Introduction
קוטלי עשבים הם מידת שליטת העשב ביותר בשימוש נרחב, והיוו עד 50% משוק הגנת הצומח העולמי 1. הם כלים זולים יחסית, להימנע משיטות טיפוח אדמה עתירת עבודה וזמן רב, וסופו של דבר להביא לייצור חסכוני, בטוח ורווחי מזון 2. עם זאת, המתנה הגדולה phenological והגנטי השונות במינים עשבים רבים, יחד עם הסתמכות יתר על שימוש קוטל עשבים, לעתים קרובות גורמת לבחירה של אוכלוסיות עשבים עמידים בפני קוטלי עשבים. המבוא של קוטלי עשבים סלקטיביים עם יעד חילוף חומרים מאוד ספציפי 3-5 כבר עלה באופן משמעותי את מספר המקרים התנגדות לאורך השנים. עד כה, 240 מיני עשבים (140 dicots וmonocots 100) ברחבי העולם התפתחו התנגדות לאתרים שונים של קוטל עשבים פעולה (SOA) 4. זוהי דאגה גדולה לניהול עשב ויותר באופן כללי לייצור יבול בר-קיימא.
e_content "> גילוי מוקדם של התנגדות, המבוסס על בדיקות אמינות, מבוצעות לעתים קרובות בחממה, הוא צעד מפתח לנהל עשבים עמידים קוטל עשבים. גישות שונות פותחו בהתאם למטרות, הרמה הנדרשת של דיוק, זמן ומשאבים זמינים, כ גם מיני עשבים נחשבים 6-12. עם זאת, כאשר אישור של מעמד ההתנגדות של biotype עשב חדש נדרש (כלומר, קבוצה של אנשים שחולקות כמה מאפיינים פיסיולוגיים, כולל היכולת לשרוד אחד או יותר קוטלי עשבים השייכים ל קבוצה מסוימת בשימוש במינון שהיה בדרך כלל לשלוט בם), המבדק צמח שלם חזק צריכה להיות מבוצעת בסביבה מבוקרת 4, 11.Biotype הוא לעתים רחוקות עמיד לקוטל עשבים רק אחד. כל biotype מתאפיין לכן בדפוס מסוים התנגדות, מספר כלומר, והסוג של SOA של קוטלי העשבים הוא עמיד ל, ועל ידי התנגדות ניתנהרמה לכל קוטלי עשבים 13. הקביעה המוקדמת ואמינה של הדפוס של צלב או התנגדות מרובה 5, 14 היא חשובה לניהול התנגדות שדה.
ראוי להזכיר כי התנגדות קוטל עשבים אין שום קשר עם הסובלנות הטבעית שכמה מיני תערוכת עשב כלפי כמה קוטלי עשבים, למשל, מיני dicot לעומת קוטלי עשבים ACCase-עיכוב, מיני monocot לעומת 2,4-D, Equisetum arvense לעומת גלייפוסט.
מאמר זה מציג גישה חזקה לבדיקת biotypes עמיד קוטל עשבים משוערים שנדגמו בתחומים שבם שליטה עניה על ידי קוטל עשבים (ים) שדווחו. גרסאות רלוונטיות לפרוטוקולים סטנדרטיים ביחס למיני העשבים המעורבים מוצגות. היתרונות על פני שיטות / פרוטוקולים חלופיים המבוססים על שני bioassays הצמח כולו רק באמצעות מנה אחת קוטל עשבים 15, או זרעי טיפול בצלחות פטרי 8 קשורים לreliab גבוה יותרility והאפשרות להסיק רמת ההתנגדות בגלל ההכללה של שני מינוני קוטל עשבים בניסויים. עם זאת, לבדיקת התנגדות שגרתית, יכולות להיות מיושמות באותן שיטות וברק מנה אחת קוטל עשבים, ולכן הפחתת העלויות.
כמו גם לאפשר אישור של מעמד ההתנגדות, המידע שהושג יכול לשמש לייעול פעולות המחקר הבא ו / או להמציא אסטרטגיות ניהול קול התנגדות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. זרע דגימה ואחסון
- צג שדות מעובדים לביצועים ירודים קוטל עשבים לא מוצדקים, כלומר, לא בשל תנאי אקלים שליליים או טיפולי קוטל עשבים באיכות נמוכות ל.
- לאסוף דגימת זרע ממין אחד בכל פעם ולהקצות קוד ייחודי. זרעים בשלים בדרך כלל נאספים לפני יבול קציר מצמחים ששרדו את טיפול קוטל עשבים (ים). צג זמן להתבונן אם הזרעים לשפוך על ידי צמח אמא כשבוגר.
- למלא טופס עבור כל דגימה המציינת את הקוד שהוקצה ייחודי, שמו של מין, תאריך אוסף, GPS קואורדינטות, עירייה, את שמו של החקלאי, גודל שדה, רמת נגיעות, יבול, קוטל עשבים (ים) המשמש במהלך העונה ותיעוד ההיסטורי של השדה .
- לאסוף זרעים מלפחות 30 צמחים שנבחרו באקראי שמייצגים את התפשטות השדה. ודא שהמדגם הזרע מכיל לפחות 5,000 זרעים בשלים. למיני עשבים לחייב outcrossing (למשל, spp Lolium. או spp Amaranthus.), לצמצם את מספר הצמחים 10-15, שמירה על המספר הכולל של זרעים כ -5,000 11.
- תת מדגם השדה אם טלאים של עשבים פזורים על פני שטחים גדולים (יותר מ דונם) biotypes קוטל עשבים עמידים שונה כנבחרים.
- זרעי חנות בשקיות נייר unsealed שכותרתו עם הקוד הייחודי שהוקצה.
- לאפשר לחות להתאדות אבל אל תחשוף זרעים לטמפרטורה גבוהה (כלומר, להימנע מלהשאיר אותם במכונית תחת השמש) או לתנודות טמפרטורה קיצוניות, כדי למנוע גיוס של תרדמת משנית.
- נקי (להסיר מוץ, זרעי דה-גוף, וכו ') ולאחסן אותם בטמפרטורת הסביבה בחדר יבש. לאחר ביצוע בדיקות ההתנגדות הראשונות, לאחסן את הזרעים לפרקי זמן ארוכים בחדר חשוך ב 4 ° C, רצוי בשקיות ניילון אטום ואקום. בזרעים בדרך זו לשמר יכולת הקיום שלהם במשך זמן ארוך יותר באופן משמעותי.
= "Jove_title"> 2. זרעי תרדמת חמות
הערה: תרדמת זרעים מספקת מנגנון גמיש ויעיל המאפשר לעשבים להסתגל ולהתמיד באגרו מערכות אקולוגיות. כדי לשבור תרדמת ולאפשר נביטת זרעים, פרוטוקולים שונים צריכים להיות בשימוש בהתאם למיני עשבים, כלומר, הסוג של תרדמת 16.
ישנן שלוש דרכים עיקריות להסרת תרדמת:
- Vernalization
הערה: כדי לקבל נביטה בו זמנית והופעת שתיל, תקופה של vernalization זרע הנעה בין כמה ימים עד שבוע נדרשה להסיר תרדמת פיזיולוגית ממינים רבים:. למשל, retroflexus Amaranthus, אלבום Chenopodium,, fatua Avena, persicaria Polygonum spp Lolium , Phalaris paradoxa 17-19. תקופה ארוכה יותר של עד 15 ימים נדרש לrhoeas פרג, difformis הגומא וcoccinea Ammania ועד 30 יום לSchoenoplectus mucronatus- שים קצת מים ללא יונים בצלחות פלסטיק. חותך שתי שכבות של נייר סינון ולהשרות אותם במים, להסיר את כל עודפים. מניחים את זרעי האוויר יבש על הנייר. העבר את צלחות פלסטיק למקרר ב 4 מעלות צלזיוס במשך התקופה הנדרשת של זמן.
הערה: מיני עשבים חלקם יותר סרבנים לנביטה יותר מאחרים בגלל תרדמת מכאנית, כלומר מאפייני מעיל זרע, ומחייבים שימוש בשריטה כימית באמצעות חומצה גופרתית לנבוט 21.
- הכן כוס עם חומצה גופריתית מרוכזת (95-98%). הכן כוס מלאה במים. שים את הזרעים במעטפה בד לא ארוג.
- משרים למשל, זרעי halepense spp Echinochloa. או דורה במשך 20 דקות או 5 דקות, בהתאמה, בחומצה גופרתית מרוכזת.
- קח את המעטפה מהכוס באמצעות פינצטה ולשים אותו בכוס מלאה במים. פתח אתמעטפה, לשים את הזרעים במסננת קטנה ולשטוף אותם ביסודיות תחת מים זורמים.
- משרים את הזרעים למשך 2 דקות בכלורופורם. יש לשטוף את הזרעים עם מים ללא יונים ולייבש אותם עם נייר סופג. דאנק הזרעים ב -80% חומצה גופרתית במשך 5 דקות.
- שים את הזרעים במסננת קטנה ולשטוף אותם ביסודיות תחת מים זורמים.
הערה: זרעים של מיני עשבים אחרים לא נובטים בכל כמה חודשים לאחר פירעון, ללא קשר לשיטה לשבור תרדמת.
- אחסן את הזרעים לתקופה של לפחות 3-4 חודשים ב RT ולחות נמוכה ולאחר מכן בצע את הפרוטוקולים מעל לשבירת תרדמת (למשל, Oryza סאטיבה var. Sylvatica או rhoeas פ).
נביטת זרע 3.
- זרעים מונבטים מקום להיות ביציקהמנות טיק מכילות 0.6% (מ '/ V) אגר עם 0.1% אשלגן חנקה (KNO 3) הוסיפו:
- הכן פתרון של אגר בשיעור של 0.6% KNO + 0.1% 3 שימוש במים ללא יונים. ממיסים את אגר במיקרוגל.
- יוצקים את הפתרון אגר לתוך צלחות פלסטיק. לקרר את המצע ואז לשים בזרעים.
- הנח צלחות פלסטיק בארון נביטה במשך כשבוע עם תנאי אור וטמפרטורה בהתאם לתנאים האופטימליים לכל מיני עשבים. עבור רוב מיני החורף, טווח הטמפרטורה הוא 15/25 ° הלילה C / יום וphotoperiod 12 שעות עם צינורות ניאון מתן צפיפות הפוטוסינתזה פוטון שטף (PPFD) של 15-30 μmol מ '-2 שניות -1. למיני קיץ רבים, טווח הטמפרטורה הוא 15/30 לילה / יום ° C.
Variant: Sשת מינים, כגון ס halepense, צריכים טיפול בחום. לכן לאחר השריטה, זרעיו של ס ' halepense כפוף לתנאים הבאים: מחזורים של 4 שעות ב 45 ° C ו -20 שעות ב 24 מעלות צלזיוס במשך שלושה ימים בממשלת הנביטה, ולאחר מכן שלושה ימים בתנאים נורמלים.
4. שתיל השתלה וצמיחה
- השתלה חמש עשרה עד עשרים שתילים למגשי פלסטיק (325 x 265 x 95 מ"מ) מלאים בתערובת שתילה סטנדרטית (60% אדמת חמרה בוצית, חול 15%, 15% וagriperlite כבול 10% - לפי נפח).
הערה: השתלה, במקום זריעה ישירה, מאפשרת עמדה אחידה של צמחים באותו שלב הצמיחה שהושגה, שהוא תנאי מוקדם חשוב כדי למטב את הביצועים של טיפול קוטל העשבים. - לזהות כל מגש עם ברקוד כולל את כל המידע לזיהוי הייחודי: קוד אוכלוסייה, נבדקים קוטל עשבים, לשכפל מספר ומספר מגש מתקדם <./ Li>
- מגשי מקום בצמחי חממה ומים מחוממים לפי צורך כדי לשמור על המצע ליד או קיבולת שדה.
הערה: טמפרטורת הצמיחה משתנה בהתאם למין העשב. לעתים קרובות בדיקות נעשות בסתיו / חורף / אביב, כל כך קל הוא בתוספת שימוש במנורות 400 וואט המתכת-הליד, המספקות PPFD של מטר -2 שניות על 150 μmol -1 וphotoperiod 12 שעות 24, 19. מיני עשבי קיץ עם מחזור הפוטוסינתזה C 4 בדרך כלל דורש עוצמת אור גבוהה יותר, ולכן בדיקות נעשות באביב-הקיץ מאוחר או עוצמת אור בתוספת היא מ 'μmol כ -400 -2 שניות -1 עם photoperiod 14 שעות. - משתמש בפרוטוקול שונה לכמה מיני עשבים שפשטו על אורז אורז, למשל, א ' חך-Aquatica, ס mucronatus וג difformis כפי שתואר ב -22.
- השתלת השתילים למגשי קלקר עם 24 תאים עגולים (קוטר 55 מ"מ, 64 מ"מ העמוק) filהוביל עם 60% אדמת חמרה בוצית, חול 30% וכבול% 10 (לפי נפח).
- הגדר את המגשים ב -12 סנטימטרים מכלי פלסטיק עמוקים מלאים במים והוברחו על ידי מוטות נירוסטה דפוקה כדי למנוע מהם צף (איור 1).
- לשמור על רמת מים במכל ב1-2 סנטימטר מתחת לרמה של פני השטח האדמה ולהוסיף 1.5 גרם של נחושת גופרתית לכל מכולה (המכיל 10-12 ליטר מים), כדי למנוע את ההתפשטות של אצות.
5. טיפולי קוטל עשבים
- טיפולים בקוטלי עשבים קדם-הופעה:
- לאחר כשלושה ימים בממשלת הנביטה כאמור בסעיף 3, השתלת הזרעים הנובטים למגשי פלסטיק המכילים את המצע שתואר לעיל ומכסה בשכבת האדמה (כ 1 סנטימטר). זהו צעד קריטי כדי להבטיח ששתילים לא נצא בשל השפעת קוטלי העשבים ולא עומק קבורה מופרז.
- קח את המצע לקאפה שדהעיר על ידי הצבת המגשים, שיש כמה חורים בתחתית, על צלחות מלאות במים.
- יום אחד לאחר ההשתלה, טיפול במגשים עם קוטל העשבים קדם-הופעת 25.
- שמור את המצע באו קיבולת שדה ליד על ידי הוספת מים לפי צורך גם מלמעלה ולמטה על ידי קפילריות מהצלחת. הליך זה מעדיף את הקביעות של קוטל העשבים בעומק הנכון (כלומר, שבו הזרעים הנובטים הם) ליעילות טיפול טובה.
- טיפולים בקוטלי עשבים הודעה הופעה-:
- ריסוס צמחים כאשר הם מגיעים לשלב 2-3 עלים (כלומר, שלב צמיחה 12-13 של סולם צמיחת BBCH המורחב 26).
- החל מהיום לאחר הטיפול, להגדיר את מערכת ההשקיה בהתאם לדרישות המים של מיני עשבים והעונה (לדוגמא, לspp Echinochloa. הוא מספק מים במשך 3 דקות 4 פעמים ביום, במרווחי זמן קבועים מ -9 בבוקר עד 9 בערב). מים הוא דיסtributed באמצעות מערכת השקיה ממטרה אוטומטית.
Variant: גלייפוסט מיושם בBBCH שלב צמח 14-21.
- הכנת קוטל עשבים והפצה.
הערה: כל קוטלי העשבים (לפני ואחרי הופעה-) מיושמות כניסוחים מסחריים עם שטח מומלץ בשתי מנות, מינון מומלץ שדה (1x) ושלוש פעמים ש( 3x).- במידת הצורך, להכין את הפתרון פעילי שטח בכמויות גדולה פי הוראות התווית; הריכוז הסופי בדרך כלל בא לידי ביטוי כאחוז מהנפח הסופי (למשל, 0.3%) או כנפח לחלוקה ליחידת שטח (למשל, חה -1 1 ליטר).
- השתמש בפתרון השטח כממס לפתרון קוטל עשבים (מומס) על מנת לשמור על הריכוז הנכון של החומר הפעיל. הכן את פתרון קוטל עשבים המרוכז ביותר הראשונה (3x). לחשב את כמות המוצר מסחרי שמומסת בפתרון פעילי השטח (או במים ללא יונים אםפעילי שטח אין צורך) באמצעות המשוואה הבאה:
עשב מנה = [(מנה x שדה מקסימום מנה) סנפיר V x] / V דל
איפה: עשב = מנת מנה קוטל עשבים (מיליליטר), מינון שדה = שדה עשבים מינון (מיליליטר חה -1), המנה מקסימום = נמסר מינון מקסימאלי, סנפיר V = נפח סופי של הפתרון (L), V = הנפח דל נמסר על ידי מרסס ספסל (-1 חה L). - לדלל (2: 1, נ / V) 3x פתרון קוטל העשבים להכין פחות מרוכז אחד (1x). הליך זה מפחית את הסיכוי לטעויות בעת שקילה או pipetting קוטלי העשבים. ריכוז פתרון קוטל עשבים מתבטא כנפח לחלוקה ליחידת שטח (-1 חה L).
- התחל הרצף של טיפול במינון נמוך יותר קוטל העשבים (1x). בדרך זו אין צורך לשטוף את ארון הריסוס בין שני טיפולים באותה קוטל העשבים.
- להפיץ solutio קוטל העשביםn באמצעות מרסס ספסל דיוק אספקה חה 300 L -1 (± 1%), בלחץ של 215 kPa, ומהירות של 0.75 מ 'לשנייה -1, עם פריחה מצוידת בשלוש שטוח אוהד (טווח מורחב) חרירים הידראוליים .
- שטוף את ארון ריסוס פעמיים כאשר קוטל העשבים משתנה באמצעות אקונומיקה 1% (V / V) ולאחר מכן לשטוף.
Variant: גלייפוסט מיושם עם תרסיס נפח של 200 דונם L -1 27.
הערה: תשומת לב מיוחדת צריך להיות משולמת כאשר קוטלי עשבים ביולוגיים מאוד, כגון sulfometuron sulfonylureas או flazasulfuron, משמשים. במקרה האחרון לעשות כביסה אחת עם פתרון אקונומיקה ועוד עם אמוניה (2.5% v / v), ואחריו שטיפה זהירה עם מים.
6. איסוף וניתוח של נתונים
- באמצעות קורא ברקוד, שמזהה באופן אוטומטי כל מגש, לרשום את המספר של צמחים ששרדו את הטיפול, כמו גם ביומסה החזותית המשוערת (VEB). צמחים הם התחתessed כמת אם הם לא מראים צמיחה פעילה ללא קשר לצבע או מראה אחר.
- הפוך את ההערכה שלושה או ארבעה שבועות לאחר הטיפול (WAT) בהתאם לקוטלי עשבים שנבדקו (למשל, שלוש WAT למעכבי ACCase וארבעה WAT למעכבי ALS או גלייפוסט).
- להעריך את יעילות הטיפול הכללית בכולל אוכלוסייה רגישה (לבדוק S) בכל הניסויים, כלומר, אוכלוסייה שנאספו באתר שבו מעולם לא היה או רק לעתים רחוקות טופל בקוטלי עשבים.
- הישרדות צמח Express כאחוז ממספר הצמחים שטופלו, נספר רק לפני טיפול קוטל העשבים, ולחשב את סטיית ההתקן (SE) לערך ממוצע (כלומר ערך של שני משכפל).
- VEB מתקבל באמצעות השוואה ויזואלית של ביומסה במפעל בין מטופלים ולא טופל בדיקה של אותה האוכלוסייה 25, 28. ציון, הנע בין 10 לצמחים אינם מושפעים מקוטל העשבים (לעומת הבדיקה לא טופלה) ל0 מתיהצמחים הם בבירור מתים, ניתן לכל מגש שטופל.
- אוכלוסיות מייחסים לארבע קטגוריות המבוססים על התוצאות שהתקבלו מטיפולים עם שתי מנות קוטל עשבים: S כאשר פחות מ -5% מצמחים שרדו 1x מינון קוטל עשבים, SR כאשר ניצולים נעו בין 5% ל -20% ב1x קוטל העשבים מינון, R כאשר יותר מ 20% ממפעלים שרדו 1x מינון קוטל העשבים וRR כאשר ניצולים יותר מ -20% במינון העשבים 1x ויותר מ -10% במינון העשבים 3x 17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
כדי להעריך את המצב של התנגדות אוכלוסייה עמידה משוערת, זה הוא יסוד לכולל בדיקה רגישה בassay על מנת לוודא את יעילות קוטלי העשבים. התוצאות של בדיקת סקר שנערכו על פ אוכלוסיות rhoeas, עשב שפשט על שדות חיטה, מדווחות באיור 2, שבו היעילות של ארבעה קוטלי עשבים הודעה הופעה-על בדיקה רגישה (09-36) ועל אחד החשודים העמידים (10-91) מוצגות. אוכלוסייה 09-36 נשלטה לחלוטין על ידי ALS מעכב iodosulfuron בעוד שרק אחד שרד צמח המינון 1x של שני קוטלי העשבים ALS האחרים שנבדקו, florasulam וtribenuron-מתיל (איור 2). במקום זאת, כ -60% מהמפעלים של אוכלוסייה 10-91 שרדו שני מינונים של קוטל העשבים iodosulfuron וtribenuron-מתיל וסביב 50% שרדו את מינון 1x של florasulam. תוצאות אלו מאשרות כי האוכלוסייה 10-91 היא עמידה מאוד (RR) ל- מתיל tribenuron ועמיד iodosulfuron ו(R) לflorasulam. תגובה שונה נצפתה עם 2,4-D, קוטל עשבים שיש SOA שונה (כלומר, היא מחקה אוקסין אנדוגני), בשימוש נרחב לשלוט עשבי dicot בחיטה. רק 33% ממפעלים של סימון S נהרגו עם קוטל עשבים זה במינון 1x וערך VEB היה> 20% (איור 2). חוסר היעילות באוכלוסיית הבדיקה לא לאשר אם האוכלוסייה 10-91 היא עמידה לקוטל עשבים זה או לא. במקרה זה מומלץ לבצע את הניסוי שוב ואם התוצאות יאושרו, לשנות את אוכלוסיית S. דוגמא לשליטה טובה של הבדיקה רגישה מדווחת באיור 3. Spp Echinochloa. אוכלוסיית 07-16L נשלט לחלוטין על ידי כל קוטלי העשבים במינון המומלץ השדה (1x). במקרה זה, ניתן לומר שהאוכלוסייה 08-42 היא מאוד צלב עמידה לכל מעכבי ALS נבדקו, כלומר, azimsulfuron, bispyribac-Na, imazamox וpenoxsulam. פרק לא טופלאק בשתי האוכלוסיות דיווח על השמאל. צמחים אלו משמשים לחישוב VEB; הסכום של ביומסה מוערך חזותי מגש על ידי מגש נותן ציון של 10 לבדיקה לא טופלה ולאחר מכן הקצאת ציון בין 0, ללשכפל ללא כל רקמות צמח ירוקות, עד 10, כאשר ביומסה דומה לטופל לא לבדוק (איור 3).
דוגמא נוספת לתפוקה דווחה באיור 4, שבו הישרדות מפעל של spp Lolium. לגלייפוסט מוצג. האוכלוסיות שנבדקו נאספו במערכות חיתוך מבוסס חיטה בי גלייפוסט מפעיל לחץ מבחר שונה (כלומר, מדי פעם או 1-2 טיפולים בשנה או 3-פעמים בשנה). צמחים רוססו בשלב מוקדם tillering (BBCH 14-21) באמצעות שני מינונים של גלייפוסט: 480 ו1,440 ז ע"א חה -1, המייצגים את המינימום ומינון מרבי מומלצת לשדה עשבים שנתי (כלומר, therophytes) בצמיחה שרחגיל. הנתונים נאספו ארבעה שבועות לאחר טיפול. בהתבסס על שני הניסויים, שבע של האוכלוסיות שנבדקו היו שיעור הישרדות של 80% או יותר (אוכלוסיות 343, 383, 384, 403, 509, 512 ו537) במינון הנמוך ביותר מיושם אך רק 50% ממפעלים של אוכלוסיות 403 ו 509 שרדו את המינון הגבוה ביותר גלייפוסט. הייתה אוכלוסייה אחת שיעור הישרדות של כ -40% ב1x מנה, ואילו רק כמה צמחים של אוכלוסייה 509 שרדו את המינון הנמוך ביותר ואוכלוסיית 508 הייתה בשליטה מלאה בכל מנה. לסיכום, ניסויים אלה הראו רמות שונות של התנגדות לגלייפוסט, כי לעתים קרובות לידי ביטוי את ההיסטוריה של שימוש בקוטל עשבים השדה. רמת התנגדות גלייפוסט הייתה גבוהה יותר עבור האוכלוסיות שטופלו בעוצמה רבה יותר: כלומר, מספר היישומים בתחום בשנה ומספר השנים של לחץ בחירה היה גבוהים יותר.
הפרוטוקול המתואר לקוטל עשבים אחד (איור 4) יכול להיות מיושם על רבים אחרים שיש diffeלשכור SOA; בדרך זו ניתן לקבוע את דפוס ההתנגדות של אוכלוסיות אחד או יותר. דוגמא של השתנות דפוס התנגדות של spp Echinochloa. אוכלוסיות מדווחות בטבלה 1. נתונים ההסטוריים של שימוש קוטל עשבים ויבול ניהול שהתקבל מהאיכר ציינו כי קוטלי עשבים ALS-עיכוב היו סוכן הבחירה (כלומר, penoxsulam או imazamox). מבחן ההתנגדות בוצע לכן עם שלושה עיכוב ALS קוטלי עשבים (azimsulfuron, penoxsulam וimazamox) השייכים למשפחות כימיות שונות, וקוטל עשבים אחד שיש עוד SOA, profoxydim קוטל העשבים ACCase-עיכוב. הבדיקה רגישה (07-16L) נשלטה לחלוטין על ידי כל נבדקו קוטלי העשבים (טבלת 1). שלושה דפוסי התנגדות התגלו: שלושה עשר אוכלוסיות הביאו כעמיד רק למעכבי ALS, ארבע אוכלוסיות הביאו כעמיד רק לprofoxydim מעכב ACCase, ושלוש אוכלוסיות הראו מרובות דפוס התנגדות לשני profoxydim מעכב ACCase ומעכבי ALS. בתוך כל דפוס התנגדותו ניתן להבחין biotypes שונה, למשל, ארבע אוכלוסיות עמידות למעכבי ALS שרדו רק טיפולים עם azimsulfuron sulfonylurea בעוד שתיים מהאוכלוסיות רבת-העמידים שרדו טיפול רק עם azimsulfuron מעכב ALS אך די בשליטת penoxsulam ו imazamox.
איור 1. דוגמא של ג difformis, מיני עשבים שפשטו על אורז אורז, ניסוי הגדרה. מגשי קלקר הם הכניסו לתוך מיכלי פלסטיק ונחסמו על ידי מוטות נירוסטה דפוקה כדי למנוע מהם צף. מים נשמר 1-2 סנטימטר מתחת לרמה של פני השטח האדמה כדי לחקות את תנאי אורז אורז. תמונה צולמה ארבעה שבועות לאחר הטיפול.p_upload / 52,923 52923fig1large.jpg "target =" / _ blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
תגובת איור 2. שני פ אוכלוסיות rhoeas לפרסם הופעת קוטלי עשבים. אפקט של iodosulfuron, tribenuron, florasulam ו2,4-D נבדק במינון המומלץ השדה (1x) ובשלוש פעמים ש( 3x) על הישרדות צמח (סורגים כחולים) וביומסה הערכה חזותית ( VEB; ברים אדומים) של הבדיקה רגישה (09-36) ושל אוכלוסייה עמידה (10-91). ההערכה נעשתה ארבעה שבועות לאחר טיפול קוטל העשבים. הישרדות הצמח וVEB באים לידי ביטוי כאחוז ממספר הצמחים שטופלו וVEB של הבדיקות לא טופלו (%). הקו האופקי ב 20% מהישרדות הצמח מייצג את הסף המפלה בין אוכלוסיות עמידות ורגישות כאשר מטופלים צמחים ב1x המינון. ברים אנכייםמייצג סטיות התקן מחושב על הערך הממוצע של שתי חזרות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. תוצאות חזותי של הקרנה על שני spp Echinochloa. אוכלוסיות. הבדיקה רגישה, 07-16L (S), והאוכלוסייה עמידה, 08-42, נבדקו עם ארבעה מעכבי ALS (דיווחו על ימין) בשתי מנות, 1x ו3x, (דווחו בתחתית). לבדיקת S רק תוצאות של 1x המינון מדווחות, כי כל הצמחים כבר שלטו במינון ש. שלוש דוגמאות של ציון VEB מדווחות באדום: 0 = כל הצמחים מתים, 10 = כל הצמחים שרדו וביומסה היא דומה לבדיקה לא טופלה (NT) (דיווחה על השמאל), 5 = ביומסה היא כמחצית מזה ב מגש של מטופלים-לאלבדוק. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4. שיעור הישרדות מפעל לעשרה spp Lolium. אוכלוסיות שנבדקו עם גלייפוסט. הישרדות צמח שנרשמה בשני ניסויים (סורגים כחולים וכתומים לברי Exp. I ו- II, בהתאמה). הנתונים מבוטאים באחוזים (%) של מספר הצמחים שטופלו. שתי בדיקות רגישות היו בשליטה מלאה במינון 1x ולכן לא דיווחו בגרף. שתי מנות נבדקו, המינימום (1x = 480 גרם AE חה -1) ומקסימום (3x = 1,440 ז ע"א חה -1) מינונים דיווח על תווית המוצר. הקו האופקי ב 20% מהישרדות הצמח מייצג את הסף המפלה בין אוכלוסיות עמידות ורגישות כאשר הצמחים היו תענוגאד ב1x המינון. קווים אנכיים מייצגים סטיות התקן מחושב על הערך הממוצע של שתי חזרות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
טבלת 1. מעמד התנגדות של עשרים ואחד של אוכלוסיות spp Echinochloa. בדיקה רגיש (07-16L) מדווחת בנועז. רמות ההתנגדות מדווחות לכל אחד מארבעת קוטלי העשבים נבדקו (מעכב ACCase אחד, profoxydim, ושלושה מעכבי ALS, azimsulfuron, penoxsulam וimazamox) לפי ארבע קטגוריות: פחות מ -5% S = צמחים שרדו 1x מינון קוטל עשבים, SR = הישרדות צמח נעה בין 5% ל -20% ב1x מינון קוטל עשבים, R = יותר מ -20% מצמחים שרדו 1x מינון קוטל עשבים, RR = הישרדות מפעל היה יותר מ -20% במינון קוטל עשבים1x ויותר מ -10% במינון 3x. דפוסי התנגדות שונים מודגשים: אדום = התנגדות רק למעכב ACCase, = התנגדות צהובה רק למעכבי ALS (ים), כתומה = התנגדות למעכב ACCase ומעכב ALS אחד לפחות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
כמה צעדים בפרוטוקולים הם קריטיים להערכה מוצלחת של התנגדות קוטל עשבים באוכלוסייה: 1) יש לאסוף זרעים כאשר בוגר מצמחים ששרדו את טיפול קוטל עשבים (ים). הבשלה של הזרעים על הצמח האם הוא חיוני כדי למנוע קשיים בנביטת זרעים מאוחר יותר; 2) האחסון הנכון של זרעים מומלץ להימנע התפשטות של תבניות שימנעו נביטה; 3) יש להתייחס שתילים בשלב הצמיחה תקין, כפי שדווחו על התווית של חבילת קוטל העשבים. יש להקפיד כל כך שלהיות מטופלים צמחים הגיעו בערך באותו שלב הצמיחה; 4) את פתרונות קוטל העשבים צריכים להיות מוכנים ולטפל בם ברמת דיוק כך שצמחים הם ריססו עם הריכוז הנכון של חומר פעיל ולכן להימנע מטעויות בלתי ניתנות לאימות; 5) לאחר כל טיפול קוטל עשבים מומלץ לנקות את ארון הריסוס ביסודיות ומוצרי זכוכית המשמש להכנת הפתרונות כדי למנועזיהום בטיפול קוטל העשבים הבא, במיוחד כאשר קוטלי עשבים מאוד פעילים מבחינה ביולוגית מעורבים.
הפרוטוקולים שהוצגו במסמך זה ניתן להתאים בקלות למגוון רחב של מיני עשבים בשינויים הנדרשים על פי מין וקוטלי עשבים של עניין. (סעיפים לראות 2 ו -3) בפרט, שיטות לשבור תרדמת זרעים ונביטה הם צעדים שיש לשקול מחדש עבור כל מיני עשבים חדשים. ציוד ריסוס לפעמים צריך התאמות כאשר קוטלי עשבים שונים משמשים, למשל, גלייפוסט דורש הגדרות שונות של ממשלת הריסוס (ראה סעיף 5.3) ומטופלים צמחים בשלב צמיחה מאוחר יותר מאשר עם רוב קוטלי עשבים.
הזמן והמרחב דרוש לביצוע פרוטוקולים אלה יכולים להיות גורם מגביל ואינו מתאים לבדיקה שגרתית. עם זאת, כדי להגביל את העלויות, ניתן להשתמש רק במינון קוטל עשבים אחד. בדרך זו עדיין ניתן להשיג מידע על אם לאהוא האוכלוסייה היא עמידה. הגבלת פוטנציאל של הגישה קשורה לעובדה שאין בדיקות עמידות כלולות בניסויים. למעשה, בשל המספר הגדול של biotypes העריך (כלומר, מין וקוטלי עשבים המעורבים שונים), יש לכלול בדיקות רבות בכל ניסוי, כך להגדיל את העלויות.
עם זאת, היתרונות על פני שיטות / פרוטוקולים חלופיים המבוססים על צמח כל bioassays רק באמצעות אחד קוטל עשבים במינון 15 קשורים לאמינות גבוהה יותר והאפשרות להסיק את רמת ההתנגדות. בדיקות סקר לאבחון מהירות יותר ופחות יקרות גם כבר המציאו, in vivo או במבחנה (למשל, bioassays צלחת פטרי 8, בדיקות spectrophotometric על אנזים יעד קוטל עשבים 29). עם זאת, הם מספקים רק מידע איכותי ודורשים קצת עבודה ראשונית, לפעמים מייגע, כדי לזהות את מינון העשבים לאפליה בין מילצמחי istant ורגישים. במבחנה מבחני גם צריכים להיות מותאמים על פי המרכיב הפעיל בשימוש.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Paper bags | Celcar SAS | ||
| Plastic dishes | ISI plast S.p.A. | SO600 | Transparent plastic |
| Sulfuric acid 95-98% | Sigma-Aldrich | 320501 | |
| Non-woven fabric | Carretta Tessitura | Art.TNT17 | Weight 17 g m-2 |
| Chloroform >99.5% | Sigma-Aldrich | C2432 | |
| Agar | Sigma-Aldrich | A1296 | |
| Potassium nitrate >99.0% | Sigma-Aldrich | P8394 | |
| Plastic containers | Giganplast | 1875/M | 600 x 400 x 110 mm |
| Plastic trays | Piber plast | G1210A | 325 x 265 x 95 mm |
| Polystyrene trays | Plastisavio | S24 | 537 x 328 x 72 mm, 24 round cells (6x4) |
| Copper sulfate | Sigma-Aldrich | 451657 | |
| Agriperlite | Blu Agroingross sas | AGRI100 | |
| Peat | Blu Agroingross sas | TORBA250 | |
| Germination cabinet | KW | W87R | |
| Nozzles | Teejet | XR11002-VK, TP11001-VH | The second type of nozzles are used only for glyphosate |
| Barcode generator | Toshiba TEC | SX4 | |
| Labels with barcode | Felga | TT20200 | Stick-in labels with rounded corners |
| Barcode reader | Cipherlab | 8300-L | Portable data terminal |
| Bench sprayer | Built in house | ||
| Herbicides included in the results: | |||
| Commercial product | Active ingredient | Company | Comments |
| Altorex | imazamox | BASF | |
| Azimut | florasulam | Dow AgroSciences | |
| Biopower | Bayer Crop Science | Surfact to be used with Hussar WG | |
| Dash | BASF | Surfact to be used with Altorex | |
| Granstar | tribenuron-methyl | Dupont | |
| Gulliver | azimsulfuron | Dupont | |
| Hussar WG | iodosulfuron | Bayer Crop Science | |
| Nominee | bispyribac-Na | Bayer Crop Science | |
| Roundup | glyphosate | Monsanto | |
| Trend | Dupont | Surfact to be used with Granstar and Gulliver | |
| Viper | penoxsulam | Dow AgroSciences | |
| Weedone LV4 | 2,4-D | Isagro | |
References
- Massa, D., Kaiser, Y. I., Andújar-Sánchez, D., Carmona-Alférez, R., Mehrtens, J., Gerhards, R. Development of a geo-referenced database for weed mapping and analysis of agronomic factors affecting herbicide resistance in Apera spica-venti L. Beauv. (Silky Windgrass). Agronomy. 3 (1), 13-27 (2013).
- Powles, S. B., Shaner, D. L. Herbicides Resistance and World Grains. , CRC Press LLC. Raton, FL. 308 (2001).
- Sattin, M. Herbicide resistance in Europe: an overview. Proc. BCPC International Congress. , Crop Science & Technology. UK. 131-138 (2005).
- Heap, I. M. International Survey of Herbicide Resistant Weeds. , Available from: http://www.weedscience.org (2015).
- Jasieniuk, M., Le Corre, V. Deciphering the evolution of herbicide resistance in weeds. Trends Genet. 29 (11), 649-658 (2013).
- Heap, I. M. Identification and documentation of herbicide resistance. Phytoprotection. 75 (4), 85-90 (1994).
- Beckie, H. J., Heap, I. M., Smeda, R. J., Hall, L. M. Screening for herbicide resistance in weeds. Weed Technol. 14 (2), 428-445 (2000).
- Tal, A., Kotoula-Syka, E., Rubin, B. Seed-bioassay to detect grass weeds resistant to acetyl coenzyme A carboxylase inhibiting herbicides. Crop Prot. 19, 467-472 (2000).
- Boutsalis, P. Syngenta Quick-Test: a rapid whole-plant test for herbicide resistance. Weed Technol. 15 (2), 257-263 (2001).
- Menchari, Y., et al. Weed response to herbicides: regional-scale distribution of herbicide resistance alleles in the grass weed Alopecurus myosuroides. New Phytol. 171 (4), 861-874 (2006).
- Burgos, N. R., et al. Review: confirmation of resistance to herbicides and evaluation of resistance levels. Weed Sci. 61 (1), 4-20 (2013).
- Owen, M. J., Martinez, N. J., Powles, S. B. Multiple herbicide-resistant Lolium rigidum. (annual ryegrass) now dominates across the Western Australian grain belt. Weed Res. 54 (3), 314-324 (2014).
- Herbicide Resistance Action Committee. Classification of herbicides according to site of action. , Available from: http://www.hracglobal.com/Education/ClassificationofHerbicideSiteofAction.aspx (2015).
- Beckie, H. J., Tardif, F. J.
- Moss, S. R., et al. The occurrence of herbicide-resistant grass-weeds in the United Kingdom and a new system for designating resistance in screening assays. Proc. BCPC Weeds. , Brighton. 179-184 (1999).
- Baskin, C. C., Baskin, J. M. Seeds, Ecology, Biogeography and Evolution of dormancy and Germination. , Academic Press. San Diego, USA. 27-42 (1998).
- Sattin, M., Gasparetto, M. A., Campagna, C. Situation and management of Avena sterilis. ssp. ludoviciana. and Phalaris paradoxa. resistant to ACCase inhibitors in Italy. Proc. BCPC - Weeds. , Brighton, UK. 755-762 (2001).
- Scarabel, L., Varotto, S., Sattin, M. A European biotype of Amaranthus retroflexus. cross-resistant to ALS inhibitors and response to alternative herbicides. Weed Res. 47 (6), 527-533 (2007).
- Collavo, A., Panozzo, S., Lucchesi, G., Scarabel, L., Sattin, M. Characterisation and management of Phalaris paradoxa. resistant to ACCase-inhibitors. Crop Prot. 30 (3), 293-299 (2011).
- Scarabel, L., Carraro, N., Sattin, M., Varotto, S. Molecular basis and genetic characterisation of evolved resistance to ALS-inhibitors in Papaver rhoeas. Plant Sci. 166 (3), 703-709 (2004).
- Panozzo, S., Scarabel, L., Tranel, P. J., Sattin, M. Target-site resistance to ALS inhibitors in the polyploid species Echinochloa crus-galli. Pestic. Biochem. Phys. 105 (2), 93-101 (2013).
- Sattin, M., Berto, D., Zanin, G., Tabacchi, M. Resistance to ALS inhibitors in rice in north-western Italy. Proc. BCPC. Weeds. , Brighton. 783-790 (1999).
- Scarabel, L., Berto, D., Sattin, M. Dormancy breaking and germination of Alisma plantago-aquatica. and Scirpus mucronatus. Aspects of Applied Biology. 69, Wellesbourne, UK. 285-292 (2003).
- Collavo, A., Strek, H., Beffa, R., Sattin, M. Management of an ACCase-inhibitor-resistant Lolium rigidum. population based on the use of ALS inhibitors: weed population evolution observed over a 7 years field-scale investigation. Pest Manag. Sci. 69 (2), 200-208 (2013).
- Scarabel, L., Panozzo, S., Savoia, W., Sattin, M. Target-site ACCase-resistant Johnsongrass (Sorghum halepense). selected in summer dicot crops. Weed Technol. 28 (2), 307-315 (2014).
- Hess, M., Barralis, H., Bleiholder, H., Buhur, L., Eggers, T., Hack, H., Strauss, R. Use of the extended BBCH scale - general for the description of the growth stages of mono- and dicotyledonous weed species. Weed Res. 37 (6), 433-441 (1997).
- Collavo, A., Sattin, M. First glyphosate-resistant Lolium. spp. biotypes found in a European annual arable cropping system also affected by ACCase and ALS resistance. Weed Res. 54 (4), 325-334 (2014).
- Scarabel, L., Cenghialta, C., Manuello, D., Sattin, M. Monitoring and management of imidazolinone-resistant red rice (Oryza sativa. L., var. sylvatica.) in Clearfield® Italian paddy rice. Agronomy. 2 (4), 371-383 (2012).
- Zelaya, I. A., Anderson, J. A. H., Owen, M. D. K., Landes, R. D. Evaluation of spectrophotometric and HPLC methods for shikimic acid determination in plants: Models in glyphosate-resistant and-susceptible crops. J. Agric. Food Chem. 59 (6), 2202-2212 (2011).
