Simultaneous detection of glyphosate and glufosinate target-site resistance in Eleusine indica via multiplex TaqMan qPCR.
Pest Manag Sci · 2026 · PMID 42281168 · 등급8 기타 분석법개발 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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배경: 글리포세이트 사용 후 글루포시네이트암모늄의 지속적인 사용은 전 세계적으로 엘루시네 인디카(Eleusine indica)에서 두 제초제에 대한 다중 내성을 선택하였다. 이러한 내성 잡초를 관리하기 위해서는 빠르고 정확한 분자 검출 분석법이 요구된다. 이 중요한 필요성에 대응하여, 본 연구에서는 E. indica의 다섯 가지 잘 알려진 표적 부위 내성 마커(EPSPS 복제수 변이; EPSPS의 T102I; EPSPS의 P106A 및 P106S; 그리고 GS1-1의 S59G)를 동시에 검출하는 견고한 다중 TaqMan 정량(q)PCR 분석법을 개발하였다. 결과: 이 다중 qPCR 분석법은 세 가지 감수성, 세 가지 글리포세이트 내성(EPSPS CNV 보유), 그리고 세 가지 다중 내성을 가진 아홉 개의 참고 접근체 유전체 DNA를 사용하여 테스트했을 때 분석적 특이성을 보였다. 56개의 현장 채집 샘플에 대한 후속 분석 결과, 다섯 가지 내성 관련 마커 전반에 걸쳐 98.2%의 일치도(56개 중 55개)가 관찰되었으며, 이는 EPSPS CNV, T102I, P106A, P106S 및 GS1-1 S59G를 포함한다. 이는 다중 qPCR 분석법의 신뢰성과 실용적 가치를 확인시켜 주었다. 샘플 7-8에서만 EPSPS 위치 102에서 불일치가 관찰되었는데, 이 경우 Sanger 염기서열 분석 결과 해당 위치에 중첩된 피크가 나타났으며, 이는 증폭된 EPSPS 유전자 복제수 간의 이형접합 돌연변이 분포의 결과일 가능성이 있다. 이 사례는 검출 민감도와 정확성 측면에서 다중 qPCR 분석법이 Sanger 염기서열 분석보다 우월함을 다시 한번 강조한다. 더욱이, 모든 샘플에 걸쳐 두 방법 간 유전자 복제수 추정치에서 강한 상관관계($R^2 = 0.8935$)가 나타나 qPCR 분석법의 신뢰성을 추가로 뒷받침하였다. 결론: 요약하자면, 본 연구는 감시초(goosegrass)에서 이중 제초제 표적 부위 내성을 빠르고 동시에 식별하기 위한 간단하고 견고하며 높은 처리량의 진단 도구를 제공하며, 이는 Sanger 염기서열 분석에 비해 우수한 민감도, 정량적 해상도 및 처리량을 갖는다. © 2026 Society of Chemical Industry.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: Continuous use of glyphosate followed by glufosinate-ammonium has selected for multiple resistance to both herbicides in Eleusine indica worldwide. Managing such resistant weeds requires fast, accurate molecular detection assay. To address this critical need, we developed a robust multiplex TaqMan quantitative (q)PCR assay that simultaneously detects five well-characterized target-site resistance markers in E. indica: EPSPS copy number variation; T102I in EPSPS; P106A and P106S in EPSPS; and S59G in GS1-1. RESULTS: The multiplex qPCR assay showed analytical specificity when tested on genomic DNA from nine reference accessions: three susceptible, three glyphosate-resistant (with EPSPS CNV) and three multiple-resistant. Subsequent analysis of 56 field-collected samples demonstrated 98.2% concordance (55 of 56) with Sanger sequencing across all five resistance-associated markers: EPSPS CNV, T102I, P106A, P106S and GS1-1 S59G, confirming the reliability and practical value of the multiplex qPCR assay. Only samples 7-8 showed discordance at EPSPS position 102, where Sanger chromatograms showed overlapping peaks at this position, which is likely to be a result of heterozygous mutation distribution among amplified EPSPS gene copies. This case further underscores the advantages of the multiplex qPCR assay over Sanger sequencing in detection sensitivity and accuracy. Moreover, a strong correlation (R2 = 0.8935) in gene copy number estimation between the two methods across all samples further supports the reliability of the qPCR assay. CONCLUSIONS: In summary, this study delivers a simple, robust and high-throughput diagnostic tool for the rapid, simultaneous identification of dual herbicide target-site resistance in goosegrass, offering superior sensitivity, quantitative resolution and throughput compared with Sanger sequencing. © 2026 Society of Chemical Industry.| 저자 | Lv, Y. Z.; Luo, X. Y.; Li, X. Y.; You, J. J.; Tian, X. S.; Zhang, C. |
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| 저널 | Pest management science |
| 권·호·쪽 | |
| PMID | 42281168 |
| DOI | 10.1002/ps.71016 |