Protokoller for Robust herbicidresistens Testing i ulike Ugressarter

Summary

A robust and flexible approach to confirm herbicide resistance in weed populations is presented. This protocol allows the herbicide resistance levels to be inferred and applied to a wide range of weed species and herbicides with minor adaptations.

Abstract

Robust protocols to test putative herbicide resistant weed populations at whole plant level are essential to confirm the resistance status. The presented protocols, based on whole-plant bioassays performed in a greenhouse, can be readily adapted to a wide range of weed species and herbicides through appropriate variants. Seed samples from plants that survived a field herbicide treatment are collected and stored dry at low temperature until used. Germination methods differ according to weed species and seed dormancy type. Seedlings at similar growth stage are transplanted and maintained in the greenhouse under appropriate conditions until plants have reached the right growth stage for herbicide treatment. Accuracy is required to prepare the herbicide solution to avoid unverifiable mistakes. Other critical steps such as the application volume and spray speed are also evaluated. The advantages of this protocol, compared to others based on whole plant bioassays using one herbicide dose, are related to the higher reliability and the possibility of inferring the resistance level. Quicker and less expensive in vivo or in vitro diagnostic screening tests have been proposed (Petri dish bioassays, spectrophotometric tests), but they provide only qualitative information and their widespread use is hindered by the laborious set-up that some species may require. For routine resistance testing, the proposed whole plant bioassay can be applied at only one herbicide dose, so reducing the costs.

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.

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 prø…

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 inhibito…

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 …

Materials

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 gr 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	537x328x72 mm, 24 round cells (6×4)
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