Μοριακή διερεύνηση πληθυσμών κόκκινου ρυζιού (Oryza sativa L.) για ανθεκτικότητα στο imazamox
Creators: name: Σιέκρη, Ηλιάνα Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Oryza sativa L., κόκκινο ρύζι
als γονίδιο, ALS ένζυμο
Ανθεκτικότητα στο imazamox
Oryza sativa L. , red rice, Clearfield
Herbicide Resistance, imazamox
als gene, ALS enzyme

description: Σε πειράματα φυτοδοχείων αξιολογήθηκαν οκτώ πληθυσμοί κόκκινου ρυζιού (Oryza sativa L.), μία ευαίσθητη (cv. Ολυμπιάδα) και μία ανθεκτική στο imazamox ποικιλία ρυζιού τύπου ‘Clearfield’(Sirio), ως προς την ανθεκτικότητα στο imazamox. Επίσης, για τη μοριακή βάση της ανθεκτικότητας του κόκκινου ρυζιού χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία της αλληλούχησης τμήματος του als γονιδίου, καθώς και η in vitro δράση του ενζύμου ALS παρουσία ή απουσία του imazamox. Τα δεδομένα των φυτοδοχείων έδειξαν ότι η εφαρμογή 4 g δ.ο. imazamox/στρ προκάλεσε μεγαλύτερη από 50% μείωση του νωπού βάρους τριών πληθυσμών κόκκινου ρυζιού και της ευαίσθητης ποικιλίας ρυζιού, ενώ για την κατά 50% μείωση του νωπού βάρους πέντε πληθυσμών κόκκινου ρυζιού και της ποικιλίας ‘Clearfield’(Sirio) χρειάστηκαν 6-64 g δ.ο. imazamox/στρ. Η αλληλούχηση του als γονιδίου έδειξε ότι η ανθεκτικότητα των πέντε πληθυσμών κόκκινου ρυζιού και της ποικιλίας ‘Clearfield’(Sirio) οφείλεται σε σημειακή μετάλλαξη του als γονιδίου δηλαδή στην έκφραση ενζύμου ALS με αντικατάσταση αμινοξέων (Ser653Asn και Val679Met) στην πολυπεπτιδική αλυσίδα του ενζύμου ALS. Οι ίδιες αντικαταστάσεις ανιχνεύτηκαν και στην ποικιλία ‘Clearfield’(Sirio), γεγονός που ισχυροποιεί την πιθανότητα ότι η ανθεκτικότητα του κόκκινου ρυζιού οφείλεται σε ροή του μεταλλαγμένου als γονιδίου από την ποικιλία ‘Clearfield’(Sirio). Η in vitro δράση του ενζύμου ALS έδειξε ότι οι τιμές Ι50 για τους ευαίσθητους και ανθεκτικούς πληθυσμούς του κόκκινου ρυζιού ήταν 2.2-8.0 και 100-880 μM imazamox, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα των τριών μεθόδων δείχνουν ότι η ανθεκτικότητα των τεσσάρων πληθυσμών του κόκκινου ρυζιού στο imazamox, η οποία οφείλεται σε ροή του μεταλλαγμένου als γονιδίου από την ποικιλία ‘Clearfield’(Sirio).
description: Eight red rice (Oryza sativa L.) populations, one susceptible (cv. Olympiada) and one resistant to imazamox rice variety ‘Clearfield’ were evaluated in pot experiments for possible development of resistance to imazamox. Additionally, the sequencing of an als gene fragment and the in vitro ALS enzyme activity assay were used to evaluate the molecular basis of red rice resistance. The pot experiments showed that 40 g ai imazamox/ha caused a greater than 50% fresh weight reduction on three red rice populations and the susceptible rice variety, while 60-640 g ai imazamox/ha were needed for a 50% fresh weight reduction of five red rice populations and ‘Clearfield’ variety. The als gene sequencing revealed that the observed resistance of the five red rice populations and the ‘Clearfield’ variety is attributed to a point mutations of the ALS enzyme (Ser653Asn and Val679Met). The same substitutions were detected in ‘Clearfield’ variety, which suggests that the red rice resistance was due to mutant als gene flow from the ‘Clearfield’ variety. The in vitro ALS enzyme activity showed that the I50 values for the susceptible and the resistant red rice populations were 2.2-8.0 μM imazamox and 100-880 μM imazamox, respectively. These findings indicate that the insufficient control of the putative resistant red rice populations with imazamox was due to target-site resistance and particularly due to a point mutation at the Ser653 codon, which is positively identified as having been derived from the ‘Clearfield’ rice cultivar.