Два новых механизма устойчивости к гербицидам обнаружены у щирицы Палмера
Щирица Палмера — это кошмарный сорняк, вызывающий потери урожая до 80% на сильно заражённых полях сои. Он насмехается над попытками контроля со стороны фермеров, развив устойчивость к шести классам гербицидов за 100 лет с момента его обнаружения в США. И теперь учёные обнаружили у него два новых "трюка".
Около года назад группа исследователей обнаружила, что щирица устойчива к классу гербицидов, известных как ингибиторы PPO, из-за мутации — делеции глицина 210 — в гене PPX2.
"Мы использовали быстрый тест, который изначально разработали для щирицы водной, чтобы определить устойчивость к PPO на основе этой мутации. Часто тест работал. Но нам привозили образцы, в устойчивости которых были довольно уверены, а мутация не обнаруживалась. Мы начали подозревать, что существует другой механизм", — говорит молекулярный учёный-специалист по сорнякам Университета Иллинойса Патрик Транель.
Транель и его коллеги решили секвенировать ген PPX2 в растениях из Теннесси и Арканзаса, чтобы попытаться найти дополнительные мутации. И действительно, они обнаружили не одну, а две, расположенные в области R98 гена.
"Почти все протестированные нами растения, устойчивые к PPO, имели либо делецию глицина 210, либо одну из двух новых мутаций R98. Ни одна из мутаций не была обнаружена в чувствительных растениях", — говорит Транель.
Более того, у некоторых устойчивых растений были одновременно делеция глицина 210 и одна из новых мутаций R98. Транель отмечает, что пока рано говорить, что это может означать для таких растений. Фактически, об этом механизме устойчивости ещё многое предстоит узнать.
"Мы не знаем, какой уровень устойчивости обеспечивают новые мутации по сравнению с делецией глицина 210", — говорит Транель. "Существует много различных гербицидов, ингибирующих PPO. Делеция глицина 210 вызывает устойчивость ко всем из них, но мы пока не знаем, справедливо ли это для мутаций R98".
Команда сейчас выращивает растения для последующих экспериментов. Транель надеется, что они смогут определить, насколько распространены три мутации в любой данной популяции. "Таким образом, — говорит он, — когда фермер присылает нам устойчивое растение, и у него не обнаруживается делеция глицина 210, мы сможем сказать ему, насколько вероятно, что он имеет дело с одной из этих других мутаций".
Тем временем, другие исследовательские группы или лаборатории по тестированию растений могут использовать новый генетический анализ для обнаружения этих мутаций в образцах щирицы Палмера. Транель надеется, что они это сделают. "Чем больше лабораторий будет тестировать на это, тем больше мы узнаем о распространённости мутации", — говорит он.
Статья "Two new PPX2 mutations associated with resistance to PPO-inhibiting herbicides in Amaranthus palmeri" опубликована в журнале Pest Management Science.