Differential response of Amaranthus tuberculatus (Moq ex DC) JD Sauer to glyphosate.
Pest Manag Sci · 2005 · 61:936-50 · PMID 15912567 · 등급6 세포·모델 모델링연구 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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미국 중서부의 농부들은 글리포세이트에 대한 저항성 작물에서 *Amaranthus tuberculatus* (= *rudis*) (Moq ex DC) JD Sauer의 방제가 일관적이지 않다고 보고하였다. 따라서 글리포세이트에 대한 *A tuberculatus* 민감도 감소를 위한 선택 가능성이 알려진 내하성 개체군인 Everly, IA 개체군(P0-EV)에서 조사되었다. 미국 중서부의 여섯 *A tuberculatus* 개체군을 평가한 결과, 묘목 기준 민감도는 2.15 mM 글리포세이트로 추정되었다. 이러한 결과를 바탕으로, 저항성 및 감수성 개체군을 분리하기 위해 P0-EV에 세대에 걸친 이질적 반복 선택이 적용되었다. 대량의 종자를 선별하여 선택 과정을 신속하게 하기 위해 묘목 분석법이 개발되었다. P0-EV와 오하이오주 페인트 크릭(Paint Creek, OH)에서 얻은 알려진 순수 *A tuberculatus* 개체군(P0-WT)의 전초 및 묘목 수준 반응을 비교했을 때 글리포세이트에 대한 유의미한 차이는 발견되지 않았으나, P0-EV에서 더 큰 표현형 분산이 분명하게 나타났다. 3.2 mM 글리포세이트에서 저항성을 위해 선택된 첫 번째 반복 세대(RS1-R)는 감수성 세대(32 $\mu$M 글리포세이트에서 선택됨)와 비교하여 묘목 수준 및 전초 수준에서 각각 5.9배 및 1.7배의 저항성 증가를 보였다. 반복 선택 주기 세 번 후, 저항성을 위해 선택된 개체군(RS3-R)과 감수성을 위해 선택된 개체군(RS3-S)을 비교했을 때 묘목 수준에서 14.6배 차이, 전초 수준에서 3.1배 차이가 관찰되었다. 전반적으로 반복 선택은 저항성 개체의 빈도를 증가시키고 집단 수준에서 글리포세이트에 대한 변이성을 감소시켰다. 그럼에도 불구하고, RS3-R에서는 여전히 글리포세이트 저항성에 대한 변이성이 분명하게 나타났다. 본 연구 결과는 *A tuberculatus*가 글리포세이트에 대해 본질적으로 가변적이며 선택을 통해 글리포세이트 민감도가 감소했음을 시사하였다. 우리는 *A tuberculatus*에서 진화된 글리포세이트 저항성은 현장 조건 하에서 여러 번의 선택이 필요할 수 있다고 추정한다. 역사적인 글리포세이트 사용량 추정치는 내성 잡초 개체군의 진화를 암시한다.ORIGINAL ABSTRACT
Midwest USA farmers have reported inconsistent control of Amaranthus tuberculatus (= rudis) (Moq ex DC) JD Sauer by glyphosate in glyphosate-resistant crops. The potential of selection for decreased A tuberculatus sensitivity to glyphosate was therefore investigated in a reportedly resistant Everly, IA population (P0-EV). Evaluation of six A tuberculatus populations from the Midwest USA estimated a seedling baseline sensitivity of 2.15 mM glyphosate. Based on these results, three generations of divergent recurrent selection were implemented on P0-EV to isolate resistant and susceptible populations. A seedling assay was developed to screen large amounts of seeds and thus expedite the selection process. Whole-plant and seedling rate responses of P0-EV and a known pristine A tuberculatus population from Paint Creek, OH (P0-WT) identified no significant difference in response to glyphosate; however, greater phenotypic variance was ostensibly evident in P0-EV. The first recurrent generation selected for resistance at 3.2 mM glyphosate (RS1-R) had a 5.9- and 1.7-fold resistance increase at the seedling and whole-plant levels, respectively, compared with the susceptible generation selected at 32 microM glyphosate. After three cycles of recurrent selection, 14.6-fold difference in resistance at the seedling level and 3.1-fold difference at the whole-plant level were observed when comparing the populations selected for resistance (RS3-R) and susceptibility (RS3-S). Overall, recurrent selection increased the frequency of resistant individuals and decreased the variability to glyphosate at the population level. Nevertheless, variability for glyphosate resistance was still evident in RS3-R. Results herein suggested that A tuberculatus is inherently variable to glyphosate and that selection decreased the sensitivity to glyphosate. We purport that evolved glyphosate resistance in A tuberculatus may require multiple cycles of selection under field conditions. Historic estimated use of glyphosate alludes to the evolution of tolerant weed populations.| 저자 | Zelaya, I. A.; Owen, M. D. |
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| 저널 | Pest management science |
| 권·호·쪽 | 61(10), 936-50 |
| PMID | 15912567 |
| DOI | 10.1002/ps.1074 |
| MeSH | Amaranthus; Dose-Response Relationship, Drug; Drug Resistance; Glycine; Herbicides; Seedlings; Selection, Genetic; Glyphosate |