Kutasy Barbara1 – Virág Eszter1 – Decsi Kincső1 – Nagy Erzsébet1 – Péterné Farkas Eszter1 – Mátyás Kinga1 – Kolics Balázs1 – Taller János1 Herbicid célgének vizsgálata az ürömlevelű parlagfűben (Ambrosia artemisiifolia L.) Analysis of herbicide target genes in the common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) 1Pannon
[email protected] Egyetem, Georgikon Kar, Növénytudományi és Biotechnológia Tanszék
Bevezetés Az invazív gyomok közé tartozó ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisiifolia L.) Európában és a világ számos országában hatalmas problémát jelent a mezőgazdaság számára. Az Egyesült Államokban jelenleg 17 különböző parlagfű faj él. Leggyakrabban a keleti államok és a Középnyugat vidéki területein elterjedt, de megtalálhatók az egész országban. Kanadában kétszáz éves herbáriumi példányok bizonyítják, hogy a parlagfű régóta megtelepedett gyomfaj. A parlagfű rohamosan terjed szerte Ázsiában is. Izraelben 5 parlagfű faj él és az általuk elfoglalt terület rohamosan nő, főként a Hula völgyében és Kelet-Galileában. Ausztráliában New South Wales tagállam számít fertőzött területnek. Oroszország igen változatos képet mutat. Egyetlen faj, a nálunk is meghonosodott A. artemisiifolia terjedt el, melyet már 1918-ban regisztráltak. Az európai részen Krasznodár területén a terület 80 %-a fertőzött parlagfűvel. Hasonlóan nagy kiterjedésű fertőzött területek vannak Sztavropol, Rosztov és az Észak-Kaukázus területén. A balti országokban, Dél-Oroszország Grúzia felé húzódó részén, illetve nyugat felé, Ukrajnában is sok területet foglal el az A. artemisiifolia (Juhász 2012.). Európában a legfertőzöttebb országok Magyarország, Horvátország, Olaszország és Franciaország bizonyos vidékei. Intenzíven terjed Ausztriában, Németországban, Svájcban és már megjelent a Skandináv országokban is (Kazinczi és mtsai 2009). Országunk fertőzöttségének előrehaladását jól mutatják az Országos Szántóföldi Gyomfelvételezések, melyek során megállapították, hogy az Ambrosia artemisiifolia L. 54 év alatt a 21. helyről az 1. helyre került. Míg az első felvételezéskor (1947-1953) 0,3926%-os borítottságot mutatott, az utolsó alkalmával (2007-2008) a fertőzött területek aránya elérte az 5,33 %-ot. Magyarországon a megművelhető területek közel 80%-a fertőzött parlagfűvel, amely visszaszorítása az elmúlt 20 évre visszatekintve az egyik legnagyobb gondot jelenti napjainkig a gyomszabályozás területén. Az A. artemisiifolia részleges visszaszorítására az integrált gyomszabályozás számos lehetőséget nyújt, azonban a ma ismert eszközök a gyomborítottság kárküszöb érték alatt tartásához nem elegendőek. Kazinczi és Novák (2012.) szerint azonban nem elegendő a gyompopuláció gazdasági kártételi küszöbszint („economic threshold”) alatt való tartása sem, hanem törekedni kell az életképes magkészlet csökkentésére azáltal, hogy megakadályozzuk a pollenszóródást és a termésérést. Ez az üzemi szinten történő termesztés során óriási kihívást jelent a gazdálkodók számára. Az agrotechnikai, mechanikai és fizikai védelem mellett rendkívül fontos szerep jut a kémiai védekezésnek. A különböző hatóanyagcsoportok fejlesztése a múlt század közepén kezdődött a hormonhatású gyomirtószerekkel és a 80-as években fejeződött be az ALS és HPPD gátló herbicidekkel. Az azóta eltelt időszakban 140 herbicid hatóanyag került forgalomba (Gerwick, 2010). Közismert az is, hogy ezek a vegyületek a régi, ismert herbicid csoportok molekuláinak kombinációi (Safferling, 2005). Meglepő módon ezek közül csupán kettő, a szűk hatás spektrumú cinmethylin és oxaziclomefone mutat újszerű, még nem teljesen ismert biokémiai hatásmechanizmust („modes of action -MoA”). Sajnos az elmúlt 30 évben új hatásmechanizmusú molekulákat az előbb említetteken kívül nem hoztak forgalomba és a nem is várható a közeljövőben sem megjelenésűk a fejlesztés és az engedélyezés hatalmas költségei miatt (Kraehmer 2014).
486
Az Európai Unióhoz történt csatlakozásunk óta az engedélyezési hatóság több száz növényvédő szer forgalomba hozatali és felhasználási engedélyét vonta vissza, így nagymértékben csökkent a felhasználható hatóanyagok száma. A gyomirtószer kivonások egyik meghatározó állomása a glifozát hatóanyag vizsgálata. Annak ellenére, hogy az EFSA (European Food Safety Authority – Európai Élelmiszerbiztonsági Hivatal) lezárta a glifozát hatóanyag vizsgálatát és arra a megállapításra jutott, hogy ez a hatóanyag nem toxikus és rákkeltő hatása sincs az emberi szervezetre, az Európai Bizottság saját hatáskörben, csak 2017. december 31-ig hosszabbította meg a hatóanyag engedélyét (EFSA 2015.). Copa (European farmers) és a Cogeca (European agri-coopeatives) együttesen tiltakoztak a rendelet ellen, mert a glifozát nélkül a gazdák versenyképessége és az Unió élelmiszertermelése veszélybe kerülne, mivel nincsenek alternatívák számukra a kivonást követően. Az elmúlt 15 évben lényegesen több hatóanyagot vontak ki, mint amennyi bevezetésre került. Többek között a napraforgó hagyományos gyomirtása is nagy veszteségeket szenvedett el a visszavonásra került 14 különböző hatóanyag miatt. Olyan hatóanyagokat vontak ki, amelyek jelentős részesedéssel bírtak a napraforgó vegyszeres gyomirtásában. Ráadásul az olcsóbb anyagokból lett kevesebb, így a technológia átlagköltsége emelkedett. Ezen időszakban csupán 6 hatóanyag került bevezetésre. A szerkivonások okozta problémát leginkább a toleránshibridek termesztésbe vonásával tudták megoldani (Papp 2013). Valamennyi növényvédőszer-gyártással és forgalmazással foglalkozó szakember tapasztalja, hogy egyre nagyobb nehézséget okoz az új, hatékony termékek előállítása és olyan termékek piacra hozatala, amelyek megfelelnek az EU-hatóságok szigorodó intézkedéseinek. Mindezen nehézségekhez adódik még hozzá a szerrezisztencia problémája, ami egyre súlyosabb. Az egyoldalú szerhasználat, a helytelen dózis beállítások, a növényvédő szer elsodródások mind hozzájárultak a herbicid rezisztens biotípusok megjelenéséhez. A herbicid rezisztencia kialakulását már több mint 60 éve előre jelezték (Harper, 1956), éppen 10 évvel az első modern gyomirtószer, a diklórfenoxi-ecetsav bevezetése után (Peterson, 1967). Napjainkban együtt kell élnünk a gyomokban kialakuló rezisztencia előretörésével, melynek meghatározó állomása volt a glifozát rezisztens Lolium rigidum megjelenése 1995-ben Ausztráliában (Pratley és mtsai 1996). A herbicid rezisztens gyomnövények 2016. évi nemzetközi felmérése 471 rezisztens gyombiotípust (250 különböző fajt) jegyzett fel 66 országban, melyek 160 különböző gyomirtószerre rezisztensek (Heap 2016). A megfigyelések szerint az ellenálló gyomfajokban egy vagy több herbiciddel szemben alakult ki rezisztencia. A rezisztens biotípusok 31%-a rezisztens az acetolaktát-szintetáz (ALS) gátló herbicidekkel szemben, 19% triazin rezisztens, 11% rezisztens az acetil-KoA karboxiláz (ACCáz) gátlókra, 7,8% a hormonhatású herbicidekre, 6,9% a bipiridilium származékokra, 6,1% karbamid származékokra, 5,8% glicinekre, 2,8% dinitro-anilinokra és a fennmaradó 9,6% egyéb hatásmechanizmussal rendelkező herbicidekre rezisztens (Hunyadi 2011). A fentiek miatt egyre aktuálisabb a szerrezisztencia minél korábbi detektálása, aminek feltétele a rezisztencia mechanizmusának részletes molekuláris szintű ismerete. A jelen munkában célunk a parlagfű herbicid célgénjeinek azonosítása, ami alapján a hatáshely-rezisztencia gyors detektálására alkalmas eszközöket fejleszthetünk ki.
487
Anyag és Módszer Jelenlegi kutatásaink során a parlagfű gyomszabályozásában relevanciával bíró herbicid csoportok célgénjeinek in silico azonosítását és molekuláris jellemzését végeztük el. E gének: az acetolaktát szintáz (ALS-gátlók - B csoport HRAC szerint), a protoporfirinogén oxidáz (PPO-gátlók - E csoport), a fitoén deszaturáz (PDS-gátlók - F csoport), a hidroxifenilpiruvát-dioxigenáz (plasztokinon-gátlók a 4-HPPD blokkolása által - F csoport), glutamin szintáz (GS-gátlók - H csoport) valamint a 3-enilpiruvil-sikimát-5-foszfát szintáz (EPSPS-gátlók (glifozát) G csoport). A. artemisiifolia növények leveleiből készült teljes transzkriptomban más fészkes növények részlegesen vagy teljesen ismert szekvenciái alapján azonosítottuk az ürömlevelű parlagfű fenti herbicid célgénjeit, és meghatároztuk azok teljes nukleotid sorrendjét (Nagy és mtsai 2016.) Az általunk kutatott gének működését a DNS-ről transzkripcióval termelődő RNS kimutatásával kísértük figyelemmel. A transzkriptomika az adott mintában a mintavétel pillanatában kifejeződő összes gén vizsgálatát teszi lehetővé.
Növényanyag Összesen 13, szabadföldi körülmények között növő, morfológiailag jól elkülöníthető növényről gyűjtöttünk hím-, és nővirág, valamint levélmintákat a teljes virágzási időszakban. A hímvirágok esetében hét, a nővirágoknál kilenc, míg a levelek esetében öt fejlődési stádiumot különítettünk el és gyűjtöttünk külön.
Molekuláris biológiai vizsgálatok: RNS szekvenálás A begyűjtött mintákból RNS-t tisztítottunk, majd az RNS egy részét mintatípusonként (hím, nő, levél) összekevertük annak érdekében, hogy minden fejlődési stádium azonos koncentrációban legyen reprezentálva, majd cDNS-t szintetizáltunk totál RNS-ből. Az RNS tisztításhoz a TaKaRa Plant Extraction kitet használtuk a gyártó útmutatásai szerint (TakaraBio Inc., Japán). A poly-A alapú cDNS szintézishez az IlluminaTruSeqTM RNA mintapreparáló kitet használtuk a gyártó útmutatásai szerint.
Bioinformatikai vizsgálatok:
Transzkriptom rekonstrukció. A három mintatípus egyesített de novo transzkriptom adatbázisát a Trinity programmal állítottuk össze 28 < Phred értékre való minőségi beállítást követően.
Herbicid cél gének meghatározása. A herbicid gének meghatározásához BLAST (Basic Local Alignment Search Tool, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279690) programot használtuk, amely során a weedscience.org adatbázisában található különböző rokon fajok herbicid célgén szekvenciáit vettük referenciaként.
488
Eredmények Az acetolaktát szintáz (ALS) enzimet kódoló gén Mintáinkból azonosított ALS gén 1965bp hosszú, 655 aminosavból álló protein. Aminosav pozíció
Érzékeny Ambrosia artemisiifolia L. biotípusban szereplő aminosav
Különböző rezisztens gyom fajokban szereplő aminosav csere (weedscience.org)
Ambrosia artemisiifolia L. rezisztens biotípusban szereplő aminosav csere
Saját Ambrosia artemisiifolia L. adatbázisunkban szereplő aminosav
(weedscience.org) 122
Ala
Thr, Val, Tyr
Ala
197
Pro
Thr, His, Arg, Leu, Gln, Ser, Ile, Ala
Pro
205
Ala
Val, Phe
Ala
376
Asp
Gln
Asp
377
Arg
His
Arg
574
Trp
Leu, Gly, Met
653
Ala
Thr, Asn, Ile
Ala
Glu, Asp
Gly
Leu
Trp
(Ser- Arabidopsis) 654
Gln
1. táblázat ALS-gátló rezisztenciát okozó kritikus aminosav pozíciók
1. ábra Az A. artemisiifolia ALS génjének filogenetikai elemzése. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik.
489
A 3-enilpiruvil-sikimát-5-foszfát szintáz (EPSPS) enzimet kódoló gén: Saját Ambrosia artemisiifolia L. mintáinkból kimutatott EPSPS gén 1539 bp hosszú, 513 aminosavból álló protein.
2.ábra Az A. artemisiifolia EPSPS gén filogenetikai vizsgálata. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik. Hidroxifenilpiruvát-dioxigenáz (HPPD) enzimet kódoló gén: Saját Ambrosia artemisiifolia L. mintáinkból kimutatott HPPD gén 1368 bp hosszú, 456 aminosavból álló protein.
3.ábra Az A. artemisiifolia HPPD gén filogenetikai vizsgálata. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik. Protoporfirinogén oxidáz (PPO) enzimet kódoló gén: A PPO gén esetében két szekvenciát izoláltunk. A mitokodriumból egy 1476bp hosszú, 492 aminosavat tartalmazót és a kloroplasztiszból származó 1607 bp hosszú, 535 amonosavat tartalmazó szakaszt.
4.ábra Az A. artemisiifolia kloroplasztiszban található PPO gén filogenetikai vizsgálata. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik.
490
Glutamin szintáz (GS) enzimet kódoló gén Mintáinkból készült transzkriptom adatbázisban 1074 bp hosszú, 358 aminosavból álló proteint mutattunk ki.
5.ábra Az A. artemisiifolia GS gén filogenetikai vizsgálata. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik.
Fitoén deszaturáz (PDS) enzimet kódoló gén Mintáinkból készült transzkriptom adatbázisban 1782 bp hosszú, 594 aminosavból álló proteint mutattunk ki. A weedscience honlapon talált Ambrosia trifida PDS gén szekvenciája alapján adatbázisunkban olyan szekvenciát találtuk, amely 99%-os egyezőséget mutat a Helianthus annuus PDS gén szekvenciájával. Valószínűsíthetően ez az Ambrosia artemisiifolia PDS génje. Az adott szakasz 99, illetve 97%-os hasonlóságot mutat a Heliantus annuus zétakarotin deszaturáz génjével, mely az irodalmi adatok szerint a karotinoidok bioszintézisében játszik szerepet, a fitoén-deszaturáz egyik formája.
6.ábra Az A. artemisiifolia PDS gén filogenetikai vizsgálata. Az elágazásoknál a számok a bootstrap analízis során kapott értéket jelölik.
491
Megvitatás A rezisztencia egy örökletes képesség a herbicid kezelés túlélésére, ebben az esetben a ritka rezisztens egyedek válnak dominánssá a gyompopulációban. Keresztrezisztencia esetén egy gyompopuláció örökletesen rezisztens két vagy több, különböző kemikáliával szemben, amelyekre jellemző, hogy vagy azonos a hatáshelye, vagy ugyanaz az enzimrendszer bont le. Kialakulhat többszörös rezisztencia is, amikor a gyompopuláció egyedei olyan rezisztenciát fejlesztettek ki két vagy több, jelentősen eltérő hatásmechanizmussal rendelkező herbiciddel szemben, melynek segítségével túlélik a kezelést. Herbicidrezisztencia tehát a populációra kifejtett szelekciós nyomásra következik be a gyomirtószerek használata során. Meglehetősen nehéz általánosítani, mégis az eltérő rezisztencia a herbicid metabolizmusának, a hatáshely megváltozásának, valamint a herbicid felvételében levő különbségeknek tulajdonítható (Almádi és mtsai 2011). 1. Hatáshely rezisztencia A herbicideknek eltérő hatáshelyeik vannak, ahol biokémiai folyamatokat terminálnak, melyek eredményeképpen a növény pusztul. A hatáshelyek többsége egy enzim. A kapcsolat a herbicid és a hatáshely között megszakadhat, abban az esetben, amikor változás következik be az enzim molekula elsődleges struktúrájában, és ennek következtében a kapcsolat kialakulása szempontjából kritikus fehérje-térszerkezetben (Loch és Nosticzius 2004). A hatáshely-rezisztencia gyakran egyetlen pontmutáció eredménye, tehát a változás a hatáshely gén egyik nukleotidjában van, amely a hatáshely-fehérjében aminosav-változást eredményez. Számos esetben azonban a triplet két vagy akár mindhárom nukleotidja megváltozik. Az ALS az első enzim az elágazó szénláncú aminosavak bioszintézisében, amelynek során valin, leucin és izoleucin képződik (Umbarger és Brown 1958). Az ALS a sejtmagban van kódolva, de az aminosavak szintézise a kloroplasztiszban történik (Almádi és mtsai 2011). Különböző, eltérő szerkezetű vegyületek hatnak az enzim működésére: szulfonil-ureák, imidazolinonok, pirimidinil-tio-benzoátok, triazolpirimidinek, szulfonilaminokarbonil-triazolinonok. A kémiai családok mindegyikében detektáltak hatáshely rezisztenciát a különböző gyomokban. Az ALS gén esetében 5 olyan aminosav pozíciót (122, 197, 205, 574, 653) jegyeztek le, melynek csak egyikének megváltozása is rezisztenciát okoz (McNaughton és mtsai 2005). Azóta még három aminosav pozíciót (376, 377, 654) tartanak nyilván, melyek megváltozása esetén rezisztencia lép fel a gyomokban (weedscience.org). Az aminosav pozíciókat a különböző fajokban az Arabidopsis thaliana L. ALS génje alapján határozzák meg.
7. ábra Az Arabidopsis thaliana ALS enzimjének strukturális felépítése és a rezisztencia kialakulásának pozíciói Forrás: McNaughton és mtsai (2005)
Imidazolinon (IMI) specifikus rezisztencia alakul ki a 122. pozícióban levő alanin treoninra való változása esetén, valamint a 653. pozícióban levő szerin - aszparagin aminosav helyettesítésnél. Nagyfokú ellenállóságot és keresztrezisztenciát tapasztaltak az 574. pozícióban levő triptofán - leucin csere, és a 376. pozícióban levő aszparagin - glutamin szubsztitúció eredményeképpen. A prolin (197.) pozícióban többszörös mutáció kialakulását figyelték meg, melynek következménye szulfonil-urea (SU) rezisztencia lett (Guttieri és mtsai 1995). Keresztrezisztencia alakulhat ki az imidazolinonok és a szulfonil-karbamidok együttes használatakor, mert a két gyomirtószer kapcsolódási helye részben átfedi egymást (Pang és mtsai 2003).
492
A parlagfű esetében eddig a szulfonil-ureák, imidazolinonok és a triazolpirimidinek alkalmazása után figyeltek meg aminosav cserét a fehérjében az 574. aminosav pozícióban (weedscience.org.). A gyomokban megjelenő rezisztens tulajdonság általában heterozigóta allélforma mellett is kifejeződik ezen hatóanyagcsoportok használata után (Hart és mtsai 1993). Ez a tulajdonság pollen és mag útján egyaránt terjed (Stalling és mtsai1995). Érdekes módón sok esetben a rezisztens tulajdonság kifejeződése nem okozott negatív változást a gyom biotípusában és relatív fitnesz értékében (Massinga és mtsai 2005). A glifozát (N-foszfonometil-glicin) nem szelektív, posztemergens herbicid, melyet totális gyomirtásra használnak. Sikere a talajban nagyon alacsony reziduális hatásának, széles gyomirtási spektrumának, más szervezetekre alacsony toxicitásának és a növényekben nagyfokú transzlokációjának tulajdonítható. Az aromás aminosavak (fenilalanin, hisztidin, triptofán) bioszintézisét állítja le a kloroplasztiszban. A bioszintézis egy lépését katalizáló enzimnek, az EPSP-szintáznak (5-enolpiruvilsikiminsav-3-foszfát szintáz) a gátlásával éri el a jelentkező zavart. A sikiminsav akkumulációja, amely a sejtekben történik, nagyban felgyorsítja a folyamatot. Az EPSPenzim működése gátlásának molekuláris oka az, hogy a glifozát hatóanyagának molekuláris szerkezete nagyon hasonló az enol-piroszőlősav-foszfáthoz, de annál erősebb affinitással képes kapcsolódni (kompetitív gátlás) az EPSP-szintázhoz, ez okozza a gátlást az enzim működésében (Heszky 2013). A hatáshely rezisztencia fellép a 106. aminosav pozícióban levő prolin - szerin/threonin/alanin szubsztitúció esetén. Ezen aminosav cseréken kívül előfordul túlexpresszió, mikor az adott fehérje a normális szintet jelentősen meghaladó mennyiségben túltermelődik. A harmadik esetben pedig a gén amplifikáció jelenti a rezisztencia kialakulásának okát, mikor az adott gén kópiaszáma sokszorozódik meg (Heap 2011, Beckie 2011). A glufozinát kontakthatású, széles hatásspektrumú, posztemergens (a gyomnövényállományra kijuttatható) herbicid, amely a glutamin-szintetáz (GS) enzimet gátolja, így zavar jelentkezik a növények nitrogén asszimilációjában. A glioxilát és az ammónia akkumulációja okozza a növény gyors pusztulását.
A protoporfirinogén oxidáz (PPO) gátlók csoportjába tartozó herbicidek a protoporfirinogén oxidáz enzimet gátolják. Ez az utolsó enzim, amely a hem és a klorofill képződésében közös. A herbicidek a protoporfirinogén IX oxidáz enzimhez kötődnek, és ezzel gátolják meg a szubsztrát, a protoporfirinogén IX oxidációját (Loch és Nosticzius 2004). Parlagfűben már 2005-ben detektáltak rezisztens egyedeket. Itt kettős herbicid-rezisztenciát írtak le, mivel a PPO-gátló rezisztencia a gyomokban egyszerre jelentkezett az ALS gyomirtókkal szembeni ellenállósággal. Azóta már találtak három különböző mechanizmusú herbicid csoporttal (PPO, ALS, EPSPS) szemben kialakult multiplex rezisztenciát is (weedscience.org.). Az acifluorfen és fomezafen hatóanyagokkal szembeni rezisztencia megjelent parlagfű populációkban. A rezisztencia oka egy glicin deléció volt a PPX2L gén 210. aminosav pozíciójában (Rousonelos 2010).
493
2. Metabolikus rezisztencia Metabolikus rezisztencia a szerrezisztencia másik, de a hatáshely rezisztenciánál molekuláris tekintetben lényegesen bonyolultabb oka. Az eltérő metabolizmus a herbicidekkel szembeni növényi szelektivitás fő mechanizmusa. Számos gyombiotípus fejlesztett ki rezisztenciát a herbicidekre azáltal, hogy gyorsan lebontja a herbicideket kevésbé toxikus vegyületekre.
ALS Detoxifikáció észleltek egyes fajokban, pl. az A. myosuroides (Menendez és mtsai 1997), a Lolium rigidum (Christopher és mtsai 1991.), a Sinapis arvensis (Veldhuis és mtsai 2000) esetében. A fajok rezisztenciájukat a megnövekedett citokróm P 450 enzim koncentrációjának köszönhették, ami által metabolikusan bontani tudták az ellenük alkalmazott klórszulfuron, illetve etametszulfuron herbicideket.
Glifozát Metabolikus rezisztenciának számos okát leírták glifozát kezelések után fellépő rezisztencia esetén. Előfordult a merisztéma szövetbe történő, normálishoz képest csökkent transzlokáció, ami miatt nem emelkedett toxikus szintre a hatóanyag. Más esetekben bizonyos fiziológiai mechanizmusok játszódtak le: a sejtek a vakuólumba deponálták a hatóanyagot így semlegesítve annak hatását, valamint tapasztalható a felvétel intenzitásának jelentős csökkenése, illetve a levélben a csökkent adszorpció (Heap 2011, Beckie 2011).
Az ürömlevelű parlagfű leveleiből készült teljes transzkriptomban más fészkes növények részlegesen vagy teljesen ismert szekvenciái alapján azonosítottuk a fenti herbicid célgéneket, és meghatároztuk azok teljes nukleotid sorrendjét. Jelenleg az azonosított szekvenciák izolálásán és vizsgálatán dolgozunk a hatáshely megváltozása következtében kialakuló rezisztencia molekuláris okainak feltárásának céljával. A herbicid célgének, illetve alléljaik és izoformáik azonosítása és jellemzése után a hatáshely rezisztencia gyors kimutatását lehetővé tevő molekuláris eszközöket, eljárásokat fejlesztünk ki. E detektálási eljárások a gyomirtószer rezisztencia korai kimutatását teszik lehetővé, akkor is, mikor a rezisztens biotípusok jelenléte a gazdálkodó számára még nem nyilvánvaló. E detektálási eljárások integrálása a gyomszabályozás gyakorlatába jelentősen segíthetik a helyes szerhasználati gyakorlatot és járulhatnak hozzá a rezisztencia visszaszorításához, és ebből következőleg a herbicidek hatékonyságának hosszabb időre történő biztosításához az adott területen.
494
Irodalmi jegyzék Almádi L.-Béres I. -Berzsenyi Z.-Horváth Z,-Hunyadi K.-Kazinczi G.-Lehoczky É.-Mikulás J.-Németh I.Petrányi I.-Reisinger P.-Szemán L.-Szentey L.-Szőke L.-Tóth E.- Varga Sz. (2011): Gyomnövények, gyomirtás, gyombiológia. Mezőgazda Kiadó Bp. Beckie, H. J. (2011): Herbicide-resistant weed management: focus on glyphosate. Pest Manag Sci 67: 1037–1048 Christopher, J. T. - Powles, S. B. - Liljegren, D. R. – Holtum, J. A. M. (1991): Cross-resistance to herbicides in annual ryegrass (Lolium rigidum) II. Chlorsulfuron resistance involves a wheat-like detoxification system. Plant Physiology 95: 1036-1043. EFSA: Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance glyphosate European Food Safety Authority. EFSA Journal 2015; 13 (11):4302 [107 pp.] Gerwick BC. (2010): Thirty years of herbicide discovery: surveying the past and contemplating the future. Agrow VII–IX Guttieri, M. J. - Eberlein, C. V. – Thill, D. C. (1995): Diverse mutations in the acetolactate synthase gene confer chlorsulfuron resistance in kochia (Kochia scoparia) biotypes. Weed Science 43: 175-178. Harper JL. (1956) The evolution of weeds in relation to resistance to herbicides. In Proceedings of the British Weed Control Conference. British Crop Protection Council, Farnham, UK, pp 179–188 Hart, S. E. - Saunders, J. W. – Penner, D. (1993): Semidominant nature ofmonogenic sulfonylurea herbicide resistance in sugarbeet (Beta vulgaris). Weed Science 41: 317–324. Heap I. (2011): International Survey of Herbicide ResistanWeeds.[Online] Available:http://www.weedscience.org Heap I. (2016): The international survery of herbicide resistant weed. www.weedsience.com Heszky L.(2013): A glifozát-toleráns transzgénikus (GM) fajták előállítása és termesztése. Agrofórum Bp 24/5 Hunyady K.-Béres I.-Kazinczi G.(2011.) :Gyomnövények, gyombiológia, gyomirtás. Mezőgazda Kiadó, Budapest 101-103, 465-476 Juhász M. (2012): Parlagfű világkép. AMEGA összefoglaló közlemény Kazinczi G.-Béres I:- Novák R.-Karamánj J. (2009.): Újra fókuszban az ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisiifolia L.). Növényvédelem, 45. évfolyam 8. szám 389-403 p. Kazinczi G.-Novák R.(2012): A parlagfű visszaszorításának integrált módszerei. Vidékfejlesztési Minisztérium Élelmiszerlánc-felügyeleti Főosztály Növény és Talajvédelmi Osztály Gyommentes Környezetért Alapítvány Magyar Gyomkutató Társaság Magyar Növényvédelmi Társaság Kraehmer H.- Laber B.- Rosinger C.- Schulz A.(2014.): Herbicides as Weed Control Agents: State of the Art: I. Weed Control Research and Safener Technology. The Path to Modern Agriculture. Plant Physiology 2014.Vol. 166, pp. 1119–1131 Loch J.-Nosticzius Á. (2004): Agrokémia és növényvédőszer kémia. Mezőgazda Kiadó, Budapest Massinga, R. A. - Al-Khatib, K. J. - Amand, P. S. – Miller, J. F. (2005): Relative fitness of imazamox-resistant common sunflower and prairie sunflower. Weed Science 53: 166-174. McNaughton, K. E. - Letarte, J. - Lee, E. A. – Tardif, F. J. (2005): Mutations in ALS confer herbicide resistance in redroot pigweed (Amaranthus retroflexus) and Powell amaranth (Amaranthus powellii). Weed Science 53:17-22. Menendez, J. M. – DePrado, R. - Devine M. D. (1997): Chlorsulfuron crossresistance in a chlorotoluron-resistant biotype of Alopecurus myosuroides. Brighton Crop Protection Conference: Weeds. Proceedings of an Iinternational Conference, Brighton, UK, pp. 17-20.
495
Nagy E.- Virág E.-Farkas E.- Mátyás K.- Decsi K.- Kolics B.- Kutasy B.- Taller J. (2016): Az ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisiifolia L.) transzkriptomikai vizsgálata. Georgikon Napok 2016 Összefoglalók Pang, S. S. – Guddat, L. W. – Duggleby, R. G. (2003): Molecular basis of sulfonylurea herbicide inhibition of acetohydroxyacid synthase. Journal of Biological Chemistry 278: 7639–7644. Papp Z. (2013.): A napraforgó vegyszeres gyomirtása az Európai Uniós csatlakozás előtt és után Magyarországon. Agroforum extra 49: 36-39 Patzoldt, W. L., A. G. Hager, J. S. McCormick, and P. J. Tranel. 2006. A codon deletion confers resistance to herbicides inhibiting protoporphyrinogen oxidase. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103:12329–34. Peterson GE. (1967) The discovery and development of 2,4-D. Agric Hist 41:243–254 Rousonelos S. L. (2010): Mechanism of resistance in Common ragweed to PPO inhibiting herbicides. College of the University of Illinois at Urbana-Champaign Pratley J.- Baines P.- Eberbach P.- Incerti M, Broster.J (1996) Glyphosate resistance in annual ryegrass. In J Virgona, D Michalk, eds, Proceedings of the 11th Annual Conference of the Grasslands Society of New South Wales. Grasslands Society of New SouthWales, Wagga Wagga, Australia, p 122 Safferling M, editor (2005) Atlantis. Pflanzenschutz-Nachr Bayer 58: 165–299 Umbarger, H. E. – Brown, B. (1958): Isoleucine and valine metabolism in Escherichia coli VII. A negative feedback mechanism controlling isoleucine biosynthesis. Journal of Biological Chemistry 233: 415-420. Veldhuis, L. J. - Hall, L. M. - O'Donovan, J. T. - Dyer, W – Hall, J. C. (2000): Metabolism-Based Resistance of a wild mustard (Sinapis arvensis L.) biotype to ethametsulfuron-methyl. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48: 2986–2990.
496
