Understanding cross- and multiple-herbicide resistance in Setaria adhaerens from olive orchards with two decades of multiple herbicides use.
Pestic Biochem Physiol · 2026 · 217:106883 · PMID 41461417 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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스페인 올리브 과수원에서 두 개체군(내성 [R] 및 감수성 [S])의 *Setaria adhaerens*가 확인되었다. R 개체군은 클로로톨루론(PSII 저해제), 디클로포프-메틸(ACCase 저해제), 트리베누론-메틸(ALS 저해제), 글리포세이트(EPSPS 저해제), 및 옥시플루오르펜(PPO 저해제)에 대한 다중 내성을 보이며, 디플루페니칸(PDS 저해제)에 대한 잠재적인 자연 내성도 보인다. 본 연구에서는 현장 사용량에서의 제초제 효능, 효소 활성(ALS, ACCase, EPSPS, PPO, PSII), 그리고 각각 말라티온과 NBD-Cl을 이용한 사이토크롬 P450 및 글루타티온-S-전달효소의 역할을 평가하였다. S 개체군은 디플루페니칸을 제외한 모든 제초제에 의해 완전히 방제되었으나, 디플루페니칸은 두 개체군 모두에서 약 45%의 방제율만을 보여 잠재적인 선천적 내성을 시사하였다. R 개체군에서는 클로로톨루론, 디클로포프-메틸, 트리베누론-메틸, 및 글리포세이트가 효소 활성에 영향을 미치지 않아 비표적 부위 내성(NTSR)을 시사하였다. 대조적으로, 옥시플루오르펜은 S 개체군에서만 PPO 활성을 저해하여 표적 부위 내성(TSR)을 나타냈다. NBD-Cl은 활성이 없어 글루타티온-S-전달효소 매개 대사를 배제하였다. 그러나 말라티온은 R 개체군에서 클로로톨루론, 디클로포프-메틸, 및 트리베누론-메틸에 대한 민감도를 50% 이상 회복시켜, 사이토크롬 P450 모노옥시게나아제에 의해 매개되는 향상된 대사가 있음을 시사하였다. 대사 프로파일링은 R 개체군에서 향상된 제초제 해독이 주요 내성 기전임을 추가로 확인하였다. 이러한 발견들은 *S. adhaerens*의 내성 복잡성을 강조하며, 잡초 관리 프로그램에 대사 내성 모니터링을 통합할 필요성이 시급함을 역설한다. 향후 연구에서는 이러한 내성 기전의 분자적 기반 규명에 초점을 맞출 것이다.ORIGINAL ABSTRACT
Two populations of Setaria adhaerens (resistant [R] and susceptible [S]) have been identified in Spanish olive orchards. The R population shows multiple resistance to chlorotoluron (PSII inhibitor), diclofop-methyl (ACCase inhibitor), tribenuron-methyl (ALS inhibitor), glyphosate (EPSPS inhibitor), and oxyfluorfen (PPO inhibitor), along with potential natural tolerance to diflufenican (PDS inhibitor). This study evaluated herbicide efficacy at field rates, enzyme activity (ALS, ACCase, EPSPS, PPO, PSII), and the role of cytochrome P450 and glutathione-S-transferases using malathion and NBD-Cl, respectively. The S population was fully controlled by all herbicides except diflufenican, which showed only ∼45 % control in both populations, indicating possible innate tolerance. In the R population, chlorotoluron, diclofop-methyl, tribenuron-methyl, and glyphosate had no effect on enzyme activity, suggesting non-target site resistance (NTSR). In contrast, oxyfluorfen inhibited PPO activity only in the S population, indicating target-site resistance (TSR). NBD-Cl showed no activity, ruling out glutathione-S-transferases-mediated metabolism. However, malathion restored over 50 % sensitivity to chlorotoluron, diclofop-methyl, and tribenuron-methyl in the R population, suggesting enhanced metabolism likely mediated by cytochrome P450 monooxygenases. Metabolic profiling further confirmed enhanced herbicide detoxification in the R population as a key resistance mechanism. These findings highlight the complexity of resistance in S. adhaerens and underline the urgent need to incorporate metabolic resistance monitoring into weed management programs. Future studies will focus on unraveling the molecular basis of these resistance mechanisms.| 저자 | Palma-Bautista, C.; Rojano-Delgado, A. M.; Rey, M. D.; Gherekhloo, J.; Domínguez-Valenzuela, J. A.; Jorrín-Novo, J. V.; Plaza, G.; Osuna, M. D.; De Prado, R. |
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| 저널 | Pesticide biochemistry and physiology |
| 권·호·쪽 | 217, 106883 |
| PMID | 41461417 |
| DOI | 10.1016/j.pestbp.2025.106883 |
| MeSH | Herbicides; Herbicide Resistance; Olea; Glutathione Transferase; Glycine; Cytochrome P-450 Enzyme System |