Результаты исследования, опубликованные в журнале Annals of Applied Biology, проливают свет на сложные биохимические механизмы, лежащие в основе действия гербицидов на один из самых стойких сельскохозяйственных сорняков в Великобритании.
Лисохвост мышехвостиковидный, или «черная трава», ежегодно обходится британским фермерам в миллионы долларов из-за потери урожая. Кроме того, сорняк развил устойчивость ко многим группам гербицидов, что затрудняет эффективную борьбу с ним.
Гербициды группы 15, описанные как воздействующие на рост побегов путем ингибирования синтеза очень длинноцепочечных жирных кислот, являются краеугольным камнем стратегий борьбы с луговым лисохвостом. Однако всегда возникали вопросы о целесообразности такого общего обозначения, поскольку до сих пор было мало известно о том, как эти гербициды воздействуют на Alopecurus myosuroides на физиологическом и молекулярном уровне.
Используя эксперименты по контролируемому росту и расширенное профилирование липидов, группа обнаружила, что:
- Флуфенацет значительно подавлял рост побегов и корней, а также снижал содержание воска и очень длинноцепочечных жирных кислот, особенно в чувствительных биотипах.
- Триаллат вызвал резкое снижение содержания полиненасыщенных жирных кислот в побегах, что свидетельствует об уникальном механизме действия, выходящем за рамки влияния на синтез воска.
- ЭПТК оказал более мягкое воздействие, изменив больше состав воска, чем профили жирных кислот.
«С точки зрения физиологии и метаболизма становится ясно, что эти гербициды действуют по-разному. Хотя эти три гербицида объединены в одну группу, их воздействие на рост и метаболизм растений различно. Понимание этих различий не только интересно с научной точки зрения, но и помогает фермерам и агрономам выбирать правильный препарат для конкретной ситуации», — сказала доктор Дана МакГрегор, ведущий автор и научный сотрудник Ротамстеда.
Соавтор Фредерик Бодуан, специалист по липидному обмену из Ротамстеда, добавил: «Пути метаболизма жирных кислот и липидов сложны и взаимосвязаны с другими метаболическими процессами. Восковой профиль черной травы необычен по сравнению с большинством других злаковых трав. Изучая, как эти гербициды влияют на нее, мы не только узнаем об их активности, но и получаем фундаментальное представление об их молекулярных мишенях и механизме действия (MoA), которые, как мы теперь считаем, сложнее, чем предполагалось изначально».
Партнер по отрасли Лоран Корнетт из Gowan Crop Protection говорит: «Для фермеров эти результаты укрепляют уверенность в том, что мы можем комбинировать различные довсходовые гербициды из группы 15. Группа 15 охватывает широкий спектр соединений, которые обладают одинаковым физиологическим эффектом, но различаются по механизмам и местам действия».
Примечательно, что для гербицидов группы 15 не было зарегистрировано ни одного случая развития резистентности на целевом участке, что позволяет отнести их к соединениям с низким риском развития резистентности. Следовательно, их применение может способствовать сохранению эффективности других групп гербицидов, способствуя замедлению развития резистентности.
В исследовании также сравнивались два биотипа лисохвоста мышехвостиковидного: один, чувствительный к гербицидам, и один с метаболической устойчивостью. Реакции между ними значительно различались.
«Нет никаких доказательств устойчивости к гербицидам группы 15 у чёрной травы, но популяции с разных полей могут вести себя совершенно по-разному. Изучение этих различий даёт нам представление о том, как физиологические, генетические и метаболические особенности формируют реакцию на гербициды, и помогает нам разрабатывать более эффективные стратегии для устойчивой борьбы с сорняками», — пояснила доктор Ханна Блайт, ведущий автор статьи.
Натиск черной травы угрожает устойчивости производства зерновых в Великобритании. Выявляя особенности действия гербицидов группы 15, данное исследование способствует более целенаправленному и эффективному использованию довсходовых гербицидов в комплексной борьбе с сорняками.
Источник: Rothamsted Research.
