Διερεύνηση της ανθεκτικότητας και της προσαρμοστικής-ανταγωνιστικής ικανότητας πληθυσμών λεπτής ήρας (Lolium rigidum Gaudin) και αγριοβρώμης (Avena sterilis L.).
Authors: Ανθιμίδου Ελένη 
Published: April 2022

Σε πειράματα φυτοδοχείων αξιολογήθηκαν τρεις πληθυσμοί [(PL1-Κιλκίς), (PL2-Καλαμωτό, Θεσσαλονίκη), (PL3-Γρεβενά)] λεπτής ήρας (Lolium rigidum Gaudin) από καλλιέργειες χειμερινών σιτηρών της βόρειας Ελλάδας για πιθανή εξέλιξη ανθεκτικότητας στα ζιζανιοκτόνα mesosulfuron-methyl+iodosulfuron-methyl (ALS αναστολείς) και pinoxaden (ACCase αναστολέας). Οι τρεις πληθυσμοί έδειξαν πολλαπλή ανθεκτικότητα στα δύο ζιζανιοκτόνα (mesosulfuron-methyl+iodosulfuron-methyl και pinoxaden) σε σύγκριση με τον ευαίσθητο πληθυσμό (PLS-Αγρόκτημα ΑΠΘ), η οποία διαγνώστηκε με πειράματα επιβίωσης φυτών στα δύο ζιζανιοκτόνα και επιβεβαιώθηκε με την αλληλούχηση των γονιδίων als και accase και με δοκιμές in vitro δράσης του ενζύμου ALS. Ειδικότερα, ανιχνεύτηκαν σημειακές μεταλλάξεις που οδήγησαν στην αντικατάσταση του αμινοξέος προλίνη (Pro197) από Ala, Glu, Gln, Leu, Thr ή Ser για το ένζυμο ALS, ενώ για το ένζυμο ACCase αποκαλύφθηκαν σημειακές μεταλλάξεις, που είχαν ως συνέπεια την αντικατάσταση της τρυπτοφάνης (Trp2027) από κυστεΐνη (Cys) για τον PL1 πληθυσμό και την αντικατάσταση της ισολευκίνης (Ile2041) από Thr και Asn για τους ανθεκτικούς πληθυσμούς ΡL1, ΡL2 και ΡL3. Επίσης, τα ευρήματα των πειραμάτων φυτοδοχείων και αλληλούχησης του γονιδίου als επιβεβαιώθηκαν με δοκιμές in vitro δράσης του ενζύμου ALS, οι οποίες έδειξαν ότι οι Ι50 τιμές (απαιτούμενη συγκέντρωση mesosulfuron-methyl+iodosulfuron-methyl για την αναστολή της δράσης του ενζύμου ALS κατά 50%) των ΡL1, ΡL2 και ΡL3 πληθυσμών ήταν 16, 11 και 9 φορές μεγαλύτερες από την αντίστοιχη Ι50 τιμή του ευαίσθητου PLS πληθυσμού. Ο ευαίσθητος πληθυσμός PLS της λεπτής ήρας, σε πειράματα παρουσίας ή απουσίας σιταριού (πειράματα φυτοδοχείων), προκάλεσε μεγαλύτερη μείωση στη βιομάζα του σιταριού σε σύγκριση με τους τρεις ανθεκτικούς πληθυσμούς της λεπτής ήρας, παρά το γεγονός ότι η βιομάζα και ο αριθμός βλαστών δεν διέφεραν μεταξύ των πληθυσμών. Αντιθέτως, σε πειράματα αγρού, όλοι οι πληθυσμοί της λεπτής ήρας, σε πυκνότητες 10-120 φυτών/m2, δεν επηρέασαν σημαντικά τη βιομάζα του σιταριού, αν και υπήρχαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των πληθυσμών ως προς τη βιομάζα και τον αριθμό βλαστών. Ο ευαίσθητος πληθυσμός PLS της λεπτής ήρας, στις πυκνότητες των 2, 4, 6 και 8 φυτών/φυτοδοχείο, προκάλεσε μεγαλύτερη μείωση στη βιομάζα του σιταριού από ό,τι οι ανθεκτικοί πληθυσμοί ΡL1 και ΡL2, ενώ, σε πειράματα συνδυασμένης πυκνότητας, μεταξύ των τριών πληθυσμών λεπτής ήρας και ενός ευαίσθητου PAS και ενός ανθεκτικού PA2 πληθυσμού αγριοβρώμης, η ικανότητα ανταγωνισμού των τριών πληθυσμών της λεπτής ήρας έναντι του σιταριού ήταν παρόμοια αλλά μικρότερη από εκείνη της αγριοβρώμης. Η αξιολόγηση τεσσάρων [(PΑ1-Άσσηρος, Θεσσαλονίκη), (PΑ2-Χαλκιδική), (PΑ3-Σέρρες), (PΑS-Αγρόκτημα ΑΠΘ)] ευαίσθητων στο mesosulfuron-methyl+iodosulfuron-methyl πληθυσμών αγριοβρώμης (Avena sterilis L.) από καλλιέργειες χειμερινών σιτηρών της βόρειας Ελλάδας έδειξε ότι οι PΑ1, PΑ2 και PΑ3 πληθυσμοί είχαν διασταυρούμενη ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα clodinafop-propargyl και pinoxaden. Αυτό διαγνώστηκε με πειράματα επιβίωσης φυτών στα δύο ζιζανιοκτόνα και επιβεβαιώθηκε από την αλληλούχηση του γονιδίου accase, η οποία αποκάλυψε σημειακές μεταλλάξεις, που οδήγησαν στην αντικατάσταση της Trp2027 από Cys για τον ΡΑ1 πληθυσμό, στην αντικατάσταση της Cys2088 από Arg και Ser στο ένζυμο ACCase για τον ΡΑ2 πληθυσμό και στην αντικατάσταση του Asp2078 από Gly για τον ΡΑ3 πληθυσμό. Οι τέσσερις πληθυσμοί της αγριοβρώμης, σε πειράματα φυτοδοχείων, έδειξαν μη σταθερή μείωση της βιομάζας του σιταριού κατά τις δύο καλλιεργητικές περιόδους, αν και η βιομάζα και ο αριθμός βλαστών τους παρουσία ή απουσία σιταριού διέφερε μεταξύ τους. Επίσης, η μείωση της βιομάζας του σιταριού στα πειράματα αγρού από τους τέσσερις πληθυσμούς της αγριοβρώμης, σε πυκνότητες 10-40 φυτά/m2, ήταν σημαντική αλλά μη σταθερή κατά τις δύο καλλιεργητικές περιόδους. Ο ευαίσθητος πληθυσμός PΑS της αγριοβρώμης, στις πυκνότητες των 2, 4, 6 και 8 φυτών/φυτοδοχείο, προκάλεσε παρόμοια μείωση στη βιομάζα του σιταριού με τον ανθεκτικό πληθυσμό ΡΑ2, ενώ, σε πειράματα συνδυασμένης πυκνότητας με τους πληθυσμούς PL1, PL2 και PLS της λεπτής ήρας, η ικανότητα ανταγωνισμού των δύο πληθυσμών της αγριοβρώμης έναντι του σιταριού ήταν παρόμοια αλλά μεγαλύτερη από εκείνη των τριών πληθυσμών της λεπτής ήρας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι διαφορές στην προσαρμοστική-ανταγωνιστική ικανότητα των πληθυσμών της λεπτής ήρας ή της αγριοβρώμης μπορούν να αποδοθούν στον μηχανισμό ανθεκτικότητας, στις αναλογίες ομόζυγων και ετερόζυγων ανθεκτικών φυτών, στη γεωγραφική προέλευση, στις γεωργικές πρακτικές, στις συνθήκες πειραμάτων και στις αλληλεπιδράσεις πληθυσμών και περιβάλλοντος.