Investigating the mechanisms of glyphosate resistance in Lolium multiflorum.
Planta · 2007 · 226:395-404 · PMID 17323079 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
제초제 글리포세이트에 대한 내성이 11종의 잡초 종에서 보고되었으며, 여기에는 Lolium multiflorum이 포함된다. 글리포세이트 내성을 가진 L. multiflorum 개체군 두 곳, 즉 칠레(SF)와 미국 오리건(OR)에서 채집하여 글리포세이트 내성에 기여하는 메커니즘을 연구하였다. 페트리 접시 용량-반응 생물 분석법에 근거했을 때, OR 및 SF 개체군은 각각 감수성(S) 개체군과 비교하여 글리포세이트에 대해 2배 및 5배 더 내성이 있었으나, 전초 용량-반응 생물 분석법에 근거했을 때는 OR와 SF 개체군 모두 S 개체군보다 글리포세이트에 대해 5배 더 내성을 보여, 서로 다른 내성 메커니즘이 관여할 수 있음을 시사하였다. S 개체군은 글리포세이트 처리 후 96시간 경과 시 잎 조직에서 각각 OR 및 SF 개체군보다 2배 및 3배 많은 시키미산(shikimic acid)을 축적하였다. $^{14}\text{C}$-글리포세이트 잎 흡수량에서는 S와 글리포세이트 내성 OR 및 SF 개체군 간에 차이가 없었으나, $^{14}\text{C}$-글리포세이트 이동 패턴은 유의하게 달랐다. OR 개체군에서는 식물에 의해 흡수된 $^{14}\text{C}$-글리포세이트 중 더 큰 비율이 처리 부위에서 원격지(distal)로 이동하여 처리된 잎 끝 부분에 축적되었다. 대조적으로, S 및 SF 개체군에서는 $^{14}\text{C}$-글리포세이트의 더 큰 비율이 비처리 잎과 줄기로 이동하였다. EPSP 합성효소 유전자(EPSP synthase gene)의 cDNA 서열 분석 결과, 글리포세이트 내성 SF 개체군은 프롤린 106을 세린 아미노산으로 치환하는 변이를 가지고 있었다. 본 연구에서는 L. multiflorum의 글리포세이트 내성이 두 가지 다른 메커니즘, 즉 제한된 이동(비표적 부위 기반)과 EPSP 합성효소 유전자 돌연변이(표적 부위 기반)에 의해 부여됨을 보고하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Evolved resistance to the herbicide glyphosate has been reported in eleven weed species, including Lolium multiflorum. Two glyphosate-resistant L. multiflorum populations were collected, one from Chile (SF) and one from Oregon, USA (OR), and the mechanisms conferring glyphosate resistance were studied. Based on a Petri dish dose-response bioassay, the OR and the SF populations were two and fivefold more resistant to glyphosate when compared to the susceptible (S) population, respectively; however, based on a whole-plant dose-response bioassay, both OR and SF populations were fivefold more resistant to glyphosate than the S population, implying that different resistance mechanisms might be involved. The S population accumulated two and three times more shikimic acid in leaf tissue 96 h after glyphosate application than the resistant OR and SF populations, respectively. There were no differences between the S and the glyphosate-resistant OR and SF populations in 14C-glyphosate leaf uptake; however, the patterns of 14C-glyphosate translocation were significantly different. In the OR population, a greater percentage of 14C-glyphosate absorbed by the plant moved distal to the treated section and accumulated in the tip of the treated leaf. In contrast, in the S and in the SF populations, a greater percentage of 14C-glyphosate moved to non-treated leaves and the stem. cDNA sequence analysis of the EPSP synthase gene indicated that the glyphosate-resistant SF population has a proline 106 to serine amino acid substitution. Here, we report that glyphosate resistance in L. multiflorum is conferred by two different mechanisms, limited translocation (nontarget site-based) and mutation of the EPSP synthase gene (target site-based).| 저자 | Perez-Jones, A.; Park, K. W.; Polge, N.; Colquhoun, J.; Mallory-Smith, C. A. |
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| 저널 | Planta |
| 권·호·쪽 | 226(2), 395-404 |
| PMID | 17323079 |
| DOI | 10.1007/s00425-007-0490-6 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Amino Acid Sequence; Amino Acid Substitution; Base Sequence; Biological Transport; Dose-Response Relationship, Drug; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Lolium; Molecular Sequence Data; Plant Leaves; Sequence Alignment; Sequence Analysis, DNA; Shikimic Acid; Glyphosate |