Conyza bonariensis resistance to glyphosate and ALS inhibitors involves target and non-target site resistance.
Pestic Biochem Physiol · 2025 · 213:106501 · PMID 40744617 · 등급8 기타 분석법개발 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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제초제 저항성은 전 세계 농업 시스템에 심각한 문제를 제기하는 *Conyza bonariensis* (털개망초)의 문제입니다. 이 종의 유전적 변이성과 풍부한 종자 생산은 그 적응 잠재력과 농경지에서의 빠른 확산에 크게 기여합니다. 본 연구는 남브라질 출신의 *C. bonariensis* 생물형에서 글리포세이트 및 ALS 억제제에 대한 다중 제초제 저항성의 근본적인 메커니즘을 조사하는 것을 목표로 하였습니다. 저항성 인자는 클로리무론-에틸의 경우 100배를 초과하였고 글리포세이트의 경우 49배였습니다. DNA 염기서열 분석 결과, EPSPS 유전자의 Pro106Thr 돌연변이가 글리포세이트 저항성을 부여하는 표적 부위 변이였으며, ALS 유전자의 Pro197Arg 및 Trp574Leu가 클로리무론-에틸 저항성에 기여함을 확인하였습니다. 또한, P450 억제제인 말라티온 처리 후 클로리무론-에틸을 적용했을 때 저항성 생물형에서 저항성 인자가 최소 80% 감소하였는데, 이는 사이토크롬 P450 효소 매개 강화된 대사를 시사할 수 있습니다. ALS 및 EPSPS 유전자의 복제수 변이와 과발현은 저항성과 관련이 없었습니다. 생물형 II는 Pro197Arg 돌연변이를 보유하고 있으며 이마제타피르, 디클로술람, 비스피리바카-나트륨, 플루카바존-나트륨에 대한 교차 저항성을 보였습니다. Trp574Leu 돌연변이를 가진 생물형은 이마제타피르, 디클로술람 및 플루카바존-나트륨에 내성이 있었으나 비스피리바카-나트륨에 대해서는 다양한 저항 패턴을 보여 저항성 메커니즘의 복잡성을 강조하였습니다. 이러한 발견들은 제초제 순환 및 분자 진단과 같은 효과적인 관리 전략을 개발하여 농업 시스템에서 제초제 내성 *C. bonariensis*의 확산을 완화하기 위해 표적 부위와 비표적 부위 저항성 메커니즘 모두를 이해하는 것의 중요성을 보여줍니다.ORIGINAL ABSTRACT
Herbicide resistance in Conyza bonariensis (hairy fleabane) poses a significant challenge to agricultural systems worldwide. The genetic variability and prolific seed production of this species contribute significantly to its adaptative potential and fast spread in the agricultural fields. This study aimed to investigate the mechanisms underlying multiple herbicide resistance to glyphosate and ALS inhibitors in C. bonariensis biotypes from Southern Brazil. Resistance factors exceeded 100 times for chlorimuron-ethyl and 49 times for glyphosate. DNA Sequencing revealed the target-site mutations Pro106Thr in the EPSPS gene conferring glyphosate resistance, and Pro197Arg and Trp574Leu in the ALS gene contributing to chlorimuron-ethyl resistance. Additionally, the resistance factor decreased at least 80 % for resistant biotypes after application of chlorimuron-ethyl following treatment with the P450 inhibitor malathion, which might indicate enhanced metabolism mediated by cytochrome P450 enzymes. Copy number variation and overexpression of ALS and EPSPS genes were not related to resistance. Biotype II carries the Pro197Arg mutation and exhibited cross-resistance to imazethapyr, diclosulam, bispyribac‑sodium, and flucarbazone‑sodium. Biotypes carrying the Trp574Leu mutation were resistant to imazethapyr, diclosulam and flucarbazone‑sodium but demonstrated varying resistance patterns to bispyribac‑sodium, highlighting the complexity of resistance mechanisms. These findings underscore the importance of understanding both target and non-target-site resistance mechanisms to develop effective management strategies, including herbicide rotation and molecular diagnostics, to mitigate the spread of herbicide-resistant C. bonariensis in agricultural systems.| 저자 | Kaspary, T. E.; Cutti, L.; Turra, G. M.; Angonese, P. S.; Dos Santos, O. D.; Merotto, A. |
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| 저널 | Pesticide biochemistry and physiology |
| 권·호·쪽 | 213, 106501 |
| PMID | 40744617 |
| DOI | 10.1016/j.pestbp.2025.106501 |
| MeSH | Glyphosate; Herbicide Resistance; Glycine; Herbicides; Acetolactate Synthase; Conyza; Mutation; Plant Proteins |