Changes in constructed Brassica communities treated with glyphosate drift.
Ecol Appl · 2011 · 21:525-38 · PMID 21563582 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 환경과 생태 > 토양생물·미생물 · 식물 · 직업
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
본 연구에서는 도로변 및 논 가장자리 식물 군집을 모사하도록 설계된 혼합종 군집을 제작하여 글리포세이트 비산에 노출시켰으며, 세 가지 가설을 검증하였다: (1) 글리포세이트 내성을 부여하는 CP4 EPSPS 형질전자를 보유한 형질전환 배추(Brassica)의 높은 적합도가 대조군 군집과 비교하여 식물 군집에 유의미한 변화를 초래할 것이다; (2) 반복적인 연도의 글리포세이트 비산 선택압 하에서, CP4 EPSPS를 가진 형질전환 배추의 증가된 적합도는 식물 군집 내에서 생산되는 형질전환 자손 비율 증가에 기여할 것이다; 그리고 (3) CP4 EPSPS 형질전자를 보유한 배추의 높은 적합도는 숙주종(Trifolium incarnatum)의 균근 감염 및 생체량 감소에 기여할 것이다. 연구 수행을 위해 야외 구획 사용이 제한되었기 때문에, 2005년에 꽃가루 격리를 위해 설계된 다섯 개의 대형 원통형 야외 햇빛 메조코즘(플라스틱 온실) 내에 다종 군집을 조성하였다. 군집 구성원 중 세 종은 성적으로 교배 가능한 배추속(Brassica spp.)으로, 형질전환 글리포세이트 내성 카놀라(B. napus) 품종(cv.) RaideRR, 글리포세이트 민감성 비형질전환 B. napus cv. Sponsor, 그리고 잡초인 B. rapa (GRIN Accession 21735)였다. 추가적인 식물 군집 구성원으로는 광범위하게 분포하는 일년생 잡초인 Digitaria sanguinalis, Panicum capillare, 및 Lapsana communis가 포함되었다. 2006년과 2007년에 걸쳐 매년 두 개의 메조코즘에 글리포세이트를 현장 살포율의 10%로 살포하여 선택압으로서의 글리포세이트 비산을 모사하였다. 2년간의 관찰 결과, 대조군 및 처리군 메조코즘 모두에서 군집 구성, 식물 밀도 및 생체량의 변화가 관찰되었다. 대조군 메조코즘에서는 잡초 D. sanguinalis(쇠비름)가 우점하기 시작하였다. 글리포세이트 비산 처리된 메조코즘에서는 배추속이 여전히 우점 속을 이루었으며 군집 내 CP4 EPSPS 형질전자의 발생률이 증가하였다. 2008년에 식재된 Trifolium incarnatum의 지상부 생체량과 균근 감염도는 글리포세이트 비산 처리를 받은 메조코즘에서 유의하게 낮았다. 본 연구 결과는 시간이 지남에 따라 글리포세이트 비산이 CP4 EPSPS 형질전자를 발현하는 배추의 지속성을 기여할 수 있으며, 식물 군집 내에서 배추(비균근성 숙주)의 표현형 증가가 균근과 관련된 유익한 생태계 서비스에 간접적으로 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
We constructed a mixed-species community designed to simulate roadside and field edge plant communities and exposed it to glyphosate drift in order to test three hypotheses: (1) higher fitness in transgenic Brassica carrying the CP4 EPSPS transgene that confers resistance to glyphosate will result in significant changes in the plant community relative to control communities; (2) given repeated years of glyphosate drift selective pressure, the increased fitness of the transgenic Brassica with CP4 EPSPS will contribute to an increase in the proportion of transgenic progeny produced in plant communities; and (3) the increased fitness of Brassica carrying the CP4 EPSPS transgene will contribute to decreased levels of mycorrhizal infection and biomass in a host species (Trifolium incarnatum). Due to regulatory constraints that prevented the use of outdoor plots for our studies, in 2005 we established multispecies communities in five large cylindrical outdoor sunlit mesocosms (plastic greenhouses) designed for pollen confinement. Three of the community members were sexually compatible Brassica spp.: transgenic glyphosate-resistant canola (B. napus) cultivar (cv.) RaideRR, glyphosate-sensitive non-transgenic B. napus cv. Sponsor, and a weedy B. rapa (GRIN Accession 21735). Additional plant community members were the broadly distributed annual weeds Digitaria sanguinalis, Panicum capillare, and Lapsana communis. Once annually in 2006 and 2007, two mesocosms were sprayed with glyphosate at 10% of the field application rate to simulate glyphosate drift as a selective pressure. After two years, changes were observed in community composition, plant density, and biomass in both control and treatment mesocosms. In control mesocosms, the weed D. sanguinalis (crabgrass) began to dominate. In glyphosate drift-treated mesocosms, Brassica remained the dominant genus and the incidence of the CP4 EPSPS transgene increased in the community. Shoot biomass and mycorrhizal infection in Trifolium incarnatum planted in 2008 were significantly lower in mesocosms that had received glyphosate drift treatments. Our results suggest that, over time, glyphosate drift can contribute to persistence of Brassica that express the CP4 EPSPS transgene and that increased representation of Brassica (a non-mycorrhizal host) within plant communities may indirectly negatively impact beneficial ecosystem services associated with arbuscular mycorrhiza.| 저자 | Watrud, L. S.; King, G.; Londo, J. P.; Colasanti, R.; Smith, B. M.; Waschmann, R. S.; Lee, E. H. |
|---|---|
| 저널 | Ecological applications : a publication of the Ecological Society of America |
| 권·호·쪽 | 21(2), 525-38 |
| PMID | 21563582 |
| DOI | 10.1890/09-2366.1 |
| MeSH | Biodiversity; Brassica; Gene Expression Regulation, Plant; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Mycorrhizae; Plants, Genetically Modified; Soil Microbiology; Glyphosate |