Herbicide resistance in weeds represents a critical challenge in modern agriculture, significantly affecting crop yields and sustainability. Particularly concerning is the resistance observed in Conyza species, a group of weeds known for their robust adaptability and competitive growth. These species, often found in agricultural fields worldwide, compete aggressively with crops for resources. This thesis presents an in-depth examination of the resistance mechanisms to widely used herbicides, focusing on the increasing resistance of Conyza sumatrensis (Retz.) to 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid). The study integrates comprehensive literature reviews with empirical research to elucidate the complexities of this resistance, providing a holistic view of the issue. The initial part of the thesis comprises a published literature review, which identifies global instances of Conyza spp. resistance to various herbicides. It presents the known resistance mechanisms, laying a solid foundation for experimental investigations since it contextualizes the research within the broader spectrum of herbicide resistance studies, allowing for a deeper understanding of the emerging trends and patterns. The research then advances into experimental dose-response assays, along with greenhouse and laboratory studies, to evaluate the cross-resistance of Conyza sumatrensis to other auxin herbicides. This includes studying the leaf disc solution conductivity, which helps assess the rapid response to 2,4-D. Additionally, the research explores potential promoters and inhibitors of these responses, providing valuable insights into the physiological and biochemical behaviors of Conyza sumatrensis under herbicidal stress. This comprehensive analysis is extended by laboratory studies evaluating chlorophyll fluorescence and physiological responses, including photosynthesis in both R and S biotypes. A significant focus of the thesis is on the rapid response to 2,4-D, a new mechanism of resistance being studied in Conyza sumatrensis. This phenomenon, described in the literature as the 'Phoenix Phenomenon', is characterized by the necrosis of leaves just hours after herbicide exposure. This aspect of the study is pivotal in understanding the immediacy and severity of the plant's response to herbicidal application, a factor crucial for developing effective weed management strategies. Moreover, the mechanisms of resistance are explored by examining the uptake and translocation of ¹⁴C-2,4-D in Conyza sumatrensis under different lighting conditions. Malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide (H₂O₂) levels were measured to assess oxidative stress, alongside analyzing enzyme expression in resistant (R) and susceptible (S) biotypes. These studies offer a deeper understanding of how Conyza sumatrensis biotypes differentially respond to herbicidal stress at a cellular level. The findings enhance our knowledge of herbicide resistance mechanisms and have significant implications for integrated weed management strategies. By combining empirical research with practical agricultural applications, this work underscores the need for a multifaceted approach to tackle herbicide resistance. It is poised to guide future research and inform the development of sustainable herbicide usage methods, contributing to the effective management of herbicide-resistant weed populations and aiding in the preservation of agricultural productivity.

A resistência a herbicidas em plantas daninhas representa um desafio crítico à agricultura, afetando significativamente a rentabilidade e a sustentabilidade da agricultura. A resistência observada nas espécies do gênero Conyza é particularmente preocupante, por ser um grupo de plantas daninhas conhecidas por sua robusta adaptabilidade e crescimento competitivo. Estas espécies, frequentemente encontradas em áreas agrícolas em todo o mundo, competem agressivamente com as culturas por recursos, comprometendo a eficácia do manejo agrícola. Esta tese apresenta um estudo aprofundado dos mecanismos de resistência a herbicidas amplamente utilizados, com foco na crescente resistência de Conyza sumatrensis (Retz.) ao 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) com fenótipo de resposta rápida a 2,4-D, que apresenta uma rápida necrose quando exposta ao herbicida. O estudo integra revisões de literatura abrangentes com pesquisa empírica para elucidar as complexidades dessa resistência, fornecendo uma visão holística do problema. A parte inicial da tese abrange uma revisão de literatura, identificando casos de resistência registrados globalmente em Conyza spp. a diversos herbicidas, e descreve os mecanismos de resistência conhecidos, estabelecendo uma base sólida para investigações experimentais. A pesquisa avança com ensaios experimentais de dose-resposta, juntamente com estudos em casa de vegetação e laboratórios, para avaliar a resistência cruzada de Conyza sumatrensis a outros herbicidas auxínicos. A mudança na condutividade elétrica da solução com discos foliares foi avaliada para compreender a resposta rápida ao 2,4-D e a pesquisa também explora potenciais promotores e inibidores dessas respostas, fornecendo informações valiosas sobre os comportamentos fisiológicos e bioquímicos de Conyza sumatrensis sob estresse herbicida. Esta análise abrangente é complementada por estudos laboratoriais avaliando a fluorescência da clorofila e respostas fisiológicas, incluindo a avaliação da fotossíntese em ambos os biótipos, resistente (R) e suscetível (S). A resposta rápida a 2,4-D, um novo mecanismo de resistência sendo estudado em Conyza sumatrensis, é caracterizada pela necrose das folhas ocorrendo apenas horas após a exposição ao herbicida, seguida de retomada do crescimento da planta. Este fenômeno, descrito na literatura como o 'Fenômeno Fênix', é crucial para entender a imediatidade e a severidade da resposta da planta à aplicação do herbicida, importante para o desenvolvimento de estratégias eficazes de manejo de ervas daninhas. Além disso, os mecanismos de resistência são explorados examinando a absorção e a translocação de herbicida radio marcados com ¹⁴C-2,4-D em Conyza sumatrensis sob diferentes condições de iluminação. Níveis de malondialdeído (MDA) e peróxido de hidrogênio (H₂O₂) foram medidos para avaliar o estresse oxidativo, juntamente com a análise da expressão de enzimas em biótipos resistentes (R) e suscetíveis (S). Estes estudos oferecem uma compreensão mais profunda de como os biótipos de Conyza sumatrensis respondem ao estresse herbicida em nível celular. Os resultados destes experimentos auxiliam na elucidação dos mecanismos de resistência a herbicidas e têm implicações significativas para estratégias integradas de manejo de ervas daninhas. Ao combinar pesquisa empírica com aplicações práticas agrícolas, este trabalho destaca a necessidade de uma abordagem multifacetada para enfrentar a resistência a herbicidas, orientando pesquisas futuras e informando o desenvolvimento de métodos sustentáveis de uso de herbicidas. Essas descobertas contribuem para o manejo eficaz de populações de plantas daninhas resistentes a herbicidas e auxiliam na manutenção da produtividade agrícola.