Introduction
Ugressmidler som er mest brukt i stor utstrekning ugrasbekjempelse tiltak, står for opptil 50% av den globale plantevern marked 1. De er relativt billige verktøy, unngå arbeidskrevende og tidkrevende jorddyrkingspraksis, og til slutt resultere i kostnadseffektiv, sikker og lønnsom matproduksjon 2. Imidlertid, den store fenologiske og genetisk variabilitet til stede i mange ugressarter, sammen med en over-avhengighet av herbicid bruk, ofte resulterer i valg av herbicid-resistente ugress populasjoner. Innføringen av selektive herbicider med et helt bestemt metabolsk target 3-5 har dramatisk økt antall motstands tilfeller i løpet av de siste årene. Hittil har 240 plantearter (140 dicots og 100 monocots) over hele verden utviklet resistens mot ulike ugressmiddel nettsteder of Action (SOA) 4. Dette er et stort problem for luke ledelse og mer generelt for bærekraftig produksjon avling.
e_content "> Tidlig påvisning av resistens, basert på pålitelige tester, ofte utført i et drivhus, er et viktig skritt for å administrere ugressmiddel motstandsdyktig ugress. Ulike tilnærminger har blitt utviklet i henhold til målene, kreves grad av nøyaktighet, tid og ressurser tilgjengelig, som vel som den ugressarter muligens 6-12. Når imidlertid bekreftelse av motstanden status for en ny luke biotype er nødvendig (dvs. en gruppe av individer som har en rekke fysiologiske egenskaper, inkludert muligheten til å overleve en eller flere herbicider som tilhører en bestemt gruppe anvendt i en dose som normalt ville kontrollere dem), krever et robust hele anlegget bioassay som skal utføres i et kontrollert miljø 4, 11.En bioklasse er sjelden motstandsdyktig mot bare ett ugressmiddel. Hver biotype er derfor kjennetegnet ved en viss motstand mønster, dvs. antall og type av SOA av herbicider den er motstandsdyktig mot, og med en gitt motstandnivået til hver ugressmiddel 13. Den tidlige og pålitelig bestemmelse av mønsteret av kryssresistens eller flere 5, er 14 viktig for feltstyrke styring.
Det er verdt å nevne at herbicidresistens har ingenting å gjøre med den naturlige toleranse for at noen luke arter utstillings mot noen ugressmidler, for eksempel, dicot arter vs. ACCase-hemmer ugressmidler, monocot arter vs. 2,4-D, åkersnelle vs. glyfosat.
Dette notatet presenterer en robust metode for å teste antatte ugressmiddel resistente biotypes samplet i felt hvor dårlig kontroll av ugressmiddel (e) hadde blitt rapportert. Relevante varianter til standard protokoller i forhold til de ugressarter som er involvert er presentert. De fordeler fremfor alternative teknikker / protokoller basert på enten hele anlegget bioanalyser ved anvendelse av bare en herbicid 15 dose, eller behandling av frø i petriskåler 8 er knyttet til høyere reliability og muligheten for å utlede motstanden på grunn av inkluderingen av to herbicid doser i eksperimentene. Imidlertid, for rutinemessig motstand testing, de samme metoder kan brukes bare en herbicid dose, slik redusere kostnader.
Samt tillate bekreftelse på motstanden status, kan informasjonen innhentet brukes både for å optimalisere følgende forsknings trinn og / eller utarbeide lyd motstand forvaltningsstrategier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Seed Prøvetaking og lagring
- Overvåke dyrket mark for uberettiget dårlig ugressmiddel ytelse, dvs. ikke på grunn av ugunstige klimatiske forhold eller lav kvalitet ugressmiddel behandlinger.
- Samle et frø prøve fra en art på en gang, og tildele en unik kode. Modne frø samles vanligvis før avling høsting av planter som hadde overlevd ugressmiddel behandling (s). Betimelig monitor å observere om frøene er utgytt av morplanten når moden.
- Fylle ut et skjema for hver prøve som viser tildelt unik kode, navn på arter, samling dato, GPS koordinater, kommune, bondens navn, feltstørrelse, angrep nivå, beskjære, ugressmiddel (e) som brukes i løpet av sesongen og historiske registreringer av feltet .
- Samle frø fra minst 30 tilfeldig utvalgte planter som er representative for feltet infisering. Sørg for at frøet prøven inneholder minst 5000 modne frø. For en obligat outcrossing ugressarter(F.eks Lolium spp. Eller Amaranthus spp.), Redusere antall planter til 10-15, holde det totale antall frø rundt 5.000 11.
- Sub-prøve feltet hvis flekker av ugress er spredt over store områder (mer enn en hektar) som forskjellige ugressmiddel motstandsdyktig biotypes er valgt.
- Oppbevar frøene i utette papirposer merket med unik kode tildelt.
- Tillate fuktighet å fordampe, men ikke utsett frø til høy temperatur (dvs. unngå å forlate dem i en bil under solen) eller for ekstreme temperatursvingninger for å unngå induksjon av sekundær dvalen.
- Clean (fjerne agner, de-skrog frø, etc.) og lagre dem ved romtemperatur i et tørt rom. Etter å ha gjennomført de første prøving, lagre frø for lange perioder av gangen i et mørkt rom ved 4 ° C, fortrinnsvis i vakuum-forseglet plastposer. På den måten frø bevare sin levedyktighet for en betydelig lengre tid.
MERK: Seed dvalen gir en fleksibel og effektiv mekanisme som gjør at ugresset å tilpasse seg og vedvare i agro-økosystemer. Å bryte dvalen og la frø spiring, forskjellige protokoller må brukes avhengig av gressarter, dvs. den type dvalen 16.
Det er tre hovedmåter å fjerne dvalen:
- Vernalization
MERK: For å få samtidig spiring og frøplante veksten, en periode med frø vernalization alt fra noen dager til en uke er nødvendig for å fjerne fysiologiske dvalen fra mange arter.: F.eks, Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Lolium spp, floghavre, Polygonum Persicaria , Phalaris paradoxa 17-19. En lengre periode på inntil 15 dager er nødvendig for Papaver rhoeas, Cyperus difformis og Ammania coccinea og opp til 30 dager for Schoenoplectus mucronatus- Sette noen avionisert vann i plastskåler. Skjær to lag med filtrerpapir og suge dem i vannet, fjerne overflødig. Plasser lufttørket frø på papiret. Overfør plast retter til et kjøleskap ved 4 ° C i den nødvendige tid.
MERK: Noen ugressarter er mer gjenstridige til spiring enn andre på grunn av mekanisk uvirksom, dvs. frøhylsteret egenskaper, og nødvendiggjøre bruk av en kjemisk markberedning ved hjelp av svovelsyre for å spire 21.
- Forberede et beger med konsentrert svovelsyre (95-98%). Forberede et beger fullt av vann. Sett frøene i en konvolutt av ikke-vevd stoff.
- Sug f.eks, Echinochloa spp. Sorghum eller halepense frø i 20 minutter eller 5 min, henholdsvis, i konsentrert svovelsyre.
- Ta konvolutten ut av begeret ved hjelp av en pinsett og legg den i begeret fullt av vann. Åpnekonvolutt, sette frøene i en liten dørslag og skyll dem grundig under rennende vann.
- Bløtlegg frøene i 2 min i kloroform. Skyll frøene med avionisert vann og tørk dem med tørkepapir. Dunk frøene i 80% svovelsyre i 5 min.
- Sett frøene i en liten dørslag og skyll dem grundig under rennende vann.
MERK: Frø av andre plantearter ikke spire i det hele tatt for et par måneder etter forfall, uavhengig av hvilken metode som brukes til å bryte dvalen.
- Oppbevar frøene for en periode på minst 3-4 måneder på RT og lav luftfuktighet og deretter følge de ovennevnte protokoller for dvalen breaking (f.eks Oryza sativa var. Sylvatica eller P. rhoeas).
3. frø spiring
- Plasser frøene skal spirer i plastic retter som inneholder 0,6% (m / v) agar med 0,1% kaliumnitrat (KNO 3) la til:
- Forbered en løsning av agar på 0,6% + 0,1% KNO 3 bruker avionisert vann. Oppløse agar i en mikrobølgeovn.
- Hell agaroppløsning i plastskåler. Kule underlaget og deretter sette i frøene.
- Plasser plast retter i en spiring skap for omtrent en uke med lys- og temperaturforhold, avhengig av optimale forhold for hver luke arter. For de fleste vinter arter, er temperaturområdet 15/25 ° C natt / dag og 12 timers fotoperiode med neon-rør, ved å gi en Photosynthetic Photon flukstetthet (PPFD) på 15-30 umol m sek -2 -1. For mange sommer arter, er temperaturområdet 15/30 ° C natt / dag.
Variant: Some arter, for eksempel S. halepense, må en varmebehandling. Derfor etter markberedning, frø av S. halepense blir utsatt for de følgende betingelser: sykluser av 4 timer ved 45 ° C og 20 timer ved 24 ° C i tre dager i spiring kabinettet, og deretter tre dager under normale forhold.
4. Plantetransplanting og vekst
- Transplant femten-tjue frøplanter i plastbrett (325 x 265 x 95 mm) som er fylt med en standard potting mix (60% siltig leirjord, 15% sand, 15% agriperlite og 10% torv - etter volum).
MERK: omplanting i stedet for direkte såing, gjør det mulig å oppnås en ensartet stand av planter på det samme veksttrinnet, noe som er en viktig forutsetning for å optimalisere ytelsen av herbicid behandling. - Identifisere hvert brett med en strekkode herunder all informasjon for den unike identifikasjons: befolkning kode, ugressmiddel som testes, replikere nummer og progressive skuffnummeret <./ Li>
- Plasser skuffene i en oppvarmet drivhus og vannplanter som nødvendig for å opprettholde substrat ved eller nær feltkapasiteten.
MERK: Veksten Temperaturen varierer avhengig av ugrasarter. Ofte tester er gjort i løpet av høsten / vinteren / våren, slik at lyset blir supplert bruker 400 W metallhalogen lamper som gir et PPFD på ca 150 mikromol m -2 sek -1 og en 12 timers daglengde 24, 19. Summer luke arter med C 4 fotosyntese syklus krever vanligvis høyere lysintensitet og derfor tester er gjort i slutten av våren-sommeren eller supplert lysintensiteten er ca 400 mikromol m -2 sek -1 med en 14 timers daglengde. - Bruk en annen protokoll for enkelte plantearter infesting paddy ris, for eksempel, A. plantago-aquatica, S. mucronatus og C. difformis som beskrevet i 22.
- Transplantere frøplantene i isopor skuffer med 24 runde celler (55 mm diameter, 64 mm dyp) Filledet med 60% silty leirjord, 30% sand og 10% torv (i volum).
- Still skuffene i 12 cm dype plastbeholdere fylt med vann og skalket ved skrudd rustfritt stål stang for å hindre dem i å flyte (figur 1).
- Opprettholde vann-nivået i beholderne på 1-2 cm under nivået av jordoverflaten og tilsett 1,5 g kobbersulfat i hver beholder (som inneholder 10 til 12 l vann) for å unngå spredning av alger.
5. Herbicidtolerante Behandlinger
- Behandlinger med pre-fremveksten ugressmidler:
- Etter ca tre dager i spiring skapet som beskrevet i kapittel 3, transplantere spirende frøene i plastbokser som inneholder underlaget beskrevet over og dekk med et lag av jord (ca. 1 cm). Dette er et kritisk trinn for å sikre at frøplantene ikke vil oppstå på grunn av herbicid virkning heller enn en for stor overdekning.
- Ta underlaget til feltet Capabyen ved å plassere skuffene, som har noen hull i bunnen, på tallerkener fylt med vann.
- En dag etter transplantasjonen, behandle skuffene med pre-veksten ugressmiddel 25.
- Hold substratet ved eller nær feltkapasiteten ved tilsetning av vann etter behov både ovenfra og nedenfra ved kapillaritet av skålen. Denne prosedyren favoriserer permanens av herbicidet ved riktig dybde (dvs. hvor spirende frø er) for en god behandlingseffekt.
- Behandlinger med etterveksten ugressmidler:
- Spray plantene når de når 2-3 bladstadiet (dvs. vekst stadium 12-13 av Extended BBCH vekst skala 26).
- Fra den dagen etter behandlingen, sett vanningsanlegget etter vann- kravene til ugressarter og årstid (dvs. for Echinochloa spp. Den leverer vann i 3 minutter 4 ganger per dag, med jevne mellomrom fra 9 til 9 pm). Vann er disbidratt med et automatisk sprinkleranlegg vanning systemet.
Variant: glyfosat er brukt på anlegget scenen BBCH 14-21.
- Ugressmiddel utarbeidelse og distribusjon.
MERK: Alle ugressmidler (pre- og postveksten) er brukt som kommersielle formuleringer med anbefalte overflate på to doser, anbefales feltet dose (1x) og tre ganger (3x).- Hvis nødvendig, forberede surfaktantoppløsning i bulk i henhold til etiketten instruksjoner; sluttkonsentrasjonen er vanligvis uttrykt som en prosentandel av det endelige volum (for eksempel 0,3%) eller som volum som skal distribueres per arealenhet (for eksempel en L ha -1).
- Bruke den overflateaktive løsning som løsningsmiddel for herbicidet (oppløst stoff) oppløsning for å holde den riktige konsentrasjonen av den aktive bestanddel. Forberede den mest konsentrerte ugressmiddel løsning først (3x). Beregn mengden av kommersielle produktet som skal oppløses i det overflateaktive oppløsning (eller i avionisert vann dersom enoverflateaktivt middel er ikke nødvendig) ved hjelp av følgende ligning:
Dose urt = [(Dose feltet x Dose max) x V finnen] / V del
Hvor: Dose urt = herbicid dose (ml) Dose felt = herbicid felt dose (ml ha -1), Dose max = maksimal dose er levert, V finne = endelig volum av løsningen (L), V = volum del som leveres av benk sprayer (L ha -1). - Fortynn (2: 1, v / v) løsning 3x ugressmiddel for å fremstille en mindre konsentrert (1x). Denne prosedyren reduserer sjansen for å gjøre feil når veiing eller pipettering av plantevernmidler. Herbicid løsningskonsentrasjon er uttrykt som volum som skal fordeles per arealenhet (L ha -1).
- Starte sekvensen av behandling med den nedre herbicidet dose (1x). På denne måte er det ikke nødvendig å vaske sprøyteskap mellom to behandlinger med den samme ugressmiddel.
- Fordel ugressmiddel løsning;n ved hjelp av en presisjonssprøyte benk å levere 300 l ha -1 (± 1%), ved et trykk på 215 kPa, og en hastighet på 0,75 m sek -1, med en bom utstyrt med tre flate-vifte (utvidet område) hydrauliske dyser .
- Vask sprøyting skapet to ganger når ugressmiddelet endres med blekemiddel 1% (v / v) og skyll.
Variant: glyfosat påføres med en sprøytevolum på 200 l ha -1 27.
MERK: Spesiell oppmerksomhet må betales når høyt biologiske plantevernmidler, slik at sulfonylureas sulfometuron eller flazasulfuron, blir brukt. I sistnevnte tilfelle gjør en vasking med et blekemiddel og en annen med ammoniakk (2,5% v / v), etterfulgt av en forsiktig skylling med vann.
6. Innsamling og analyse av data
- Gjennom en strekkodeleser, som automatisk identifiserer hver skuff, registrere antall planter som overlevde behandlingen samt Visual Estimert biomasse (VEB). Planter er assessed som døde hvis de viser ingen aktiv vekst uavhengig av farge eller et annet utseende.
- Gjøre vurderingen tre eller fire uker etter behandling (WAT) avhengig av ugressmidler testet (f.eks tre WAT for ACCase hemmere og fire WAT for ALS-hemmere eller glyfosat).
- Evaluere den generelle behandlingseffekten ved å inkludere en utsatt befolkning (sjekk S) i alle forsøk, dvs. en befolkning samlet i et område som var sjelden eller aldri behandlet med plantevernmidler.
- Express anlegg overlevelse som prosent av antall behandlede planter, regnet like før herbicid behandling, og beregne standardfeil (SE) per middelverdien (middelverdi av to replikater).
- VEB oppnås gjennom en visuell sammenligning av plantebiomasse mellom behandlet og ikke-behandlede sjekk av samme befolkningen 25, 28. En score, alt fra 10 for planter som ikke berøres av ugressmiddelet (sammenlignet med ikke-behandlede check) til 0 nårplantene er klart død, er gitt til hver behandlet magasin.
- Tilskrive populasjoner til fire kategorier basert på resultatene oppnådd fra behandlinger med to ugressmiddel doser: S når mindre enn 5% av planter overlevde ugressmiddel dose 1x, SR når overlevende varierte fra 5% til 20% ved ugressmiddel dose 1x, R når flere enn 20% av planter overlevde ugressmiddel dose 1x og RR når overlevende er mer enn 20% ved ugressmiddel dose 1x og mer enn 10% ved ugressmiddel dose 3x 17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
For å bedømme motstanden status for en antatt resistent populasjon, er det grunnleggende for å inkludere en mottakelig sjekk i analysen for å verifisere herbicid effekt. Resultatene av en screening test utført på P. rhoeas populasjoner, en luke infesting hvete felt, rapporteres i figur 2, hvor effekten av fire etterveksten ugressmidler på en utsatt sjekk (09-36) og på den mistenkte motstandsdyktig ett (10-91) blir presentert. Populasjons 09-36 ble fullstendig kontrollert av ALS inhibitor iodosulfuron mens bare ett anlegg levde dose 1x av de andre to ALS herbicider testet, florasulam og tribenuron-methyl (figur 2). I stedet, rundt 60% av plantene av befolkningen 10-91 levde begge ugressmiddel doser av iodosulfuron og tribenuron-metyl og rundt 50% overlevde 1x dose florasulam. Disse resultatene bekrefter at befolkningen 10-91 er svært motstandsdyktig (RR) for å iodosulfuron og tribenuron-metyl og bestandig(R) for å florasulam. En annen respons ble observert med 2,4-D, et ugressmiddel har en annen SoA (dvs. etterligner den endogene auxin), mye brukt til å kontrollere dicot ugress i hvete. Bare 33% av planter av S sjekken ble drept med dette herbicidet ved dose 1x og VEB verdien var> 20% (figur 2). Den manglende effekt på sjekken befolkningen ikke bekrefter hvis befolkningen 10-91 er motstandsdyktig mot dette ugressmiddel eller ikke. I dette tilfellet er det anbefalt å utføre eksperimentet igjen, og hvis resultatene blir bekreftet, å endre S befolkningen. Et eksempel på en god styring av den følsomme sjekken er rapportert i figur 3. Den Echinochloa spp. befolkning 07-16L ble fullstendig kontrollert av alle plantevernmidler ved anbefalt feltet dose (1x). I dette tilfellet er det mulig å fastslå at befolkningen 08-42 er mange kryss motstandsdyktig mot alle ALS-hemmere testet, dvs. azimsulfuron, bispyribac-Na, imazamox og penoxsulam. Den ikke-behandlede chEck av begge populasjoner rapporteres til venstre. Disse plantene blir brukt til å beregne VEB; mengden av biomasse er visuelt anslått magasinet ved brett som gir en score på 10 til det ikke-behandlede kontroller og deretter tildele en score fra 0, for replikere uten noe grønt plantevevet, for å 10 når biomassen er sammenlignbar med den ikke-behandlede sjekk (figur 3).
Et annet eksempel på utgang er rapportert i figur 4, hvor anlegget overlevelse av Lolium spp. til glyfosat vises. Bestandene testet ble samlet inn i hvete-baserte beskjæring systemer hvor glyfosat er å utøve annen markering trykk (dvs. tidvis eller 1-2 behandlinger per år eller 3-ganger per år). Planter ble sprayet på tidlig busking stadium (BBCH 14-21) ved hjelp av to doser av glyfosat: 480 og 1440 g ae ha -1, som representerer minimum og maksimum anbefalte feltet dose for årlige ugress (dvs. therophytes) ved at veksten stalder. Data ble oppsamlet fire uker etter behandling. Basert på begge forsøk, syv av de testede populasjonene hadde en overlevelse på 80% eller mer (populasjoner 343, 383, 384, 403, 509, 512 og 537) til lavest dose søkt, men bare 50% av planter av populasjoner 403 og 509 overlevde den høyeste glyfosat dose. En befolkning hadde en overlevelsesrate på rundt 40% ved 1x dose, mens bare noen få planter av befolkningen 509 overlevde den laveste dosen og befolknings 508 var fullt kontrollert til enhver dose. Oppsummert disse eksperimentene viste ulike nivåer av motstand mot glyfosat som ofte reflekterte innen historie ugressmiddel bruk. Nivået av glyfosat resistens var høyere for de bestander som hadde blitt mer intenst behandlet: dvs. antall felt søknader per år og antall år med seleksjonspress var høyere.
Protokollen er beskrevet for en herbicid (figur 4) kan brukes til en rekke andre har diffeleie SoA; På denne måte motstanden mønster av en eller flere populasjoner kan bestemmes. Et eksempel på resistensmønster variasjon av Echinochloa spp. populasjoner er rapportert i tabell 1. historiske registreringer av herbicid bruk og avling styring oppnådd fra bonden indikerte at ALS-inhiberende herbicider var velgemiddel (dvs. penoxsulam eller imazamox). Motstanden Testen ble derfor gjennomført med tre ALS-hemmer ugressmidler (azimsulfuron, penoxsulam og imazamox) tilhører ulike kjemiske familier, og en ugressmiddel å ha en annen SoA, den ACCase hemmende ugressmiddel profoxydim. Mottakelige sjekk (07-16L) ble fullstendig kontrollert av alle plantevernmidler testet (tabell 1). Tre resistensmønster ble registrert: tretten populasjoner som resulterte være motstandsdyktig bare i ALS-inhibitorer, fire populasjoner som resulterte være motstandsdyktig bare til ACCase inhibitor profoxydim, og tre populasjonene viste et multiplum resistensmønster til både ACCase inhibitor profoxydim og ALS-hemmere. Innenfor hver resistensmønster er det mulig å skille mellom forskjellige biotopene, f.eks fire populasjoner resistente mot ALS-hemmere levde kun behandlinger med sulfonylurea azimsulfuron mens to av multiresistente populasjoner levde kun behandling med ALS inhibitor azimsulfuron men ble ganske kontrollert av penoxsulam og imazamox.
Figur 1. Eksempel C. difformis, en ugressarter infesting paddy ris, setter opp et eksperiment. polystyren skuffene er satt i plastbeholdere og blokkert av skrudd rustfritt stål stang for å hindre dem flytende. Vann blir opprettholdt ved 1-2 cm under nivået for jordoverflaten for å etterligne paddy ris betingelser. Bildet er tatt fire uker etter behandlingen.p_upload / 52923 / 52923fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Response to P. rhoeas populasjoner til postveksten ugressmidler. Effekt av iodosulfuron, tribenuron, florasulam og 2,4-D testet ved anbefalt feltet dose (1x) og tre ganger (3x) på anlegget overlevelse (blå søyler) og visuell estimering av biomasse ( VEB, røde søyler) av utsatt sjekk (09-36) og av en motstandsdyktig befolkningen (10-91). Vurderingen ble gjort fire uker etter ugressmiddel behandling. Plant overlevelse og VEB er uttrykt som prosent av antall behandlede planter og VEB av de ikke-behandlede kontroller (%). Den horisontale linjen til 20% av plantenes levedyktighet representerer den diskriminerende terskel mellom resistente og mottakelige populasjoner når plantene ble behandlet med doser 1x. Vertikale barerrepresenterer standardfeil beregnet på middelverdien av de to replikater. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3. Visuelle resultatene av en screening på to Echinochloa spp. populasjoner. The utsatt sjekk, 07-16L (S), og motstandsdyktig befolkningen, 08-42, ble testet med fire ALS-hemmere (rapportert til høyre) på to doser, 1x og 3x, (rapportert nederst). For S sjekk bare resultatene av dose 1x rapporteres, fordi alle planter ble allerede kontrollert på det dose. Tre eksempler på VEB poengsum rapporteres i rødt: 0 = alle planter døde, 10 = alle planter overlevde og biomasse kan sammenlignes med ikke-behandlede (NT) sjekk (rapportert til venstre), er 5 = biomasse omtrent halvparten av det i et brett av ikke-behandledesjekk. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4. Andel av anlegget overlevelse for ti Lolium spp. populasjoner testet med glyfosat. Plant overlevelse innspilt i to eksperimenter (blå barer og appelsin barer for exp. I og II, henholdsvis). Data er uttrykt som en prosentandel (%) av antall behandlede planter. To mottagelige kontroller ble fullstendig kontrollert ved dose 1x og er derfor ikke rapportert i diagrammet. To doser ble testet, minimum (1x = 480 g ae ha -1) og maksimum (3x = 1440 g ae ha -1) doser rapportert på etiketten. Den horisontale linjen ved 20% av anlegget overlevelse representerer diskriminerende terskel mellom resistente og mottakelige populasjoner når plantene var godbited på dose 1x. Vertikale stolpene representerer standardavvik beregnet på middelverdien av de to replikater. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Tabell 1. Motstand status av tjueen bestander av Echinochloa spp. Mottakelig sjekk (07-16L) er rapportert i fet skrift. Motstandsnivåer blir rapportert for hver av de fire testede ugressmidler (en ACCase inhibitor, profoxydim, og tre ALS-inhibitorer, azimsulfuron, penoxsulam og imazamox) i henhold til fire kategorier: S = mindre enn 5% av planter levde herbicidet dose 1x, SR = plante overlevelse varierte fra 5% til 20% ved herbicid dose 1x, R = mer enn 20% av plantene levde herbicidet dose 1x, RR = plante overlevelse var mer enn 20% ved herbicid dose1x og mer enn 10% ved dose 3x. Forskjellige motstandsmønstre er uthevet: red = motstand bare å ACCase inhibitor, gul = motstand bare til ALS inhibitor (er), orange = motstand mot ACCase inhibitor og til minst en ALS-inhibitor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Flere trinn i protokollene er avgjørende for en vellykket vurdering av herbicid resistens i en populasjon: 1) frøene skal samles inn når modne fra planter som hadde overlevd herbicid behandling (er). Modning av frø på morplanten er avgjørende for å unngå vanskeligheter i frø spiring senere; 2) forsvarlig oppbevaring av frø er anbefalt for å unngå spredning av muggsopp som ville hindre spiring; 3) frøplanter bør behandles på riktig vekst stadium, som rapportert på etiketten av ugressmiddel pakken. Hensyn må tas, slik at plantene som skal behandles har nådd tilnærmet den samme vekststadium; 4) herbicidet oppløsninger skal fremstilles og håndteres med stor nøyaktighet, slik at plantene sprøytes med den riktige konsentrasjon av aktiv bestanddel og således unngå unverifiable feil; 5) etter hvert ugressmiddel behandling anbefales det å rengjøre sprøyteskap og glass brukes til å forberede løsninger for å unngåforurensning i følgende ugressmiddel behandling, spesielt når høyt biologisk aktive plantevernmidler er involvert.
Protokollene som er presentert her, kan lett tilpasses et bredt spekter av ugressarter med de nødvendige modifikasjoner i henhold til art og herbicider av interesse. Spesielt til metoder bryte frø dvalen og for spiring er trinn som bør revurderes for hver nye plantearter (se avsnitt 2 og 3). Spredeutstyr noen ganger trenger justeringer når ulike plantevernmidler blir brukt, for eksempel, krever glyfosat forskjellige innstillinger av sprøyting skapet (se punkt 5.3) og planter blir behandlet på et senere vekst stadium enn med de fleste plantevernmidler.
Tiden og plassen som kreves for å utføre disse protokollene kan være en begrensende faktor, og kan ikke være egnet for rutinemessig testing. Imidlertid, for å begrense kostnadene, bare en herbicid dose kan anvendes. På denne måte fremdeles kan oppnås informasjon om hvorvidt THan befolkningen er resistente. En potensiell begrensning av tilnærmingen er relatert til det faktum at ingen resistente kontroller er inkludert i forsøkene. Faktisk, på grunn av det store antallet av vurderte biotypes (dvs. forskjellige arter og herbicider som er involvert), mange kontroller skal tas med i hvert forsøk, så øker kostnadene.
Imidlertid er de fordeler fremfor alternative teknikker / protokoller basert på hele anlegget bioanalyser ved anvendelse av bare en dose herbicid 15 forbindelse med større pålitelighet og muligheten for å utlede motstandsnivået. Raskere og rimeligere diagnostiske screeningtester er også blitt utviklet, in vivo eller in vitro (f.eks petriskål bioassay 8, spektrofotometriske tester på herbicid målenzymet 29). Men de bare gi kvalitativ informasjon og krever litt forarbeid, noen ganger arbeidskrevende, for å identifisere ugressmiddel dose for å diskriminere mellom resistant og mottakelige planter. In vitro-analyser må også tilpasses i henhold til den aktive ingrediens brukt.
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).
