В корейской коллекции зародышевой плазмы сои нашлись образцы с высокой устойчивостью к бентазону.
Соевые бобы входят в когорту наиболее коммерчески значимых сельхозкультур. США, Бразилия, Аргентина, Китай и Индия являются основными производителями сои, на их долю вместе приходится примерно 93% мирового производства этой культуры. Однако урожаю сои угрожают различные абиотические и биотические стрессы и сорняки. Одни только сорняки приводят к потере урожая на 37%.
Эффективная борьба с сорняками на сое основана на использовании недорогих гербицидов, которые просты в применении и эффективны. Ожидается, что рынок глобальный рынок гербицидов, по прогнозам, достигнет 44,90 миллиарда долларов США к 2026 году, поскольку для многих культур применяется системы до- и пост-всходового контроля сорных растений на полях. Это касается и сои: последовательное применение довсходовых и послевсходовых гербицидов увеличивают урожайности больше, чем одна обработка.
Диапазон послевсходовых гербицидов для сои в настоящее время ограничивается следующими активными веществами: имазетапир, имазамокс, ацифторфен, фомесафен, метолахлор и бентазон.
Бентазон был впервые зарегистрирован в 1975 году как послевсходовый гербицид, используемый для борьбы с широколиственными сорняками при выращивании зерновых, бобовых, овощных и клубнеплодных культур.
Бентазон – это контактный гербицид, который подавляет способность уязвимых растений использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза для производства энергии, необходимой для выживания. В зависимости от вида и дозировки, визуальное повреждение обработанной поверхности листьев может занять от нескольких от часов до недель.
Между тем, после обработки бентазоном толерантных растений, включая соевые бобы, кукурузу и рис, они метаболизируют его до глюкозильных конъюгатов гидроксилированного бентазона. Однако широколиственные сорняки не способны его усваивать.
Толерантность к бентазону опосредуется процессами, включающими детоксикацию гербицидов, снижение проникновения гербицидов и компартментализацию гербицидов в клетках растений, которые уменьшают количество гербицида и снижают активность целевого фермента до несмертельной дозы.
Тем не менее, симптомы фитотоксичности после бентазона бывают и у относительно устойчивых культур. Нецелевая устойчивость к гербицидам (NTSR) - это сложный мультигенный признак, который запускает различные механизмы устойчивости к гербицидам, включая снижение абсорбции, транслокации и детоксикации, а также менее хорошо изученный цитозащитный механизм широкого спектра действия.
Следовательно, «генетическое вскрытие» для понимания локусов толерантности или чувствительности к бентазону у сои нужны для будущих селекционных программ по выведению гербицидоустойчивых сортов.
Исследование, проведенное командой ученых из Национального университета Кёнпук, Республика Корея, в сотрудничестве с коллегами Сельскохозяйственного университета Бангабандху Шейха Муджибура Рахмана, Бангладеш, было направлено на проверку корейских коллекций культивируемой сои на предмет бентазона и идентификацию генетических локусов, контролирующих реакцию растений на бентазон, с использованием полногеномного исследования ассоциаций (GWAS).
В ходе исследования идентифицированы толерантные и чувствительные к бентазонам зародышевые плазмы сои из 418 культивируемых зародышевых плазм сои. Выяснилось, что умеренная толерантность к бентазонам преобладала в корейской коллекции культивируемых соевых бобов.
Проведя анализ гаплотипов, ученые обнаружили пять предполагаемых генов, ответственных за устойчивость сои к бентазону: Glyma.05g145000, Glyma.05g145100, Glyma.05g145200, Glyma.05g145300 и Glyma.05g145400. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения участия предполагаемых генов в реакции на бентазон путем сравнения уровней их экспрессии между толерантными к бентазону и чувствительными к бентазону растениями. Таким образом, результаты данного исследования могут быть использованы для маркерной селекции в программах селекции гербицидоустойчивой сои.
Основываясь на визуальной оценке, присвоенной за три года исследований, 11 образцов, а именно Daepung, Boseok, KAS531-5, KAS625-19, KLS087160, IT178037, IT104887A, Clark, KAS_102-2, KAS651-37 и Cheongja 3, показали наивысшую толерантность к бентазону.
По статье группы авторов (Хён Джо, Лиакат Али, Чон Тэ Сон, Чон-Донг Ли), опубликованной в журнале Agronomy 2023 на портале MDPI.
Автор изображения: Анна Медведева, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.