Glyphosate-resistant horseweed made sensitive to glyphosate: low-temperature suppression of glyphosate vacuolar sequestration revealed by 31P NMR.
Pest Manag Sci · 2011 · 67:1215-21 · PMID 21495156 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물 · 직업
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배경: 말의 잡초(Horseweed)는 가장 침입성이 강한 글리포세이트 저항성(GR) 잡초로, 미국 16개 주에 퍼져 있으며 다섯 대륙에서 발견된다. 저자들은 이전에 GR 말의 잡초가 토노플라스트 수송체를 통해 추측되는 방식으로 글리포세이트를 빠르게 액포 격리하여 세포질 내 글리포세이트 농도를 상당히 감소시킨다고 보고하였다.1 글리포세이트 격리가 제초제 저항성 메커니즘이라는 가설이 세워졌다. 만약 저항성이 실제로 글리포세이트 격리에 의해 부여된다면, 격리를 억제하는 것이 정상적인 제초제 현장 사용률에서 GR 말의 잡초를 통제할 잠재력을 제공한다. 결과: 생체 내(in vivo)에서 수행된 저온(31) P NMR 실험은 글리포세이트 처리 후 3일이 지나도 GR 냉기 적응 말의 잡초에서 현저히 억제된 액포 내 글리포세이트 축적을 보였다. [대조적으로, 온기 적응 GR 말의 잡초에서는 살포 24시간 후에 가시적인 글리포세이트의 85%가 격리되었다.] 정상 사용률로 처리되고 저온에 유지된 냉기 적응 GR 말의 잡초는 40일 동안 글리포세이트의 치명적인 영향에 노출되었다. 기온이 더 낮은 환경에서 현장에서 GR 말의 잡초를 처리했을 때 예측된 양성 제초제 반응을 보였다. 결론: 저온은 GR 말의 잡초 생물형에서 액포 내 글리포세이트 격리를 현저히 감소시켜, 민감한 생물형과 동등한 수준의 제초제 반응을 유도하였다. 이는 글리포세이트 격리가 GR 말의 잡초가 사용하는 저항성 메커니즘이라는 최근 가설1을 뒷받침한다.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: Horseweed has been the most invasive glyphosate-resistant (GR) weed, spreading to 16 states in the United States and found on five continents. The authors have previously reported that GR horseweed employs rapid vacuolar sequestration of glyphosate, presumably via a tonoplast transporter, substantively to reduce cytosolic glyphosate concentrations.1 It was hypothesized that glyphosate sequestration was the herbicide resistance mechanism. If resistance is indeed endowed by glyphosate sequestration, suppression of sequestration offers the potential for controlling GR horseweed at normal herbicide field-use rates. RESULTS: Low-temperature (31) P NMR experiments performed in vivo with GR cold-acclimated horseweed showed markedly suppressed vacuolar accumulation of glyphosate even 3 days after glyphosate treatment. [In stark contrast, 85% of the visible glyphosate was sequestered 24 h after spraying warm-acclimated GR horseweed.] Cold-acclimated GR horseweed treated at normal use rates and maintained at low temperature succumbed to the lethal effects of glyphosate over a 40 day period. Treatment of GR horseweed in the field when temperatures were cooler showed the predicted positive herbicidal response. CONCLUSIONS: Low temperature markedly diminishes vacuolar sequestration of glyphosate in the GR horseweed biotype, yielding a herbicide response equivalent to that of the sensitive biotype. This supports the recent hypothesis1 that glyphosate sequestration is the resistance mechanism employed by GR horseweed.| 저자 | Ge, X.; d'Avignon, D. A.; Ackerman, J. J.; Duncan, B.; Spaur, M. B.; Sammons, R. D. |
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| 저널 | Pest management science |
| 권·호·쪽 | 67(10), 1215-21 |
| PMID | 21495156 |
| DOI | 10.1002/ps.2169 |
| MeSH | Cold Temperature; Conyza; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Magnetic Resonance Spectroscopy; Phosphorus Isotopes; Vacuoles; Glyphosate |