بررسی مقاومت علف‌های هرز باریک برگ به علف‌‌کش کلودینافوپ‌ پروپارژیل با استفاده از روش‌های گلخانه‌ای و مولکولی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات گیاهپزشکی

2 دانشگاه اصفهان

چکیده

به منظور ارزیابی کارایی روش‌های مولکولی برای تشخیص علف‌های هرز مقاوم به علف‌کش، 69 بیوتیپ از علف‌های هرز یولاف‌ ‌وحشی، خونی واش و چچم (Lolium spp.) مقاوم و حساس به علف‌کش کلودینافوپ‌ پروپارژیل مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش از روش dCAPS که روشی ساده برای تشخیص وضعیت I-1781-L در آنزیم استیل کوانزیم آ کربوکسیلاز ‌علف‌های هرز باریک برگ است، استفاده شد. در این روش توده‌های مقاوم هتروزیگوت (Ile/Leu1781) تشخیص داده شد و نتایج آزمایش های مولکولی برای علف‌های هرز یولاف وحشی، خونی واش و چچم به ترتیب 90٪، 79٪ و 100٪ مشابه نتایج آزمایش گلخانه‌ای بود. در مجموع شباهت آزمایش های مولکولی و گلخانه‌ای حدود 85 درصد تشخیص داده شد و جانشینی لوسین به جای ایزولوسین (Ile/Leu 1781) به عنوان مهم‌ترین مکانیزم مقاومت در بیوتیپ‌های مورد مطالعه شناخته شد. ناهمخوانی جزئی (حدود 15 درصد) بین نتایج آزمایش‌های گلخانه‌ای و مولکولی نیز احتمالا به مکانیزم مقاومت مبتنی بر غیر محل هدف (افزایش متابولیسم)‌ و یا جهش‌های ایجاد شده در سایر نقاط ( به جز Ile/Leu 1781) مربوط می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of Resistance of Grass Weeds to Clodinafop-Propargyl Using Glass-House and Molecular Methods

نویسندگان [English]

  • eskandar zand 1
  • Arash Razmi 1
  • Fatemeh Benakashani 1
  • fahimeh nazari 1
  • mehdi rastgoo 2
چکیده [English]

In order to evaluate the efficacy of molecular method to detect the resistance of weeds to herbicides, 69 resistant or susceptible grass weed biotypes to clodinafop propargyl herbicide, including Lolium spp. (6 biotype), Avena spp. (30 biotype), and Phalaris spp. (33 biotype) were studied,  dCAPS method as a simple method to diagnosis Ile1781Leu amino acid substitution in ACCase enzyme was used. The results of greenhouse experiment for Avena spp., Phalaris spp. and Lolium spp. were 90%, 79% and 100% similar to molecular experiment respectively. In general, the similarity of molecular method with current methods was about 85%. Isoleucine (Ile) to leucine (Lue) substitution at position 1781 (Ile /Leu ) was the most common amino acid substitution selected with ACCase-inhibiting herbicide. The partial differences (about 15%) between glass-house and molecular methods also can explain by non-target site mechanism (enhancing metabolism) or another amino acid substitution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • resistance
  • Acetyl coA carboxylase
  • dCAPS method
Adkins, S., Wills, W. D., Boersma, M., Walker, S. R., Robinson, G., McLeod, R. J. and Einam, J. P. 1997. Weed resistance to chlorsulfuron and atrazine from the north-east grain region of Australia. Weed Res. 37: 343-349.

Beckie, H. 2007. Introduction to the symposium grass weed resistance: Fighting back. Weed Technol. 21: 289.

BenaKashani, F., Mohammad Alizadeh, H. and Zand, E. 2007. Investigation the resistance of wild oat (Avena ludoviciana Durieu) to fenoxaprop-p-ethyl whole plant bioassay and seed bioassay. Pakistan J Bio Sci. 10: 72- 77.

Boutsalis, P. 2001. Syngenta quick test: A rapid whole-plant test for herbicide resistance. Weed Technol. 15: 257-263.

Cirujeda, A., Recasens, J. and Taberner, A. A. 2001. A quantitive quick-test for detection of herbicide resistance to tribenuron-methyle in Papaver rhoeas. Weed Res. 41: 523-534.

Corbett, C. L. and Tardif, F. J. 2006. Detection of resistance to acetolactate synthase inhibitors in weeds with emphasis on DNA-based techniques: A review. Pest Manage Sci. 62: 584-597.

Delye, C. 2005. Weed resistance to acetyl coenzyme A carboxylase inhibitors: An update. Weed Sci. 53: 728-764.

Delye, C. and Michel, S. 2005. Universal primers for PCR-sequencing of grass chloroplastic acetyl-CoA carboxylase domain involved in resistance to herbicide. Weed Res. 45: 323-330.

Delye, C., Matejicek, A. and Gasquez, J. 2002. PCR-based detection of resistance to acetyl-CoA carboxylase-inhibiting herbicides in black-grass (Alopecurus myosuroides Huds) and ryegrass (Lolium rigidum Gaud). Pest Manage Sci. 58: 474-478.

Heap, I. 2011. International survey of herbicide resistance weeds. Online Internet. 1 September 2011. Available.www.weedscience.com.

Kaundun, S. S. and Windass, J. D. 2006. Derived cleaved amplified polymorphic sequence, a simple method to detect a key point mutation conferring acetyl CoA carboxylase inhibitor herbicide resistance in grass weeds. Weed Res. 46: 34-39.

Moss, S. R., Perryman, S. A. M. and Tatnell, L. V. 2007. Managing herbicide-resistant black grass (Alopecurus myosuroides): Theory and practice. Weed Technol. 21: 300-309.

Patzoldt, W. L. and Tranel, P. J. 2002. Molecular analysis of cloransulam resistance in a population of giant ragweed. Weed Sci. 50: 299-305.

Perston, C. 2003. Herbicide resistance: Target site mutation. In: Weedy and Invasive Plant Genomics. eds. Stewart Jr, C. N. Wiley-Blakwell. Pp.127-148.

Wan Kang, H., Yong, G. C., Ung, H. Y. and Moo, Y. E. 1998. A rapid DNA extraction method for RFLP and PCR analysis from a single dry seed. Plant Mol Biol Rep. 16: 1-9.

Zand, E., Bena Kashani, F., Alizadeh, H. M., Soufizadeh, S., Ramezani, K., Maknali, A. and Fereidounpoor, M. 2006. Resistance to aryloxyphenoxypropionate herbicides in wild oat (Avena Ludoviciana). Iran J Weed Sci. 2:17-32.

Zand, E., Bena Kashani, F., Baghestani, M. A., Maknali, A., Minbashi, M. and Soufizadeh, S. 2007. Investigating the distribution of resistant wild oat (Avena ludoviciana) populations to clodinafop-propargil herbicide in south western Iran. Environ Sci. 3: 85-92.

Zand, E., Bena Kashani, F., Soufizadeh, S., Ebrahimi, M., Minbashi, M., Dastaran, F., Poorbayge, M., Jamali, M., Maknali, A., Younesabadi, M., Deihimfard, R. and Forouzesh, S. 2009. Study on the Resistance of Problematic Grass Weed Species to Clodinafop Propargyl in Wheat in Iran. Environ Sci. 6:145-160.