EPSPS duplication and mutation involved in glyphosate resistance in the allotetraploid weed species Poa annua L.
Pest Manag Sci · 2019 · 75:1663-1670 · PMID 30506940 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
배경: Poa annua는 캘리포니아 지역에 광범위하게 분포하는 겨울철 일년생 잡초 종이다. 최근 글리포세이트를 반복적으로 사용한 이력이 있는 캘리포니아의 아몬드 과수원에서 재배자들이 이 종에 대한 방제가 어렵다는 보고가 있었다. 본 연구의 목적은 개발된 S4 P. annua 계통(R)에서 글리포세이트 저항성 수준을 평가하고, 관련된 저항 메커니즘을 규명하는 것이었다. 결과: 전초량 용량-반응 실험을 통해 R에서 글리포세이트 저항성이 확인되었으며, 이는 감수성 계통(S)과 비교하여 50% 생장 감소를 유도하기 위해 18배 더 많은 양의 글리포세이트가 필요했다. 이러한 결과는 R에서 S에 비해 낮은 시키미산 축적을 관찰한 것과 일치하였다. 글리포세이트 흡수, 이동 또는 대사에 차이가 관찰되지 않아, 비표적 부위 저항 메커니즘이 저항 표현형에 관여하지 않음을 시사하였다. R에서는 EPSPS 코딩 위치 106에서 미스센스 단일 염기 다형성(missense single nucleotide polymorphism)이 관찰되었으며, 이는 루신을 프롤린으로 치환시키는 결과를 초래하였다. 이 다형성은 P. supina EPSPS 상동체에서만 관찰되었다. R에서는 S와 비교하여 EPSPS 대립유전자 복제 수가 7배 증가한 것이 관찰되었다. 결론: 본 연구는 EPSPS 중복과 위치 106의 표적 부위 돌연변이가 모두 연관된 글리포세이트 저항성의 첫 사례를 보고하였으며, 이는 이계사성 잡초 종 Poa annua L에서 높은 수준의 글리포세이트 저항성을 유발하였다. 본 연구에서 얻은 데이터는 신속한 글리포세이트 저항성 식별, 모니터링 및 억제를 위한 진단 도구 개발에 유용할 것이다. © 2018 Society of Chemical Industry.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: Poa annua is a widespread winter annual weed species in California. Recently, poor control of this species with glyphosate was reported by growers in an almond orchard in California with a history of repetitive glyphosate use. The objectives of this research were to evaluate the level of glyphosate resistance in a developed S4 P. annua line (R) and identify the mechanisms of resistance involved. RESULTS: Whole-plant dose-response experiments confirmed glyphosate resistance in R, which required 18-fold more glyphosate to achieve a 50% growth reduction compared with a susceptible line (S), results that were supported by the lower shikimate accumulation observed in R compared with S. No differences in glyphosate absorption, translocation, or metabolism were observed, suggesting that non-target-site mechanisms of resistance are not involved in the resistance phenotype. A missense single nucleotide polymorphism was observed in EPSPS coding position 106 in R, resulting in a leucine to proline substitution. This polymorphism was observed exclusively in P. supina EPSPS homeologs. A seven-fold increase in the number of copies of EPSPS alleles was observed in R compared with S. CONCLUSIONS: We report the first case of glyphosate resistance associated with both EPSPS duplication and target-site mutation at position 106, leading to high levels of glyphosate resistance in the allotetraploid weed species Poa annua L. Data obtained in this research will be useful for the development of diagnostic tools for rapid glyphosate resistance identification, monitoring and containment. © 2018 Society of Chemical Industry.| 저자 | Brunharo, C. A. C. G.; Morran, S.; Martin, K.; Moretti, M. L.; Hanson, B. D. |
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| 저널 | Pest management science |
| 권·호·쪽 | 75(6), 1663-1670 |
| PMID | 30506940 |
| DOI | 10.1002/ps.5284 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Dose-Response Relationship, Drug; Gene Duplication; Glycine; Herbicide Resistance; Mutation; Poa; Shikimic Acid; Glyphosate |