Investigation of the relative fitness and molecular base of resistant and susceptible rigid ryegrass (Lolium rigidum) biotypes to Acetyl Co-A- carboxylase herbicides

Sabet Zangeneh, Hossein (2018) Investigation of the relative fitness and molecular base of resistant and susceptible rigid ryegrass (Lolium rigidum) biotypes to Acetyl Co-A- carboxylase herbicides. Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (ارزیابی شایستگی نسبی و مبنای مولکولی توده‌های حساس و مقاوم چچم یک‌ساله (Lolium rigidum) به علف‌کش‌های بازدارنده‌ استیل کو آنزیم آ کربوکسیلاز)
Hossein Sabet Zangeneh.pdf

Download (414kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

To evaluate herbicide resistance, the molecular basis of resistance and fitness of rigid ryegrass (Lolium rigidum) biotypes collected from wheat fields across Khuzestan province ACCase-inhibiting herbicides, a study using the whole plant and petri dish bioassay and molecular during the years 2013 to 2016 in Ramin University and Research Centre, Agriculture and natural resources education Khuzestan province. In particular, 120 wheat fields were visited and 30 rigid ryegrass seed samples were collected for testing. Screening of these biotypes conducted with clodinafop-propargyl and pinoxaden under controlled greenhouse and petri dish conditions, resulted in 15 biotypes with a survival higher than 20% to this herbicide, which were further studied for the evaluation of cross-resistance, In the following some important information managerial fields is collected, and were analyzed. The next step is to determine the potential mechanism of resistance based on the location of CAPS and dCAPS methods were used. Cross-resistance of the masses, by examining their reactions to different chemical herbicides inhibiting ACCase pot method was evaluated by measuring the number of the living plants. In another experiment the effectiveness of herbicides with different mode of action for control of susceptible and resistant biotype to the herbicide clodinafop-propargyl was conducted. In the end, whether or not the fitness cost in three biotypes (two-resistant and susceptible biotypes) were evaluated. In experiment fitness an evaluation of germination and seedling emergence characteristics of three rigid ryegrass biotypes (one susceptible and two resistant biotypes) and of competition between this weed and wheat using replacement series experiments was conducted. The results showed that fresh weight percentage and the percentage of plant survival compared to control populations is the best traits for evaluating biotypes in terms of resistance and intensity of the effect herbicides. Of 13 rigid ryegrass biotypes that demonstrated cross-resistance to ACCase inhibitors, in 10 biotypes this was due to molecular mutation. In particular, it was revealed that resistance for one, eight and one of the molecular mutations could be attributed to a mutation in location 1781, 2041 and 1781 + 2041, respectively. On the contrary, there were no mutations in either location 2078 and 2088. Cross-resistance was observed in that the studied biotypes are different resistance models to ACCase- inhibiting herbicides three families. Evaluate the efficiency of different herbicides showed that the herbicides sethoxydim, clethodim, isoproturon+ diflufenican, paraquat and glyphosate were well controlled rigid ryegrass susceptible and resistant biotypes. The results relative merits conditions competitive and non-competitive ryegrass populations also showed that competitive conditions between resistant and susceptible populations differ in some traits seen that in some traits differences no significant but it seems susceptible biotype in conditions salinity and drought stress and in terms of competition in vegetative and reproductive stages as well as a stronger competitor than two resistant biotypes. In the province, 75% of fields used herbicides with different mode of action (rotation) were observed, but in 84% of studied fields, crop rotation that is the most important recommendation for the management of herbicide resistant weed population is not observed. Overall, it seems that despite the good recommendations regarding management of herbicide resistance in wheat fields, the farmers did not paid much attention to it. According to the results, the first cross-resistance to herbicides inhibiting ACCase Ryegrass was registered in Iran.

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: ارزیابی شایستگی نسبی و مبنای مولکولی توده‌های حساس و مقاوم چچم یک‌ساله (Lolium rigidum) به علف‌کش‌های بازدارنده‌ استیل کو آنزیم آ کربوکسیلاز
Persian Abstract: به‌منظور بررسی مقاومت، مبنای مولکولی مقاومت و شایستگی نسبی توده‌های مختلف چچم جمع‌آوری‌شده از مزارع گندم استان خوزستان به علف‌کش‌های بازدارنده استیل¬کوآنزیم¬آکربوکسیلاز (بازدارند¬های ACCase) (کلودینافوپ پروپارژیل و پینوکسادن)، مطالعه‌ای با استفاده از آزمایش‌های زیست‌سنجی گیاه کامل، زیست‌سنجی در پتری دیش و مولکولی طی سال‌های 1392 تا 1395 در دانشکده کشاورزی دانشگاه رامین و مرکز تحقیقات، آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان انجام شد. در این مطالعات مقاومت 30 توده چچم در آزمایش گلخانه‌ای و پتری دیشی با اندازه‌گیری صفات مختلف و برخی اطلاعات مهم مدیریتی مزارع جمع‌آوری و مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. در مرحله بعد به‌منظور تشخیص مکانیزم احتمالی مقاومت بر اساس محل عمل از روش‌های CAPS و dCAPS استفاده شد. بررسی مقاومت عرضی توده‌ها، با بررسی واکنش‌های آن‌ها به علف‌کش‌های مختلف شیمیایی بازدارنده ACCase به روش گلدانی و با اندازه‌گیری تعداد بوته‌های زنده نسبت به شاهد ارزیابی شد. در آزمایشی دیگر کارایی علف‌کش‌های با محل‌های عمل مختلف برای کنترل توده حساس و مقاوم‌ترین توده نسبت به علف‌کش کلودینافوپ پروپارژیل انجام شد. در پایان وجود یا عدم هزینه شایستگی در سه توده (دو توده مقاوم و یک توده حساس) ارزیابی شد. در آزمایش شایستگی، درصد جوانه‌زنی و سرعت جوانه‌زنی بذور در شرایط تنش شوری و خشکی، آزمایش شکست خواب بذر، تأثیر عمق کاشت بر سبز شدن در توده‌های حساس و مقاوم و همچنین رشد توده‌ها در شرایط رقابتی و غیررقابتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که درصد کاهش وزن‌تر و درصد تعداد بوته زنده مانده نسبت به شاهد بهترین صفات برای ارزیابی توده‌ها از نظر مقاومت و شدت اثر علف‌کش‌ها هستند. در بررسی نتایج مولکولی مشاهده شد که 8 توده‌ مقاوم دارای جهش ایزولوسین-2041-لوسین و یک توده دارای جهش ایزولوسین-1781-لوسین و یک توده دارای هر دو جهش هستند. در بررسی مقاومت عرضی مشاهده شد که توده‌های مورد بررسی دارای الگوهای مقاومت متفاوتی نسبت به سه خانواده علف‌کش بازدارنده ACCase هستند. بررسی کارایی علف‌کش‌های مختلف نشان داد که علف‌کش‌های ستوکسیدیم، کلتودیم، ایزوپروتون+دیفلوفنیکان، پاراکوات و گلیفوزیت توده‌های حساس و مقاوم چچم را به‌خوبی کنترل نمودند. نتایج بررسی شایستگی نسبی توده‌های چچم در شرایط رقابتی و غیررقابتی نیز نشان داد که در شرایط رقابتی، بین توده‌های حساس و مقاوم از نظر برخی صفات تفاوت‌هایی وجود دارد. توده حساس در شرایط تنش شوری و خشکی و در شرایط رقابت در مراحل رویشی و زایشی رقیب قوی‌تری نسبت به دو توده مقاوم بود. در این استان، در 75 درصد از مزارع استفاده از علف‌کش‌های با محل عمل متفاوت (توالی) رعایت شده ولی در 84 درصد مزارع مورد مطالعه، تناوب زراعی که از مهم‌ترین توصیه‌های مدیریتی جمعیت علف‌های هرز مقاوم به علف‌کش است رعایت نمی شود. به‌طورکلی، به نظر می‌رسد علی‌رغم توصیه‌های خوبی که در خصوص مدیریت مقاومت به علف‌کش‌ها در مزارع گندم صورت گرفته، کشاورزان به آن توجه زیادی ندارند.
Supervisor:
SupervisorE-mail
R. Mohammaddust Chamanabad, HamidUNSPECIFIED
Zand, EskandarUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Asghari, AliUNSPECIFIED
Alamisaeid, KhalilUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 01 Oct 2018 08:57
Last Modified: 02 Oct 2018 19:09
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/203

Actions (login required)

View Item View Item