Carrot microtubules are dinitroaniline resistant I: Cytological and cross-resistance studies

Summary Treatment of both tolerant and susceptible species with dinitroaniline herbicides results in root swelling typical of mitotic disrupters, however, no root swelling was observed in carrots treated with saturated solutions of all the dinitroaniline herbicides tested, with the exception of oryzalin treatments at ≥ 10−5 M. These levels of treatment are 100–1000 times the levels that caused root-tip swelling, even in tolerant plants. This properly classifies carrot as dinitroaniline-resistant rather than merely tolerant. Cross-resistance was noted to the structurally related mitotic disrupter, hexanitrodiphenylamine, and to the structurally unrelated herbicide, amiprophos-methyl. No resistance was noted to a number of other mitotic-disrupting herbicides. Both immunofluorescence and electron microscopy indicate that the microtubules of carrot roots were unaffected by dinitroaniline treatment. All organized microtubule configurations (cortical, pre-prophase bands, spindle, and phragmoplast) were observed in the treated material. Resume Les microtubules de carrottes resistantes aux dinitroanilines. I. Etudes cytologique et resistance croisee Les traitements des especes a la fois sensibles et resistantes aux herbicides dinitroanilines aboutissent a un dereglement mitotique responsable d'une tumefaction des racines, cependant aucune tumeur des racines n'a ete observee chez les carrottes traitees avec des solutions saturees de tous les herbicides dinitroanilines experimentes sauf pour des traitements a l'oryzalin a≥ 10−5 M. Ces niveaux de traitements sont de 100 a 1000 fois plus eleves que ceux entrainant une tumefaction de la pointe des racines, y compris chez les plantes tolerantes. Cette propriete classe les carrottes comme resistantes aux dinitroanilines plutot que seulement tolerantes. Une resistance croisee a ete notee entre le perturbateur de mitose reconnu, l'hexanitrodiphenylamine et l'herbicide non “defini”, l'amiprophosmethyl. Il n'y a pas eu de resistance enregistree aux autres herbicides antimitoniques. L'immunofluorescence et la microscopie electronique montrent toutes les deux que les microtubules de carrottes ne sont pas affectees par un traitement aux dinitroanilines. Toutes les parties des microtubules (cortex, phragnoplaste, zones pre-prophasiques et axe), ont fait l'objet d'observations pour le materiel traite. Zusammenfassung Resistenz gegenuber Dinitroanilinen bei der Mohre, I. Zytologische und Kreuzresistenzunter-suchungen Die Behandlung sowohl toleranter wie empfindlicher Arten mit Dinitroanilinen fuhrte zu Schwellungen der Wurzeln, wie sie fur Mitosehemmer typisch sind; bei der Garten-Mohre jedoch wurden nach Behandlung mit gesattigten Losungen dieser Herbizide, ausgenommen bei ≥ 10−5 Mol Oryzalin, keine Schwellungen beobachtet. Diese Wirkstoffmengen waren 100- bis 1000 mal hoher als solche, die auch bei toleranten Arten zu Wurzelschwellungen fuhrten. Damit erweist sich die Garten-Mohre als ausgesprochen resistant gegen Dinitroaniline. Es bestand Kreuzresistenz gegenuber dem strukturverwandten Mitosehemmer Hexanitrodiphenylamin und dem strukturell anderen Herbizid Amiprofos-methyl. Gegenuber einer Anzahl anderer mitosehem-mender Herbizide lag keine Resistenz vor. Immunfluoreszenz- und elektronenmikrosko-pische Untersuchungen ergaben, dass die Mikrotubuli der Mohrenwurzel durch Dinitroaniline nicht beeinflusst werden. Alle Anordnungen der Mikrotubuli (der Zellwand an alien Seiten anlie-gende Mikrotubuli, Praprophaseband, Kernspindel und Phragmoplast) konnten in dem behandel-ten Material beobachtet werden.