Growth and Reproduction of Glyphosate-Resistant and Susceptible Populations of Kochia scoparia.
PLoS One · 2015 · 10:e0142675 · PMID 26580558 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물
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글리포세이트 내성 코키아의 진화는 미국 대평원의 무경운 밀-휴경 및 글리포세이트 내성(GR) 작물 시스템에 위협이 된다. EPSPS(5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) 유전자 증폭은 테스트된 몬태나 지역의 코키아 스코파리아(K. scoparia) (L.) Schrad 개체군에서 글리포세이트 내성을 부여하였다. K. scoparia의 GR 대 글리포세이트 감수성(SUS) 개체군의 생장 및 생식 형질을 조사하고 EPSPS 유전자 증폭과 글리포세이트 내성 수준 간의 관계를 규명하기 위해 2014년 봄부터 가을까지(실험 1)와 2014년 여름부터 2015년 봄까지(실험 2) 실험이 수행되었다. GR K. scoparia 근교 계통(CHES01 및 JOP01)은 SUS 근교 계통이 단일 복사본을 가진 것과 비교하여 EPSPS 유전자의 2개에서 14개의 상대적 복사본을 나타냈다. 글리포세이트가 없는 조건에서는, 개체군 내 경쟁 구배(1~170 식물 m$^{-2}$) 전반에 걸쳐 테스트된 GR 및 SUS 근교 계통 간에 생장 및 생식 매개변수에서 차이가 관찰되지 않았다. EPSPS 유전자가 2개에서 4개의 복사본을 가진 GR K. scoparia 식물은 현장 사용량(870 g ha$^{-1}$)의 글리포세이트를 견<0xEB><0x8E><0xA0>으나, 글리포세이트 4,350 g ha$^{-1}$ 처리(현장 사용량의 5배)에는 생존하지 못하였다. 대조적으로, EPSPS 유전자 복사본이 5개에서 14개인 GR 식물은 글리포세이트 4,350 g ha$^{-1}$를 견<0xEB><0x8E><0xA0>다. 본 연구 결과는 5개 이상의 EPSPS 유전자 복사본을 가진 GR K. scoparia가 글리포세이트 선택압과 관계없이 현장 개체군에서 가장 지속적으로 존재할 가능성이 높음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Evolution of glyphosate-resistant kochia is a threat to no-till wheat-fallow and glyphosate-resistant (GR) cropping systems of the US Great Plains. The EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) gene amplification confers glyphosate resistance in the tested Kochia scoparia (L.) Schrad populations from Montana. Experiments were conducted in spring to fall 2014 (run 1) and summer 2014 to spring 2015 (run 2) to investigate the growth and reproductive traits of the GR vs. glyphosate-susceptible (SUS) populations of K. scoparia and to determine the relationship of EPSPS gene amplification with the level of glyphosate resistance. GR K. scoparia inbred lines (CHES01 and JOP01) exhibited 2 to 14 relative copies of the EPSPS gene compared with the SUS inbred line with only one copy. In the absence of glyphosate, no differences in growth and reproductive parameters were evident between the tested GR and SUS inbred lines, across an intraspecific competition gradient (1 to 170 plants m-2). GR K. scoparia plants with 2 to 4 copies of the EPSPS gene survived the field-use rate (870 g ha-1) of glyphosate, but failed to survive the 4,350 g ha-1 rate of glyphosate (five-times the field-use rate). In contrast, GR plants with 5 to 14 EPSPS gene copies survived the 4,350 g ha-1 of glyphosate. The results from this research indicate that GR K. scoparia with 5 or more EPSPS gene copies will most likely persist in field populations, irrespective of glyphosate selection pressure.| 저자 | Kumar, V.; Jha, P. |
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| 저널 | PloS one |
| 권·호·쪽 | 10(11), e0142675 |
| PMID | 26580558 |
| DOI | 10.1371/journal.pone.0076872 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Bassia scoparia; Gene Dosage; Gene Expression Regulation, Plant; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Reproduction; Triticum; Glyphosate |