Herbicide selectivity by differential metabolism: considerations for reducing crop damages Seletividade de herbicidas por metabolismo diferencial: considerações para redução de danos em culturas agrícolas

Herbicide selectivity is an agricultural technology largely exploited in chemical strategies of weed control. The joint action of several protection mechanisms avoids phytotoxicity from herbicide treatment, maintaining the level of agronomically accepted damage to a minimum, or even totally avoiding them. The major mechanism of herbicide selectivity derives from the differential metabolism between weed and crop plant species, with weeds presenting a limited ability to perform it under agronomically recommended conditions. In this case, phytotoxicity can be interpreted as an overcoming of the maximum protection capacity offered by the mechanisms of selectivity, or when considering metabolism as the main factor, the overcoming of the inherent plant ability to detoxify a particular molecule. Considering that herbicide metabolism requires energy disposal, symptoms of phytotoxicity characterize an additional waste of energy that should not be accepted as a natural physiologic response; therefore it might result in yield losses. To avoid or minimize crop losses or damages, it is required that herbicide application recommendations are based on results from rigorously conducted selectivity experiments, as well as that there is an increase in the awareness of growers about the best use of each product.<br>A seletividade dos herbicidas é uma tecnologia agrícola que tem sido vastamente explorada nas estratégias de controle químico de plantas daninhas. É resultado da ação conjunta de diversos mecanismos que protegem a cultura da fitotoxicidade dos tratamentos herbicidas, mantendo-a com níveis de injúrias aceitáveis agronomicamente, ou mesmo na ausência destas. O principal mecanismo de seletividade dos herbicidas é o metabolismo diferencial desses produtos entre plantas daninhas e cultivadas, em que, nas situações de recomendação agronômica, as plantas daninhas são menos hábeis em realizá-lo. Neste caso, a fitotoxicidade pode ser entendida como a suplantação da capacidade máxima de proteção oferecida pelos mecanismos de seletividade ou, considerando o metabolismo como o principal mecanismo, como a superação da capacidade intrínseca da espécie em detoxificar determinada molécula. Considerando-se que o metabolismo de herbicidas envolve gasto de energia, os sintomas de fitotoxicidade caracterizam um segundo gasto energético que não deve ser aceito como uma resposta fisiológica natural, portanto pode resultar em perdas de rendimento das culturas. Para evitar ou minimizar as perdas ou injúrias às culturas, é necessário que as recomendações de herbicidas sejam baseadas em trabalhos de seletividade conduzidos com adequado rigor experimental; bem como é importante a conscientização dos agricultores quanto a melhor forma de utilizar cada produto

Histidine Biosynthesis

Histidine (His) is one of the standard amino acids in proteins, and plays a critical role in plant growth and development. The chemical properties of the imidazole side group allow His to participate in acid-base catalysis, and in the co-ordination of metal ions. Despite the biological importance of this molecule, His biosynthesis has been somewhat neglected in plants, in stark contrast to micro-organisms where the study of this pathway was fundamental in the discovery of operon structure and regulation by attenuation. With the recent isolation of histidinol-phosphate phosphatase, all the enzymes of His biosynthesis have now been identified in Arabidopsis, and several lines of evidence have implicated ATP-phosphoribosyl transferase (which catalyses the first committed step of the pathway) as playing an important role in the regulation of this pathway. However, little is known about the transcriptional regulation of the His biosynthetic genes, nor how demand for this amino acid is balanced with other metabolic requirements in plants. Similarly, the pathway of His catabolism has yet to be determined

Phytoextraction: a review on enhanced metal availability and plant accumulation Fitoextração: uma revisão sobre disponibilidade induzida e acumulação de metais em plantas

Phytoextraction has emerged as a novel approach to clean up metal-polluted soils in which plants are used to transfer toxic metals from soils to shoots. This review provides a synthesis of current knowledge on phytoextraction of metals from soils and their accumulation in plants. The objective is to integrate soil-related (root exudates and chemical amendments) and biological advances to suggest research needs and future directions. As far as can be deduced from the literature, it will be some time before phytoextraction may be established as a commercial technology. For chemically-assisted phytoextraction, research has not shown easily biodegradable compounds to overcome the risks associated with the use of EDTA for poorly available metals in soils. On the other hand, significant progress has been made on the physiological and molecular aspects regarding tolerance and phytoaccumulation of metals in plants. A multidisciplinary approach is warranted to make phytoextraction a feasible commercial technology to remediate metal-polluted soils.<br>A fitoextração é uma tecnologia emergente para despoluição de solos contaminados por metais pesados que usa plantas para transferir metais do solo para a parte aérea, a qual pode ser removida da área poluída. Esta revisão apresenta uma síntese do atual conhecimento sobre fitoextração de metais pesados do solo e sua acumulação em plantas. O objetivo é integrar em uma mesma discussão os avanços relacionados à química do solo (exsudação radicular e adição de agentes quelantes para aumentar a absorção) e à biologia (tolerância a metais e melhoramento genético) visando sugerir futuras pesquisas na área. Embora promissor, o atual estado de desenvolvimento da fitoextração ainda não permite estabelecê-la como uma tecnologia comercial. A pesquisa ainda não encontrou agentes quelantes facilmente biodegradáveis que possam substituir o EDTA na solubilização de metais pouco disponíveis em solos. Entretanto, significativos progressos têm sido feitos no entendimento dos mecanismos fisiológicos e moleculares de tolerância e acumulação de metais em plantas. Uma abordagem multidisciplinar dos vários aspectos que envolvem a fitoextração poderá tornar essa tecnologia econômica e ambientalmente viável a médio prazo