Glyphosate-Resistant and Conventional Canola (Brassica napus L.) Responses to Glyphosate and Aminomethylphosphonic Acid (AMPA) Treatment.
J Agric Food Chem · 2016 · 64:3508-13 · PMID 27092715 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · AMPA
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글리포세이트 저항성(GR) 카놀아는 제초제 글리포세이트에 대한 저항성을 부여하는 두 개의 형질전자를 포함한다: (1) 글리포세이트를 아미노메틸인산(AMPA)으로 대사시키는 글리포세이트 산화효소 효소(GOX)를 암호화하는 미생물성 글리포세이트 산화효소 유전자($gox$)와 (2) 글리포세이트 표적 효소인 5-엔올피루빌시키미산-3-인산 합성효소의 GR 형태를 암호화하는 $cp4$이다. 본 연구의 목적은 AMPA가 카놀아에 미치는 식물독성, GR 및 일반적인 비저항성(NGR) 카놀아에서 글리포세이트가 AMPA로 상대적으로 대사되는 양상, 그리고 글리포세이트 처리된 GR 카놀아 내 AMPA 풀 크기를 결정하는 것이었다. 1.0 kg ha$^{-1}$의 AMPA는 GR 또는 NGR에 식물독성을 나타내지 않았다. 이 AMPA 처리율에서 NGR 카놀아가 GR 카놀아보다 조직 내에 더 높은 농도의 AMPA를 축적하였다. 글리포세이트 $1$ 및 $3.33 \text{ kg ae ha}^{-1}$의 처리율에서 GR 카놀아의 성장이 촉진되었다. 이러한 촉진 효과는 NGR 카놀아에 대한 훨씬 낮은 용량의 글리포세이트와 유사하다. 시키미산과 AMPA 모두 이들 글리포세이트 처리 식물의 조직에 축적되었다. 어린 GR 및 NGR 카놀아 식물체를 비식물독성 수준의 $[^{14}\text{C}]$-글리포세이트로 처리한 별도의 실험에서, NGR 식물체에서는 글리포세이트가 거의 대사되지 않은 반면, 적용 후 7일째에 GR 식물체에서는 글리포세이트 대부분이 AMPA로 대사되었다. 비처리된 GR 식물의 잎은 글리포세이트의 대사산물(주로 AMPA)만을 축적하였으며, 이는 가장 어린 잎에서 GOX 활성이 매우 높음을 시사한다. 이러한 데이터는 GR 카놀아에서 더 많은 양의 글리포세이트가 빠르게 AMPA로 전환되며, 축적된 AMPA가 카놀아 식물에 독성을 나타내지 않음을 나타낸다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate-resistant (GR) canola contains two transgenes that impart resistance to the herbicide glyphosate: (1) the microbial glyphosate oxidase gene (gox) encoding the glyphosate oxidase enzyme (GOX) that metabolizes glyphosate to aminomethylphosphonic acid (AMPA) and (2) cp4 that encodes a GR form of the glyphosate target enzyme 5-enolpyruvylshikimic acid-3-phosphate synthase. The objectives of this research were to determine the phytotoxicity of AMPA to canola, the relative metabolism of glyphosate to AMPA in GR and conventional non-GR (NGR) canola, and AMPA pool sizes in glyphosate-treated GR canola. AMPA applied at 1.0 kg ha(-1) was not phytotoxic to GR or NGR. At this AMPA application rate, NGR canola accumulated a higher concentration of AMPA in its tissues than GR canola. At rates of 1 and 3.33 kg ae ha(-1) of glyphosate, GR canola growth was stimulated. This stimulatory effect is similar to that of much lower doses of glyphosate on NGR canola. Both shikimate and AMPA accumulated in tissues of these glyphosate-treated plants. In a separate experiment in which young GR and NGR canola plants were treated with non-phytotoxic levels of [(14)C]-glyphosate, very little glyphosate was metabolized in NGR plants, whereas most of the glyphosate was metabolized to AMPA in GR plants at 7 days after application. Untreated leaves of GR plants accumulated only metabolites (mostly AMPA) of glyphosate, indicating that GOX activity is very high in the youngest leaves. These data indicate that more glyphosate is transformed to AMPA rapidly in GR canola and that the accumulated AMPA is not toxic to the canola plant.| 저자 | Corrêa, E. A.; Dayan, F. E.; Owens, D. K.; Rimando, A. M.; Duke, S. O. |
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| 저널 | Journal of agricultural and food chemistry |
| 권·호·쪽 | 64(18), 3508-13 |
| PMID | 27092715 |
| DOI | 10.1021/acs.jafc.6b00446 |
| MeSH | Brassica napus; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Isoxazoles; Organophosphonates; Plants, Genetically Modified; Tetrazoles; Glyphosate |