Target-site and non-target-site mechanisms confer multiple herbicide resistance in waterhemp (Amaranthus tuberculatus) accessions from Wisconsin.
Pest Manag Sci · 2026 · 82:5695-5706 · PMID 41771756 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
배경: 예비 선별 과정에서, 아마란투스 터부클라투스(Amaranthus tuberculatus) (Moq.) Sauer의 계통(A101)이 이전에 2,4-D와 아트라진에 노출된 적 없음에도 불구하고 이들 제초제에 대한 다중 제초제 저항성을 나타내는 것이 확인되었다. 따라서 본 연구의 목적은 A101과 추가적인 두 가지 다중 제초제 저항성 계통(A75 및 A103)에서 2,4-D, 아트라진, 글리포세이트, 포메사펜, 메소트리온에 대한 저항성을 특성화하는 것이었다. 결과: A101은 평가된 다섯 가지 제초제 모두에 대해 낮은 수준에서 중간 정도의 저항성(메소트리온의 경우 1.8배부터 포메사펜의 경우 8.5배까지)을 나타냈다. A75와 A103 역시 글리포세이트 및 아트라진에 대한 다중 저항성을 가졌으며, A75는 2,4-D에, A103은 포메사펜에 추가적으로 저항성을 보였다. EPSPS의 증폭과 P106S 치환이 글리포세이트 저항성의 일부를 설명했으며, 포메사펜 저항성의 일부는 표적 효소에서의 G210 결실로 설명되었다. 더욱이, 사이토크롬 P450 모노옥시게나제(P450s) 및 글루타티온 S-전달효소(GSTs) 억제제의 사용은 비표적 부위 저항성(NTSR) 메커니즘 또한 적어도 일부의 저항 특성에 기여함을 시사하였다. 결론: 2,4-D와 아트라진에 대한 대사적 저항성은 다른 제초제의 사용이 A101 계통에서 P450s 및 GSTs 활성의 향상을 선택하는 데 기여했을 수 있음을 시사한다. 본 연구에 따르면, 이는 전 세계적으로 A. tuberculatus에서 아트라진 저항성과 관련된 P450s를 보고한 최초의 사례이다. A101은 위스콘신주에서 하이드록시페닐 피루브산 이산화효소 억제제에 대한 A. tuberculatus 저항성이 확인된 최초의 사례이며, 이는 P450s 및 GSTs 활성과 관련된 낮은 수준의 저항성을 보인다. 본 연구 결과는 A101에서 글리포세이트 저항성과 관련된 표적 부위 저항성 및 NTSR 메커니즘의 공존을 시사한다. © 2026 The Author(s). Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: A preliminary screening identified a multiple herbicide-resistant waterhemp, Amaranthus tuberculatus (Moq.) Sauer, accession (A101) exhibiting resistance to 2,4-D and atrazine despite no prior exposure to these herbicides. Therefore, our objective was to characterize resistance to 2,4-D, atrazine, glyphosate, fomesafen, and mesotrione in A101, along with two additional multiple herbicide-resistant accessions (A75 and A103). RESULTS: A101 exhibited low to medium levels of resistance to all five herbicides evaluated (ranging from 1.8-fold for mesotrione to 8.5-fold for fomesafen). Both A75 and A103 also had multiple resistance to glyphosate and atrazine, with A75 and A103 additionally resistant to 2,4-D and fomesafen, respectively. Amplification of EPSPS and the P106S substitution accounted for some of the glyphosate resistance, and some of the fomesafen resistance was explained by the G210 deletion in the target enzyme. Moreover, the use of cytochrome P450 monooxygenases (P450s) and glutathione S-transferases (GSTs) inhibitors indicated that non-target-site resistance (NTSR) mechanisms also contribute to at least some of the resistance traits. CONCLUSION: Metabolic resistance to 2,4-D and atrazine suggests that the use of other herbicides may have contributed to the selection of enhanced P450s and GSTs activity in A101 accession. To our knowledge, this is the first report of P450s associated with atrazine resistance in A. tuberculatus globally. A101 is the first confirmed case of A. tuberculatus resistance to hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase inhibitors in Wisconsin, exhibiting a low-level resistance likely associated with P450s and GSTs activity. Our results suggest the coexistence of target-site resistance and NTSR mechanisms associated with glyphosate resistance in A101. © 2026 The Author(s). Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.| 저자 | Faleco, F. A.; Werle, I. S.; Lopez, A. J.; Raiyemo, D. A.; Tranel, P. J.; Colquhoun, J. B.; Renz, M. J.; Stoltenberg, D. E.; Werle, R. |
|---|---|
| 저널 | Pest management science |
| 권·호·쪽 | 82(6), 5695-5706 |
| PMID | 41771756 |
| DOI | 10.3390/agronomy12030589 |
| MeSH | Herbicide Resistance; Amaranthus; Herbicides; Glyphosate; Wisconsin; Cytochrome P-450 Enzyme System; 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid; Glycine |