1
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
1
Herbicides
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
2
Herbicides: phytoxicité
!Phytotoxique: doit
être capable de
perturber un
processus clé qui
empêche les plantes
à croître et survivre
!Puisque les MH
poussent parmi les
récoltes, la sélectivité
est importante
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
3
Mode d’entrée
!1) Pénétration foliaire
Protection principale de la
feuille est la cuticle
(lipophile)
Deuxième barrière est la
paroi cellulaire fait de la
cellulose (hydrophile)
Alors, les herbicides
foliaires doivent être à la
fois aqueuses et
liposoluble
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
4
Mode d’entrée
!2) Absorption
racinaire
Doit être capable de
passer l’endoderme
(barrière de cellules
entourés de lignine
ou subérine)
N.B. herbicides
racinaires appliqués
au sol peuvent
également affecter
des graines
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
5
Mode d’entrée
!3) Pénétration d’écorce
Peu d’application chez des
plantes herbacées, utilisées pour
des plantes pérennes
Des solutions hydrosolubles
doivent être injectées dans
l’écorce
Des solutions liposolubles
peuvent pénétrer l’écorce, mais
doivent être appliquées en forte
concentrations
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
6
Translocation à l’intérieur de la plante
!Symplaste: masse totale des cellules vivantes
dans la plante
!Apoplaste: le continuum non-vivant de la
paroi cellulaire qui entoure la symplaste
2
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
7
!1) Mouvement symplaste:
Protoplasme des plantes est plus ou
moins continue à cause des liens
cellulaires (ex. plasmodesmata) et entre
les cellules criblées du phloème
Translocation à l’intérieur de la plante
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
8
!2) Mouvement apoplaste:
Peut inclure les parois
cellulaires, les espaces inter-cellulaires et les
cellules du xylem
Perméable à l’eau et des solutés dissouts
Taux de transport d’eau est élévé (>1 gallon/jour
pour un tournesol)
!Contrainte: xylem envoi les substances vers
le haut, alors pas approprié pour des
pesticides foliaires
Translocation à
l’intérieur de la plante
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
9
Effets toxiques sur les plantes
!Un sujet compliqué, car la même chimique peut
avoir de différents effets à des doses différentes
et/ou sites d’action différentes
!E.g. certain herbicides causent la croissance
d’une région et inhibe dans une autre
Appelé des Effets Épinastiques
Cause le gauchissement des tige et
des feuilles en vrillons
Plante meurt habituellement par
asphyxiation car les faisceaux
vasculaires deviennent écrasés
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
10
Effets toxiques sur les plantes
!1) Toxicité sur contact
Tue rapidement
Translocation souvent pas possible à
temps
Agi typiquement par la destruction des
membranes cellulaires en brisant les liens
moléculaires entres membranes
plasmiques et les protéines membranaires
Cause la nécrose chez les tissues
exposées dans qques jours
Contrainte: car la translocation est limitée,
la plante peut possiblement repousser des
méristèmes racinaires et des bourgeons
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
11
!2) Inhibition mitotique
Empêche la croissance par
une perturbation d’une
étape de la mitose
La croissance se passe
principalement dans les
régions méristématiques
(bouts des racines/turions
[shoots], jeunes feuilles,
bourgeons, cambium
vasculaire)
Souvent appliqués au sol
pour empêcher la
germinaison de graines ou
la croissance de plantules
Effets toxiques sur les plantes
N.B. peu sélectifs!
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
12
Effets toxiques sur les plantes
!3) Inhibition
photosynthétique
Majorité des
herbicides
Puisqu’ils affectent la
photosythèse, ont
souvent peu de
toxicité chez les
animaux
3
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
13
Effets toxiques sur les plantes
!4) Perturbation de la respiration cellulaire
Peut être considéré comme une inhibition de
la production d’énergie
Le fonctionnement de la respiration cellulaire
est essentiellement pareil pour toutes
organismes
Alors, peuvent être toxique aux organismes
non-ciblés
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
14
Effets toxiques sur les plantes
!3 processus dans la respiration
Glycolyse, Cycle de Krebs, Chaîne de transport des électrons
!Inhibiteurs: réduit affinité pour 02 et diminue la production
d’ATP
!Découpleurs: tous les processus se passent mais
absorption d’02 la phosphorylation sont séparées, causant
un effondrement
Kreb’s
Cycle
NADH
NAD+ FAD+
FADH2
H+ H+ H+
H+
ADP
ATP
e-
ADP
ATP O2
CO2
H2O
Pyruvic acid
Acetyl CoA
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
15
!5) Perturbation du
métabolisme d’acides
nucléiques et la
synthèse de protéines
Plusieurs moyens de
provoquer ces effets
e.g. entre noyau et
enlève les histones
e.g. peut stimuler la
polymérase ARN dans
la cytoplasme
Effets toxiques sur les plantes
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
16
Autres effets sur les plantes
!6) Autres
Inhibition dans:
Synthèse de pigments
Synthèse de lipides
Perturbation des hormones de
croissance (auxines, acide
gibbérellique, cytokinines!)
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
17
!Phenols
Plusieurs genres d’effets sur des plantes mais
surtout agissent comme découpleurs de la
phosphorylation oxidative (respiration)
DL50 hautement toxique aux animaux (50-100mg/
kg)
Utilisés par les nazis pour des injections léthales
Herbicides Pré-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
18
Herbicides Post-WWII
!A) Phytohormones (Phenoxy Alkanoic Acids)
Sels d’esters ou d’amines
Plus importante découverte en temps de guerre: 2,4-D
Très efficaces à faible dosage (0.5-1 lb/acre)
Contrôle sélectivement des MH à feuilles larges
(broadleaves) dans des champs de céréales
Grandement utilisés de nos jours
4
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
19
!A) Phytohormones
!Mode d’action
À faible dosage, agit comme
mimique d’acide indol acétique
(AIA: auxine)
Plantes ne peuvent pas dégrader
l’AIA synthétique, alors toxique à
des fortes dosages
Translocation symplaste
Stimule la croissance dans les
tiges: effet épinastique
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
20
!A) Phytohormones (2,4-D)
!Peu persistent dans le sol
Dégradé rapidement par des microbes l’utilisant comme source de
carbone
!Effets non-ciblés incluent des plantes désirables (peu sélectif)
!DL50 faible aux animaux (300-1000 mg/kg dosage orale)
!Potentiel pour la bioaccumulation est faible
Pluspart des études démontrent une élimination complète dans
l’urine après 24hres
!Études épidémiologiques démontrent un rôle possible dans la
perturbation endocrinienne
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
21
!A) Phytohormones (2,4,5-T)
!Plus persistent dans le sol
Dégradation peut prendre des mois à des années
!Élimination progressive (phase out) depuis les années 1970s
!DL50 est modérée aux animaux (400-500mg/kg dosage orale)
!Processus de fabrication ammène souvent à la contamination
avec
!Ex: Agent Orange au Vietnam (1965-1970) a laissé des
contaminations par TCDD après 40 ans
www.hatfieldgroup.com
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
22
!B) Triazines
!Composés azotés hétérocycliques avec
azote
!Groupes-R diffèrent mais incluent
souvent la chlore
!2e herbicide en importance
!Relativement persistants / résistent la
dégradation
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
23
!B) Triazines
!Plus important: Atrazine
D’autres incluent simazine, propazine, cynazine
etc!
Atrazine très utile avec le maïs
!3 applications:
Avant de planter: enlève plantes au sol
Après émergence: enlève plantules à feuilles larges
Après émergence: éclaircissage des MH
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
24
!B) Triazines
!Mode d’action
Entrée racinaire, translocation par xylem
(apoplaste)
Site d’action sont les chloroplastes comme
inhibition du photosystème II (séparation de l’eau)
!Plus part des graminés ont une tolérance du au
capacité métabolique à détoxifier
Potentiel pour la résistance si utilisés
continuellement
e.g. chénopode (Lamb’s quarter - Chenopodium
album)
!DL50 faible aux animaux (300 [cyanazine] - 5000
[simazine] mg/kg dosage orale)
Herbicides Post-WWII
5
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
25
!La résistance est commune
Plus que 200 biotypes sont actuellement rendus résistants à un
herbicide
Causé par l’utilisation continue de la même herbicide sur
plusieurs générations
Peut être par mutation au site d’action ou sur le capacité
métabolique de détoxification
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
26
Résistance aux herbicides
!Plus souvent envers des
triazines
>60 biotypes résistants
Plantes résistantes ont une
substitution d’une seule
acide aminé dans la protéine
D1, qui empêche l’herbicide
d’attacher à plastoquinone
(accepteur d’électrons du
PSII)
Causé par un changement
dans une seule base de
nucléotides
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
27
!C) Glyphosate
!N-phosphonomethyl glycine
!Absorbé par feuilles et translocation rapide
!Non-sélectif, haut niveau d’activité
!Peu persistent, dégradé par des microbes dans
qque semaines
!Avantage: réduit érosion du sol, car contrôle les
MH sans besoin de travailler le sol
!Couramment, le plus utilisé
!Roundup de Monsanto
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
28
!C) Glyphosate
!Mode d’action
Inhibition de synthèse d’acides aminés
Plantes produisent 9/20 des acides aminés essentiels (leucine,
isoleucine, histidine, valine, lysine, méthionine, théonine,
tryptophan et phenylalanine)
Chimiques qui empêchent leur production sont souvent peu
nocifs aux animaux
!DL50 faible aux animaux (>4000mg/kg dosage orale)
!Peu de potentiel bioaccumulatif
!Des études épidémiologiques suggèrent que le contact
continu peut provoquer des problèmes endocriniens
Herbicides Post-WWII
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
29
Fongicides
!Comprend des pesticides qui contrôlent toute
sortes de pathogènes
Bactéries, nématodes, ainsi que les fungi
!La pathogénicité est souvent cryptique, alors plus
difficile à contrôler que chez les MH ou insectes
!Plus souvent utilisés sur des récoltes de fruits,
noix et légumes
!Plus part ont un faible toxicité aux animaux (DL50
>1000 mg/kg), peu persitents, biodégradables, peu
solubles (transport)
BIO 4101: Pesticides and the Environment
BIO 4101: Pesticides and the Environment
30
Types de fongicides
!1) Inorganiques
Souffre
Premier pesticide
Utilisé comme poudre
Toxicité sur contact (inhibition du
système de transport d’électrons)
Cuivre
1er fongicide (Mélange de
Bordeaux)
Mélangé avec lime car insoluble
dans l’eau
Cellules accumulent des ions
toxiques et sont empoisonnées
Souvent phytotoxique aussi
1 / 6 100%
La catégorie de ce document est-elle correcte?
Merci pour votre participation!

Faire une suggestion

Avez-vous trouvé des erreurs dans linterface ou les textes ? Ou savez-vous comment améliorer linterface utilisateur de StudyLib ? Nhésitez pas à envoyer vos suggestions. Cest très important pour nous !