Role of physiological mechanisms and EPSPS gene expression in glyphosate resistance in wild soybeans (Glycine soja).
Pestic Biochem Physiol · 2014 · 109:6-11 · PMID 24581379 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물
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야생 대두 유전자원의 글리포세이트 내성 관련 생리학적 기전 및 관련 EPSPS 유전자 발현을 평가하였다. 이들 유전자원은 2010년부터 점진적으로 증가하는 글리포세이트 선택 압력을 통해 선별되었다. 전 식물 용량 반응 바이오분석 결과, ZYD-254 식물은 $1230 \text{gaeha}^{-1}$ 농도에서 글리포세이트에 내성을 보였으나, 감수성 식물(ZYD-16)은 $300 \text{gaeha}^{-1}$의 글리포세이트 존재 하에서 생존할 수 없었다. 내성 유전자원의 $\text{ED}_{50}$ 값은 감수성 유전자원보다 약 8.8배 높았다. 엽록소 함량은 ZYD-254 식물과 비교하여 ZYD-16 식물에서 현저히 감소하였다. 글리포세이트 처리 후 5일째에 $1230 \text{gaeha}^{-1}$ 농도에서 ZYD-16 식물은 ZYD-254보다 잎에 10.1배 더 많은 시키미산을 축적하였다. GST 활성은 세 가지 조직에서 ZYD-254와 ZYD-16 간에 차이를 보였으며, 이는 잎에서 가장 높았다. 글리포세이트 처리 전에는 두 유전자원 간의 $\text{EPSPS}1$ 또는 $\text{EPSPS}3$ 발현에 유의미한 차이가 없었다. 글리포세이트 처리 후, ZYD-254에서는 $\text{EPSPS}1$ mRNA 수준이 2~4배 증가하였으나, ZYD-254와 ZYD-16 모두에서 $\text{EPSPS}3$ mRNA 수준의 변화는 없었다.ORIGINAL ABSTRACT
The physiological mechanisms underlying glyphosate resistance in wild soybean germplasm and relevant EPSPS gene expression were evaluated. These germplasms were selected by gradually increasing glyphosate selection pressure started from 2010. As indicated by a whole-plant dose response bioassay, ZYD-254 plants were resistant to glyphosate at concentrations of 1230gaeha(-1), but the susceptible plants (ZYD-16) were unable to survive in the presence of 300gaeha(-1) glyphosate. The ED50 values of resistant germplasm were approximately 8.8 times of the susceptible germplasm. Chlorophyll content was significantly decreased in ZYD-16 plants in comparison with ZYD-254 plants. ZYD-16 plants accumulated 10.1 times more shikimate in leaves at 5days after glyphosate treatment at 1230gaeha(-1) than ZYD-254 did. GST activity differed between ZYD-254 and ZYD-16 in three tissues. It was highest in leaves. There were no significant differences in EPSPS1 or EPSPS3 expression between two germplasms before exposure to glyphosate treatment. After glyphosate treatment, there was a 2- to 4-fold increase in EPSPS1 mRNA levels in ZYD-254, but there was no change in EPSPS3 mRNA levels in ZYD-254 or ZYD-16.| 저자 | Gao, Y.; Tao, B.; Qiu, L.; Jin, L.; Wu, J. |
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| 저널 | Pesticide biochemistry and physiology |
| 권·호·쪽 | 109, 6-11 |
| PMID | 24581379 |
| DOI | 10.1016/j.pestbp.2013.12.005 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Chlorophyll; Gene Expression; Glutathione Transferase; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Plant Proteins; RNA, Messenger; Shikimic Acid; Glycine max; Glyphosate |