Resistenzausprägung von hetero- und homozygot resistenten Genotypen eines Acker-Fuchsschwanz-Biotypen mit Target-Site Resistenz (Haplotyp Leu1781) in Dosis-Wirkungsversuchen mit Clethodim und Cycloxydim

Abstract

Anhand von Dosis-Wirkungsversuchen und molekularbiologischen Analysen wurde die Reaktion der Gesamtpopulation eines Biotyps von Acker-Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides) mit Target-Site Resistenz gegen ACCase-Inhibitoren (Ile1781-Leu) auf die Wirkstoffe Clethodim und Cycloxydim mit der Reaktion der homozygoten (reinerbigen) und der heterozygoten (mischerbigen) Teilpopulation verglichen. Um die beobachtete Reaktion in die einer homo- und heterozygoten Teilpopulation aufzuschlüsseln, wurden individuelle Pflanzen bezüglich des Haplotyps Leu1781 mittels SNP-Analytik (Pyrosequencing) differenziert. Für die Gesamtpopulation ergaben sich signifikant unterschiedliche Resistenzfaktoren (RF) von 8 für Clethodim und 153 für Cycloxydim. Nach Korrelation der Phäno- und Genotypen ergab sich für die heterozygote Teilpopulation ein RF von 6 für Clethodim und 118 für Cycloxydim und für die homozygote Teilpopulation ein RF von 10 für Clethodim und 136 für Cycloxydim. Obwohl sich die RF der homo- und heterozygoten Teilpopulationen nicht signifikant unterschieden, zeigten die geringeren RF der heterozygoten Teilpopulationen den deutlichen Trend einer verringerten Resistenzausprägung. Lässt sich dieser Trend in weiteren Versuchen bestätigen, so kann angenommen werden, dass die Selektion von Resistenz in einer Feld-Population neben dem eingesetzten Wirkstoff auch von der Frequenz der Genotypen abhängig ist. Die beobachteten Unterschiede zwischen der Reaktion von Acker-Fuchsschwanz mit dem Haplotyp Leu1781 auf die Wirkstoffe Clethodim und Cycloxydim verdeutlichen zudem die Bedeutung der stets individuell zu betrachtenden Konstellation von Resistenzmechanismus, Genotyp und Wirkstoff für die Selektion und Ausbreitung von Resistenz.

Stichwörter: Alopecurus myosuroides, Dosis-Wirkungsversuche, Pyrosequenzierung, Target-Site Resistenz

Degree of resistance of hetero- and homozygous resistant genotypes of a target-site resistant blackgrass biotype (haplotype Leu1781) in dose-response experiments with clethodim and cycloxydim

Abstract

In dose-response experiments and by molecular analyses the reaction of a black grass biotype (Alopecurus myosuroides) with target site resistance to ACCase inhibitors (Ile1781-Leu) was examined for the response to clethodim and cycloxydim and compared to the responses of the homozygous and heterozygous sub-populations. To decipher the population into the homo- and heterozygous sub-populations, individual plants of the resistant biotype were analyzed for the haplotype Leu1781 by means of SNP analytics (pyrosequencing). For the entire population, significant different resistance factors (RF) of 8 and 153 resulted for clethodim and cycloxydim, respectively. For the heterozygous sub-population a RF of 6 was estimated for clethodim and 118 for cycloxydim. For the homozygous sub-population a RF of 10 for clethodim and 136 for cycloxydim was estimated. The RF between the homo- and heterozygous sub-populations for each herbicide were, however, not significantly different. Despite this, a tendency of the heterozygous sub-population being less resistant was indicated. Therefore, it is hypothesized that the selection of resistance depends not only on the herbicide used, but on the frequency of the genotypes in a field population. Furthermore, the significant different reaction of black grass with the haplotype 1781 to both tested herbicides reflects the meaning of the individual constellation of active ingredient, resistance mechanisms and genotype for selection and spread of resistance.

Keywords: Alopecurus myosuroides, dose-response, pyrosequencing, target-site resistance