How ALS-inhibitor herbicide-resistant cultivars impact on weed resistance occurrence and management ?
Jak odmiany odporne na herbicydy z grupy inhibitorów ALS wpływają na pojawianie się odporności chwastów i jej ograniczanie?
Résumé
As soon as herbicides inhibiting the acetolactate synthase (ALS, or AHAS) were commercially released, research on herbicide-resistance genes was launched by industry and resulted before the end of the 80s in a wide diversity of resistant crop germplasms. Herbicide-resistant material was obtained by all diverse kinds of breeding techniques, but mainly mutants were used as commercial cultivars. According to the mutation place along the herbicide-binding domain corresponding DNA sequence, resistance is conferred to sulfonylureas (SU) or imidazolinones (IMI), and in some instances to both with various degrees of efficiency. These herbicides are used against a large panel of annual and perennial weeds, di and monocotyledons, although pre- or post-emergence can affect their efficiency. Their repeated use already conducted to the appearance and spread of more than one hundred resistant weeds species in cereals, maize, soybean and orchards. The release of SU and IMI herbicide-resistant cultivars in other crops such as oilseed rape and sunflower would make the herbicide selection pressure continuous all along the crop rotation, thus certainly accelerating the occurrence of herbicide-resistant weeds. In addition, volunteers of oilseed rape and weedy sunflower would have resistance to the SU and IMI herbicides used in cereals and other crops of the rotation, which would make impossible to control these plants by these herbicides, thus causing yield losses and harvest troubles. However, these cultivars could help using ALS inhibitors to better control some damaging weeds poorly controlled with the usual selective herbicides, and to design appropriate strategies to prevent or to contain the spread of herbicide-resistant weeds (e.g. the simultaneous use of several products with different modes of action and mechanical control). The specific case of Ambrosia sp. deserves to be carefully examined.
Kiedy tylko herbicydy z grupy inhibitorów syntazy acetylomleczanowej (ALS lub AHAS) znalazły się na rynku, rozpoczęły się badania nad genami odporności na herbicydy, które zaowocowały pod koniec lat 80-tych pojawieniem się odpornych linii roślin uprawnych. Odporny materiał roślinny został otrzymany za pomocą różnych technik hodowlanych, w szczególności wykorzystano mutanty. W zależności od miejsca mutacji w sekwencji kodującej miejsce przyłączania się herbicydu, uzyskano odporność na sulfonylomoczniki (SU) i imidazolinony (IMI), a w niektórych przypadkach na obie grupy, ale w różnym stopniu. Herbicydy te są stosowane do zwalczania szerokiego spektrum chwastów rocznych i wieloletnich, jedno-i dwuliściennych, chociaż ich skuteczność zależy od terminu zastosowania. Ich często powtarzana aplikacja spowodowała pojawienie się i rozprzestrzenianie odpornych biotypów ponad stu gatunków chwastów w zbożach, kukurydzy, soi i sadach. Pojawienie się na rynku odmian roślin uprawnych, takich jak rzepak i słonecznik, odpornych na SU i IMImoże sprawić, że presja selekcyjna będzie istniała w trakcie całego płodozmianu, co z pewnością przyspieszy pojawianie się chwastów odpornych na herbicydy. Ponadto samosiewy rzepaku i słonecznika byłyby odporne na herbicydy SI i IMI stosowane w zbożach i innych roślinach z płodozmianu, co uniemożliwiałoby zwalczanie tych roślin herbicydami z tych grup, powodując spadek plonu i utrudnienia zbioru. Jednakże odmiany te mogłyby pomóc w zwalczaniu przy użyciu inhibitorów ALS uciążliwych chwastów słabo kontrolowanych przy użyciu selektywnych herbicydów, a także w opracowaniu strategii zapobiegania i powstrzymywania rozprzestrzeniania się chwastów odpornych na herbicydy (np. jednoczesne użycie kilku środków o różnych mechanizmach działania i niechemicznych metod regulacji zachwaszczenia). Szczególny przypadek Ambrosia sp. zasługuje na wnikliwą analizę.