Especialmente nas espécies I. grandifolia e I. indivisa, alguns biótipos necessitaram de dose muito superior à recomendada para o controle do biótipo selvagem, indicando evolução no nível de resistência natural ao herbicida glyphosate, o que comprova a hipótese deste trabalho.