Διερεύνηση του μηχανισμού ανθεκτικότητας στα ζιζανιοκτόνα, της βιολογίας και της χημικής αντιμετώπισης διάφορων πληθυσμών παπαρούνας (papaver rhoeas L.)
Creators: name: Καλούμενος, Νικόλαος Σ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα
Παπαρούνα (Papaver rhoeas)
Οξικόγαλακτική συνθάση (ALS)
Σταυρανθεκτικότητα
Μοριακή βάση ανθεκτικότητας
Ρυθμός αύξησης φυτού
Δευτεροταγής δομή ενζύμου
Weed resistance
Tribenuron
ALS inhibitor
Cross resistance
Corn poppy (Papaver rhoeas)
Plant growth rate
Resistance molecular base
Acetolactate synthase (ALS)

description: Τα πρώτα πειράματα ελέγχου ανάπτυξης ανθεκτικότητας της παρούνας στο ζιζανιοκτόνο tribenuron έδειξαν ότι η επέμβαση με την τετραπλάσια δόση του tribenuron μείωσε την ανάπτυξη των 28 εκ των 50 πληθυσμών κατά 0-28% (χαρακτηρίστηκαν ως ανθεκτικοί πληθυσμοί, R), ενώ η επέμβαση με την συνιστώμενη δόση του ζιζανιοκτόνου προκάλεσε μείωση στην ανάπτυξη των υπολοίπων πληθυσμών κατά 76-100% (χαρακτηρίστηκαν ευαίσθητοι πληθυσμοί, S).Η δόση του ζιζανιοκτόνου tribenuron που απαιτείται για μείωση του χλωρού βάρους των ανθεκτικών φυτών κατά 50% (GR50) κυμάνθηκε από 4,1 μέχρι &gt;72 g στρ-1. Σε πειράματα αγρού μελετήθηκε η επίδραση του χαρακτηριστικού της ανθεκτικότητας και της γεωγραφικής προέλευσης οκτώ ανθεκτικών (R) και ισάριθμων ευαίσθητων (S) πληθυσμών παπαρούνας. Από τα δεδομένα διαπιστώθηκε ότι το χαρακτηριστικό της ανθεκτικότητας δεν επέδρασε σημαντικά στην αύξηση του χλωρού βάρους, στην παραγωγή σπόρου και στο συνολικό αριθμό καψών ανά φυτό. Επίσης, το υπολογισθέν από την εξίσωση συμμεταβολής μέγιστο χλωρό βάρος (AFWmax) των πληθυσμών δεν επηρεάστηκε σημαντικά από το χαρακτηριστικό της ανθεκτικότητας. Αντίθετα, ο μέσος ρυθμός ανάπτυξης (MGR) και ο μέγιστος απόλυτος ρυθμός αύξησης (AGRmax) επηρεάστηκαν σημαντικά από το χαρακτηριστικό της ανθεκτικότητας (διαφορές μεταξύ R και S πληθυσμών) . H συσχέτιση των τιμών MGR ή AGRmax με την ένταση της ανθεκτικότητας (R/S) των R πληθυσμών έδειξε ότι για τους πληθυσμούς με την υψηλότερη ένταση ανθεκτικότητας (R/S &gt; 2400) οι τιμές MGR και AFWmax τιμές ήταν χαμηλές. Αντίθετα, για τους R πληθυσμούς με μέση ένταση ανθεκτικότητας (R/S = 1437 - 2227) καταγράφηκαν υψηλές τιμές MGR και AFWmax. Η αλληλούχηση του ALS γονιδίου έδειξε ότι η ανθεκτικότητα οφείλεται σε μεταλλάξεις στο κωδικόνιο του αμινοξέος προλίνη 197 (Pro197) της οξικογαλακτικής συνθάσης. Η χρήση του ενζύμου περιορισμού Sty I έδειξε ότι μπορεί να εντοπίσει την ύπαρξη σημειακών μεταλλάξεων στο κωδικόνιο 197. Η καταλυτική ικανότητα του ενζύμου ALS 28 ανθεκτικών (R) και έξι (6) ευαίσθητων (S) πληθυσμών παπαρούνας αξιολογήθηκε παρουσία επτά συγκεντρώσεων των ζιζανιοκτόνων tribenuron, chlorsulfuron, imazamox, pyrithiobac και florasulam. Από τα αποτελέσματα αυτά διαπιστώθηκε ότι η αντικατάσταση του αμινοξέος Pro197 είχε ως αποτέλεσμα τη μειωμένη ευαισθησία του ενζύμου ALS στα ζιζανιοκτόνα tribenuron, chlorsulfuron, imazamox, pyrithiobac και florasulam
description: Fifty corn poppy (Papaver rhoeas L.) populations were evaluated for possible development of resistance to tribenuron. The results of the tribenuron resistance experiments indicated that the application of this herbicide at four times higher than the recommended rate reduced growth of 28 out of 50 populations by 0-28% (were characterised as resistant populations, R), while the application of the recommended rate of the same herbicide (tribenuron) reduced the growth of the rest of the populations (22) by 76-100% (were characterised as susceptible populations, S). The tribenuron rate needed for 50% reduction of the R plant’s fresh weight (GR50) ranged from 41 to &gt;720 g ha-1. Two similar field experiments were also conducted to study the effect of the resistance trait and the geographical origin on the growth rate of eight R and eight S corn poppy populations (collected from field margins, non cultivated areas or road borders adjacent to the fields of the R populations). The calculated mean growth rate (MGR) and the absolute growth rate (AGRmax) were affected by the resistance trait (differences between R and S populations) and by the population origin. A scatter plot graph with the MGR or the AGRmax on the vertical axis and the resistance ratio (R/S) on the horizontal axis revealed that R populations with high tribenuron resistance ratio values (R/S &gt; 2400) had low MGR and AFWmax values. The R populations with tribenuron resistance ratio (R/S) ranging from 1437 to 2227 had high MGR and AFWmax values. The ALS gene sequence study revealed that their resistance was due to mutations on the codon 197 (Pro197) that resulted the substitution of Pro by five different amino acids. The use of the restriction enzyme Sty I endonuclease showed that it has a great potential to detect the presence of point mutations at the 197 codon. ALS in vitro experiments were also conducted to study the activity of the ALS (protein fraction showing ALS activity) extracted from 28 R and six (6) S corn poppy populations in the presence of seven concentrations of tribenuron, chlorsulfuron, imazamox, pyrithiobac and florasulam. The data indicated that the Pro197 substitution by Ser, Thr, Ala, Arg, or Leu resulted in reduced ALS sensitivity to the herbicides tribenuron, chlorsulfuron, imazamox, pyrithiobac, and florasulam