水麻對(duì)頂框帶的代謝抗性

玉米天生能耐受某些除草劑，并能在化學(xué)物質(zhì)造成傷害之前將其解毒。它允許農(nóng)民向他們的田地噴灑被稱為HPPD抑制劑的除草劑，這種除草劑可以殺死雜草，如水和莧菜，并使玉米毫發(fā)無損。但在越來越多的領(lǐng)域，這種方法已經(jīng)失敗；水麻沒有死。

科學(xué)家們研究了水麻對(duì)兩種常見的HPPD抑制性除草劑的反應(yīng)，即甲基磺草酮(商品名Callisto)和tembotrione(Laudis)，并發(fā)現(xiàn)雜草使用與玉米相同的細(xì)胞機(jī)制來解毒化學(xué)物質(zhì)。然而，還沒有人研究過水麻對(duì)抑制HPPD的第三種除草劑——托姆宗(Impact或Armezon)的代謝反應(yīng)。這種除草劑屬于不同于甲基磺草酮和替博替隆的化學(xué)亞類，但在玉米中廣泛使用。

伊利諾伊大學(xué)的一項(xiàng)新研究確定了兩個(gè)中西部水麻種群的解毒途徑，這兩個(gè)種群在頂框帶的快速代謝中起作用。不幸的是，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)玉米種植者來說并不是好消息。

“我們最初的理論是，水麻會(huì)像其他兩種HPPD抑制劑一樣模仿玉米，但不，它找到了一種不同的方式，”我和美國公司作物科學(xué)部的雜草科學(xué)家迪安里切爾斯說。-植物科學(xué)的前沿研究?！拔覀儾恢朗窃趺椿厥?，也不知道為什么，但它有著與玉米天然不同的機(jī)制。最重要的是，你不能用三種HPPD抑制劑中的任何一種來控制這個(gè)人群?！?

來自伊利諾伊州麥克林縣的水井人口。在過去的十年里，連續(xù)播種玉米的田地已經(jīng)用所有三種HPPD抑制劑進(jìn)行了處理，并且井顯示出對(duì)它們的抗性。Riechers和他的合著者在溫室中種植了這一種群的種子，并向植物噴灑了三種除草劑，以評(píng)估損害程度。與這兩個(gè)對(duì)化學(xué)物質(zhì)敏感的群體相比，麥克林縣的水井植物看起來很棒。

研究人員還在內(nèi)布拉斯加州的一種水生植物中長大，這種水生植物僅用甲基磺草酮和替博特里翁處理過。盡管從未接觸過頂框帶，但植物似乎具有抗性。他們看起來不像麥克林縣的人口，但他們看起來比敏感的人好得多。

里切爾斯說：“溫室實(shí)驗(yàn)表明，內(nèi)布拉斯加州的人們確實(shí)對(duì)從未接觸過的除草劑有抵抗力。另外兩種除草劑選擇抗框線嗎？先正達(dá)的同事和我都這么認(rèn)為。我們的長期目標(biāo)是找出每種除草劑是否有自己的抗性基因，或者是否有一個(gè)或多個(gè)基因可以選擇?！?

研究小組通過切斷葉子開發(fā)了除草劑解毒酶。研究小組發(fā)現(xiàn)，麥克林縣的植物使用了不同于玉米的方式，這種方式可以給玉米解毒。Riechers說，這一發(fā)現(xiàn)在科學(xué)上很有趣，但對(duì)于玉米產(chǎn)業(yè)來說，這可能是一顆不可接受的藥丸。

“這太可怕了，因?yàn)檫@些井群已經(jīng)找到了代謝這些化合物的方法，所以這使得化學(xué)雜草的控制變得更加困難，”他說?！艾F(xiàn)在，你可以在玉米上噴灑這三種HPPD抑制劑中的任何一種，而不是殺死玉米，但它可能會(huì)殺死雜草。但是，如果雜草使用不同的機(jī)制來解毒化學(xué)物質(zhì)，你必須開發(fā)不同的化合物。一種不使用相同代謝途徑的除草劑。它可能對(duì)雜草有效，但誰知道玉米會(huì)不會(huì)耐受?！?

化學(xué)公司可以利用發(fā)現(xiàn)研究中的信息來開發(fā)新產(chǎn)品，但農(nóng)民可能等不及了。與此同時(shí)，Riechers指出了我的同事在罐中混合多種除草劑或使用哈靈頓種子析構(gòu)劑作為限制抗性的非化學(xué)方法的工作。

“我們?cè)絹碓蕉嗟匕l(fā)現(xiàn)這些水麻人能為排毒做些什么，這令人沮喪。我們的研究只強(qiáng)調(diào)了采取其他措施限制這些抗性植物的傳播或防止它們發(fā)生的重要性。第一名，”他說。

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