Новое о резистентности сорняков к глифосатуNew facts about glyphosate-resistant weeds
23.07.2012
Глифосат является действующим веществом в препарате, уничтожающем растения (в том числе и сорняки) – RoundUp (Раундап). Он широко используется в сельском хозяйстве США и других стран. Эффективность данного средства борьбы с сорняками постепенно уменьшается в связи с появлением устойчивых к нему растений. Scientists searching for clues to understand how superweeds obtain resistance to the popular herbicide glyphosate may have been missing a critical piece of information, a Purdue University study shows.Это вызывает необходимость использования дополнительных гербицидов.
Механизмы появления у сорняков устойчивости к данному гербициду остаются не до конца ясными. Но профессора ботаники университета Пердью (США) Билл Джонсон и Стив Галлетт, а также студентка Джессика Шефер, изучая сорняки, пришли к предположению, что ключевую роль в этом явлении играют почвенные микроорганизмы.
В большинстве лабораторных экспериментов, поставленных с целью раскрытия механизма развития устойчивости к гербицидам, использована стерильная почва, лишенная микроорганизмов. Шефер сказала, что, сделанное в Университете Пердью открытие, недавно опубликованное в онлайн журнале “Weed Science”, показало, что роль микроорганизмов в механизмах воздействия глифосата на растения может быть очень большой.
“На конечный результат очень большое влияние оказывает почва, на которой растут экспериментальные растения, – говорит Шефер. Если мы высаживаем их в стерильную среду, то можем получить ложноположительную реакцию, так как растения легче переносят воздействие глифосата в этих условиях”.
Галлетт и Шефер вырастили огромную амброзию полынолистную, мелколепестник канадский и марь белую на стерильной почве и почве, взятой непосредственно с поля. Затем растения на обоих вариантах почвы были обработаны глифосатом. Причем были испытаны сорняки, подверженные воздействию глифосата и выработавшие к нему устойчивость.
Для обоих вариантов амброзии глифосат оказал более сильное воздействие на растения, высаженные в почву, отобранную в поле. Восприимчивая к глифосату марь белая также сильнее поражалась на почве с поля. Воздействие гербицида на мелколепестник было сильнее на полевой почве, причем данная закономерность наблюдалась как для устойчивой, так и для восприимчивой форм.
Полученные результаты показывают, что микроорганизмы могут играть ключевую роль в действии глифосата, предположительно за счет того, что они заселяют ослабленные глифосатом растения. Дополнительный вывод из полученных результатов состоит в том, что устойчивые к действию глифосата растения, могут быть и более устойчивыми к давлению патогенных микроорганизмов.
Галлетт говорит: “Почвенные микроорганизмы могут быть главным рычагом воздействия глифосата на растения. Поэтому человек может благоприятствовать отбору не только устойчивых к глифосату форм, но и, абсолютно не подозревая об этом, — форм сорняков, устойчивых к болезням.
Способность сорняков противостоять действию глифосата оценивалась на основании сухой массы корней и надземной части через некоторое время после обработки. Для того чтобы сделать почву, отобранную в поле, стерильной, ее обрабатывали большими дозами гамма-излучения, убивающего микроорганизмов. После обработки почвы, отбирались образцы на анализ содержания элементов питания в ней. Таким образом, было доказано, что различия между субстратами состоят только в присутствии или отсутствии микроорганизмов.
Галлетт, Джонсон и Шефер сказали, что в ближайшее время они собираются изучить, каким образом почвенные грибы влияют на развитие корневой системы растений, обработанных глифосатом.
“Земля, по которой мы ходим – это живой организм, – сказал Джонсон. И очень важно знать, как взаимодействуют все его составные части”.
Glyphosate, the active ingredient in the weed killer sold under the name RoundUp, is the most widely used herbicide in the United States, but some plants have grown resistant to it. This has caused farmers to turn to additional herbicides. While the mechanisms that have led to resistance are not fully known, Bill Johnson, a professor of weed science; Steve Hallett, an associate professor of weed science; and Jessica Schafer, a graduate student in botany and plant pathology, believe that soil microbes may play a role.
Most laboratory tests done to understand glyphosate resistance are done in sterile soil, void of those microbes. Schafer said Purdue’s findings, published online early in the journal Weed Science, show that those microbes may play a significant role in how glyphosate affects plants.
“The soil you’re growing the plants in is important to the results,” Schafer said. “If we’re growing in a sterile media, we could get some false positive results because the plants are more tolerant to glyphosate in those conditions.”
Hallett and Schafer grew giant ragweed, horseweed and common lambsquarter in both sterile soil and field soil and subjected them to glyphosate. In each soil, strains of weeds both susceptible and resistant to glyphosate were tested.
Both versions of giant ragweed were damaged more from the glyphosate in field soil. The susceptible version of common lambsquarter was also more heavily damaged in field soil. Horseweed fared the same no matter which soil or strain – susceptible or resistant.
The results show that microbes can play an important role in the activity of glyphosate, presumably by invading the glyphosate-weakened plants. The results also suggest that glyphosate-resistant weeds may be more resistant to disease pressure as well.
“Soil microbes can be minor to major contributors to how glyphosate is able to affect plants,” Hallett said. “We may be selecting not only for glyphosate resistance, but inadvertently selecting for weeds that have disease resistance as well.”
A weed’s ability to withstand glyphosate was based on dry shoot and root weight after testing. The sterile soil used in the study came from field soil exposed to gamma radiation to kill microbes and bacteria. The irradiated soil was tested to ensure that its nutrients were not diminished.
Hallett, Johnson and Schafer said further studies would look at how fungi in the soil affect root development, both with and without glyphosate.
“Dirt is a living organism,” Johnson said. “It’s important to know how all the pieces interact.”
Читайте нас у Telegram
