Популярная газонная трава превратилась в бич пшеничных полей в Китае

Историю с газонной травой, перебравшейся на поля озимой пшеницы, рассказали исследователи из Школы защиты растений Аньхойского сельскохозяйственного университета и Тайаньской академии сельскохозяйственных наук в статье, опубликованной в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI.

«Райграс итальянский (Lolium multiflorum), родом с побережье Средиземного моря, был завезен в Китай в качестве газонной травы в 1930-х годах. В настоящее время L. multiflorum становится проблемой, серьезно угрожающей сельскохозяйственному производству рассеивания семян на обрабатываемых землях и полях и устойчивости к гербицидам.

Еще в 1987 году в Орегоне, США, был зарегистрирован первый случай популяции итальянского райграса, устойчивой к диклофоп-метилу, и после этого резистентность быстро развивалась. В последние годы устойчивый к гербицидам L. multiflorum был обнаружен на пшеничных полях в провинциях Хубэй, Хэнань и Цзянсу, Китай.

Примечательно, что у большинства популяций с высоким уровнем устойчивости к клодинафоп-пропаргилу одновременно развилась устойчивость к мезосульфурон-метилу, что может быть связано с соответствующей историей применения гербицидов. По словам местных фермеров, мезосульфурон-метил обычно используется в качестве альтернативы ингибиторам ACCase для борьбы с травянистными сорняками на пшенице, что, таким образом, могло ускорить эволюцию биотипов сорняков со множественной устойчивостью.

В этом исследовании было собрано в общей сложности 37 популяций L. multiflorum с полей озимой пшеницы на равнине Хуан-Хуай-Хай, и подтверждено, что 13 и 8 популяций устойчивы к клодинафоп-пропаргилу и мезосульфурон-метилу соответственно.

Большинство популяций, устойчивых к клодинафоп-пропаргилу, показали резистентность от высокого до умеренного уровня, но популяции, устойчивые к мезосульфурону-метилу, в основном показали резистентность низкого уровня. Эти результаты показали, что устойчивость популяций итальянского райграса, произрастающего на равнине Хуан-Хуай-Хай, существует - и устойчивость к ингибиторам ACCase оказалась более серьезной, чем устойчивость к ингибиторам ALS.

Ацетил-КоА-карбоксилаза (ACCase) катализирует образование малонил-КоА и регулирует биосинтез и окисление жирных кислот de novo. Распознаны два типа ACCase: гетеромерная прокариотическая ACCase состоит из нескольких субъединиц, тогда как гомомерная эукариотическая ACCase представляет собой большой мультидоменный белок. Растения имеют как цитозольную, так и пластидную ACCasе. У злаковых пластидная форма является гомомерной и мишенью для трех классов ингибиторов ACCase. В настоящее время к ингибиторам ACCase устойчивы 50 видов растений.

Ацетолактатсинтаза (ALS), также называемая синтазой ацетогидроксикислот (AHAS), является первым ферментом в пути биосинтеза аминокислот с разветвленной цепью валина, лейцина и изолейцина.

ALS является мишенью для большого количества гербицидов сульфонилмочевины, имидазолинонов, триазолопиримидинов, пиримидинилтиобензоатов и сульфониламинокарбонилтриазолинонов.

Гербициды, ингибирующие ALS, могут контролировать различные виды сорняков, обладают низкой токсичностью для млекопитающих и селективны в отношении основных сельскохозяйственных культур, что обеспечивает их глобальное и интенсивное использование в различных культурах на огромных площадях. Однако быстро последовала эволюция устойчивых к гербицидам популяций, и в настоящее время сообщается о 170 устойчивых биотипах.

В данном исследовании для устойчивых популяций итальянского райграса, несущих различные мутации резистентности, были охарактеризованы всесторонние модели перекрестной и множественной устойчивости. Так, мутации в 1781, 2041 и 2078 кодонах ACCase и в 197 и 574 кодонах ALS были идентифицированы как важные механизмы развития сопротивления.

Хорошие новости в том, что в этом исследовании подтверждена чувствительность всех мутантных популяций к глифосату и изопротурону.

Изопротурон является доминирующим гербицидом, широко используемым на полях пшеницы, который можно использовать в качестве альтернативы для борьбы с устойчивыми к ACCase и/или ALS популяциями райграса. Тем не менее, не рекомендуется интенсивное применение с учетом риска развития устойчивости. Следует сочетать химическую прополку с другими методами контроля».

По статье группы авторов (Вэй Ли, Цыся Ву, Мали Ван, Минхао Цзян, Цзинсюй Чжан, Мин Ляо, Хайкун Цао, Нин Чжао), опубликованной на портале www.mdpi.com.

Фото: Дмитрий Лукьянов.

Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.