Characterization of glyphosate resistance in Amaranthus tuberculatus populations.
J Agric Food Chem · 2014 · 62:8134-42 · PMID 24956036 · 등급8 기타 비교연구 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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글리포세이트 내성 잡초의 진화가 최근 급격히 증가하였다. 글리포세이트 내성을 확인하고 내성 기전을 규명하기 위해 6개 의심되는 글리포세이트 내성 아마란투스 터불라투스(Amaranthus tuberculatus) 집단이 연구되었다. 모든 6개 집단에서 온실 환경에서 내성이 확인되었으며, 이들의 글리포세이트 내성 인자(R/S)는 5.2에서 7.5 사이였다. 내성 개체와 감수성 개체 간에 글리포세이트 흡수 또는 이동의 차이는 관찰되지 않았다. 글리포세이트의 표적 효소인 EPSPS 유전자 코딩 서열에서 아미노산 위치 G101, T102 또는 P106에서의 돌연변이는 검출되지 않았다. EPSPS 유전자 복제수 분석 결과, 모든 글리포세이트 내성 집단이 증가된 EPSPS 유전자 복제수를 보유하고 있었으며, 이는 RNA 및 단백질 수준 모두에서 증가된 발현과 상관관계가 있었다. 내성 식물에서는 EPSPS의 Vmax와 Kcat 값이 두 배 이상 증가하여, 더 높은 수준의 촉매 활성이 있는 발현된 EPSPS 단백질을 시사하였다. EPSPS 유전자 증폭이 분석된 A. tuberculatus 집단에서 글리포세이트 내성에 기여하는 주요 메커니즘이다.ORIGINAL ABSTRACT
The evolution of glyphosate-resistant weeds has recently increased dramatically. Six suspected glyphosate-resistant Amaranthus tuberculatus populations were studied to confirm resistance and determine the resistance mechanism. Resistance was confirmed in greenhouse for all six populations with glyphosate resistance factors (R/S) between 5.2 and 7.5. No difference in glyphosate absorption or translocation was observed between resistant and susceptible individuals. No mutation at amino acid positions G101, T102, or P106 was detected in the EPSPS gene coding sequence, the target enzyme of glyphosate. Analysis of EPSPS gene copy number revealed that all glyphosate-resistant populations possessed increased EPSPS gene copy number, and this correlated with increased expression at both RNA and protein levels. EPSPS Vmax and Kcat values were more than doubled in resistant plants, indicating higher levels of catalytically active expressed EPSPS protein. EPSPS gene amplification is the main mechanism contributing to glyphosate resistance in the A. tuberculatus populations analyzed.| 저자 | Lorentz, L.; Gaines, T. A.; Nissen, S. J.; Westra, P.; Strek, H. J.; Dehne, H. W.; Ruiz-Santaella, J. P.; Beffa, R. |
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| 저널 | Journal of agricultural and food chemistry |
| 권·호·쪽 | 62(32), 8134-42 |
| PMID | 24956036 |
| DOI | 10.1021/jf501040x |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Absorption, Physiological; Amaranthus; Biological Transport; Dose-Response Relationship, Drug; Gene Amplification; Gene Dosage; Gene Expression Regulation, Plant; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Illinois; Missouri; Mutation; Plant Components, Aerial; Plant Proteins; Plant Weeds; RNA, Messenger; RNA, Plant; Up-Regulation; Glyphosate |