Glyphosate effect on shikimate, nitrate reductase activity, yield, and seed composition in corn.
J Agric Food Chem · 2010 · 58:3646-50 · PMID 20180575 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물 · 환경
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글리포세이트에 내성(GR)이 있는 작물에 글리포세이트가 살포될 때, 비내성(non-GR) 작물로의 표류는 심각한 손상을 유발하고 수확량을 감소시킬 수 있다. 손상 정도를 정량화하고 작물 손실을 예측하기 위한 도구가 필요하다. 본 연구에서는 미국 남동부 미시시피 삼각주 지역에서 두 개 필드 시즌 동안 식재 후 3주 또는 6주 시점에 비내성 옥수수(Zea mays L.)에 권장 라벨 사용량의 12.5%로 글리포세이트 표류를 모사하였다. 육안으로 관찰되는 식물 손상, 시키미산 축적, 질산환원효소 활성도, 잎 질소, 수확량 및 종자 성분을 평가하였다. 또한 권장 라벨 사용량으로 식재 후 3주와 6주에 GR 옥수수 및 글루포시네이트 내성 유전자가 중첩된 GR 옥수수에 대한 영향도 평가하였다. 비내성 옥수수에 글리포세이트 105 g ae/ha를 식재 후 3주 또는 6주에 한 번 살포하였다. 형질전환 옥수수에는 글리포세이트 840 (하한 라벨) 또는 1260 (상한 라벨) g ae/ha를 식재 후 3주와 6주에 두 번 살포하였다. 비내성 옥수수에서 글리포세이트는 처리하지 않은 옥수수에 비해 손상을 유발(45-55%)하고 시키미산 수치를 증가시켰다(24-86%). 비내성 옥수수에서는 글리포세이트 표류가 전분 함량에는 영향을 미치지 않았으나, 종자 단백질을 8-21% 증가시키고 잎 질소 환원효소 활성을 46-64%, 잎 질소를 7-16%, 곡물 수확량을 49-54%, 그리고 종자 오일을 18-23% 감소시켰다. GR 및 글루포시네이트 내성 유전자가 중첩된 GR 옥수수에서는 라벨 사용량으로 살포된 글리포세이트가 옥수수 수확량, 잎 및 종자 질소, 또는 종자 성분(단백질, 오일 및 전분 함량)에 영향을 미치지 않았다. 그럼에도 불구하고, GR 및 GR 중첩 옥수수 모두에서 글리포세이트를 840 + 840 g/ha 비율로 살포했을 때 질산환원효소 활성은 5-19% 감소하였고, 1260 + 1260 g/ha 비율로 살포했을 때는 8-42% 감소하였다. 이러한 결과는 글리포세이트 표류에 노출된 비내성 옥수수에서 심각한 수확량 손실 가능성이 있음을 보여준다.ORIGINAL ABSTRACT
When glyphosate is applied to glyphosate-resistant (GR) crops, drift to nonglyphosate-resistant (non-GR) crops may cause significant injury and reduce yields. Tools are needed to quantify injury and predict crop losses. In this study, glyphosate drift was simulated by direct application at 12.5% of the recommended label rate to non-GR corn (Zea mays L.) at 3 or 6 weeks after planting (WAP) during two field seasons in the Mississippi delta region of the southeastern USA. Visual plant injury, shikimate accumulation, nitrate reductase activity, leaf nitrogen, yield, and seed composition were evaluated. Effects were also evaluated in GR corn and GR corn with stacked glufosinate-resistant gene at the recommended label rate at 3 and 6 WAP. Glyphosate at 105 g ae/ha was applied once at 3 or 6 weeks after planting to non-GR corn. Glyphosate at 840 (lower label limit) or 1260 (upper label limit) g ae/ha was applied twice at 3 and 6 WAP to transgenic corn. Glyphosate caused injury (45-55%) and increased shikimate levels (24-86%) in non-GR compared to nontreated corn. In non-GR corn, glyphosate drift did not affect starch content but increased seed protein 8-21% while reducing leaf nitrogen reductase activity 46-64%, leaf nitrogen 7-16%, grain yield 49-54%, and seed oil 18-23%. In GR and GR stacked with glufosinate-resistant corn, glyphosate applied at label rates did not affect corn yield, leaf and seed nitrogen, or seed composition (protein, oil, and starch content). Yet, nitrate reductase activity was reduced 5-19% with glyphosate at 840 + 840 g/ha rate and 8-42% with glyphosate at 1260 + 1260 g/ha rate in both GR and GR stacked corn. These results demonstrate the potential for severe yield loss in non-GR corn exposed to glyphosate drift.| 저자 | Reddy, K. N.; Bellaloui, N.; Zablotowicz, R. M. |
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| 저널 | Journal of agricultural and food chemistry |
| 권·호·쪽 | 58(6), 3646-50 |
| PMID | 20180575 |
| DOI | 10.1021/jf904121y |
| MeSH | Biomass; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Nitrate Reductase; Plant Proteins; Seeds; Shikimic Acid; Zea mays; Glyphosate |