Ανθεκτικότητα Ζιζανιοκτόνων (Herbicide Resistance) Flashcards
Τι είναι η ανθεκτικότητα ζιζανίων?
Η κληρονομούμενη ικανότητα ορισμένων φυτών ενός είδους
ζιζανίου να επιβιώνουν και να αναπαράγονται μετά την εφαρμογή
ενός ζιζανιοκτόνου, σε δόση στην οποία τα περισσότερα φυτά του
αρχικού πληθυσμού είναι ευαίσθητα
Η επιβίωση του ζιζανίου για άλλους λόγους?
Φυσική ανοχή ή αντοχή (tolerance)
Κληρονομική ικανότητα όλων των φυτών ενός πληθυσμού ζιζανίου να επιβιώνουν και να αναπαράγονται εξ αρχής στη συνιστώμενη δόση κάποιου ζιζανιοκτόνου
Μείωση αποτελεσματικότητας του ζιζανιοκτόνου για άλλους λόγους:
1. Μη ορθή και έγκαιρη εφαρμογή
2. Αντίξοες εδαφοκλιματικές συνθήκες
Προβλήματα από την εμφάνιση ανθεκτικών ζιζανίων?
- Απώλεια αποτελεσματικών ζιζανιοκτόνων - πρόβλημα όταν οι εναλλακτικές χημικές λύσεις είναι ήδη ελάχιστες ή δεν υπάρχουν
- Οικονομικές επιπτώσεις - αύξηση του κόστους παραγωγής
- Περιβαλλοντικές επιπτώσεις
Κατηγορίες ανθεκτικότητας?
- Διασταυρούμενη ανθεκτικότητα (cross resistance)
≥ 2 ζιζανιοκτόνα με ίδιο μηχανισμό δράσης (ελέγχεται απο 1 γονίδιο/μηχανισμό) - Πολλαπλή ανθεκτικότητα (multiple resistance)
≥ 2 ζιζανιοκτόνα με διαφορετικό μηχανισμό δράσης (ελέγχεται απο ≥ 2 γονίδια μηχανισμούς). Υπάρχει η:
(Α) Συνυπάρχουσα
Διαφορετικοί μηχανισμοί ανθεκτικότητας στο ίδιο άτομο ζιζανίου
(Β) Μη συνυπάρχουσα
Διαφορετικοί μηχανισμοί ανθεκτικότητας μεταξύ διαφορετικών ατόμων ζιζανίων ενός πληθυσμού
Μηχανισμοί ανθεκτικότητας?
- Ανθεκτικότητα στόχου δράσης του ζιζανιοκτόνου (TSR, target-site resistance)
α) Τροποποίηση στο στόχο δράσης
β) Υπερέκφραση του γονιδίου (gene overexpression) που κωδικοποιεί το
ένζυμο-στόχο - Ανθεκτικότητα μη στόχου δράσης του ζιζανιοκτόνου (NTSR, non target-site
resistance)
α) Μείωση απορρόφησης του ζιζανιοκτόνου (λόγω χονδρής εφυμενίδας)
β) Μείωση μετακίνησης (μειωμένη διέλευση απο την κυτταρική μεμβράνη, εναπόθεση στο χυμοτόπιο, μειωμένη είσοδος στο σημείο-στόχο και απέκκριση)
γ) Αύξηση μεταβολισμού του ζιζανιοκτόνου (τροποποίηση δομής δ.ο. –> συμπλοκοποίηση με γλουταθειόνη, γλυκόζη, αμινοξέα –> εναπόθεση συμπλόκου στο χυμοτόπιο –> δέσμευση συμπλόκου στο κυτταρικό τοίχωμα)
δ) Αδρανοποίηση/εξουδετέρωση κυτταροτοξικών μορίων που παράγονται
από τη δράση του ζιζανιοκτόνου
Λειτουργίες που στοχεύουν τα ζιζανιοκτόνα?
Τρεις κύριες διεργασίες:
1. Φωτοσύνθεση ή βιοσύνθεση φωτοσυνθετικών χρωστικών (ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ)
2. Μεταβολισμός κυττάρου (ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΑ ΚΑΙ ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ)
* Αύξηση/Διαίρεση του κυττάρου (ΠΥΡΗΝΑΣ, ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ)
Ποιος τύπος ανθεκτικότητας είναι δυσκολότερος στη διαχείριση?
Η πολλαπλή ανθεκτικότητα καθώς και η NTSR είναι η πιο δύσκολες!!
Η TSR έχει βαρύτητα μόνο αν η τροποποίηση γίνει στο ενεργό κέντρο του ενζύμου.
Η NTSR επιφέρει ανθεκτικότητα σε πολλές ομάδες ζιζανιοκτόνων και δεν γνωρίζουμε και τη γενετική της βάση
Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ανθεκτικότητα?
ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΤΟΥ ΖΙΖΑΝΙΟΥ
1. Μικρή ευαισθησία σε εναλλακτικά ζιζανιοκτόνα:
Αυξημένη πίεση επιλογής λόγω συνεχούς χρήσης λίγων αποτελεσματικών ζιζανιοκτόνων = αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης ανθεκτικότητας
2. Σταυρογονιμοποίηση και Ανθεκτικότητα οφείλεται σε γονιδίο(α) του πυρήνα
Μεταφορά γονιδίων ανθεκτικότητας με τη γύρη σε μεγάλες αποστάσεις = Γρήγορη εξάπλωση
3. Μεταβολικές διεργασίες που μειώνουν την αποτελεσματικότητα ενός ζιζανιοκτόνου
Αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης ανθεκτικότητας
4. Παράγει μεγάλη ποσότητα σπόρου, Μικρή διάρκεια ληθάργου σπόρου, Μεγάλη πυκνότητα πληθυσμού, Υψηλή συχνότητα εμφάνισης γονιδίων ανθεκτικότητας χωρίς να ασκηθεί πίεση επιλογής
5. Μεγάλη παραλλακτικότητα ζιζανίων, άρα υπάρχει διαφορετική ευαισθησία μεταξύ ειδών αλλά και πληθυσμών του ίδιου είδους σε ένα ζιζανιοκτόνο
6. Αρνητική επίδραση γονιδίων ανθεκτικότητας, λόγω μείωσης της προσαρμοστικότητας ανθεκτικών ζιζανίων (fitness cost)
⁻ Μειωμένη αναπαραγωγική ικανότητα
⁻ Μείωση φυτρωτικής ικανότητας σπόρων
⁻ Μείωση ανταγωνιστικής ικανότητας
⁻ Ευπάθεια σε ασθένειες/προσβολές εντόμων
Θετική επίδραση, επικράτηση και εξάπλωση ανθεκτικών φυτών ζιζανίων
7. Επιγενετικές τροποποιήσεις (πχ μεθυλίωση DNA, τροποποίηση ιστονών) κατά τη κυτταρική διαίρεση. Επηρεάζεται έτσι η έκφραση ορισμένων γονιδίων, κληρονομείται στους απογόνους και μπορεί να προσδώσει ανθεκτικότητα.
ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ ΖΙΖΑΝΙΟΚΤΟΝΟ
1. Δράση σε ένα μόνο στόχο
2. Μεγάλη υπολειμματική διάρκεια στο έδαφος
3. Αποτελεσματικό για πολλά ζιζάνια
ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΓΕΩΡΓΙΚΗ ΠΡΑΚΤΙΚΗ
1. Μονοκαλλιέργεια
2.Μειωμένη κατεργασία εδάφους
3. Όσα ζιζάνια επιβιώνουν της εφαρμογής δεν αντιμετωπίζονται περαιτέρω
4. Ίδια δραστική για πολύ καιρό
5. Λάθος δοσολογία
Παραδείγματα ανθεκτικότητας στην Ελλάδα
Κυρίως στους αναστολείς του ενζύμου ALS και στους αναστολείς των ενζύμων ACCase.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΖΙΖΑΝΙΩΝ ΧΕΙΜΕΡΙΝΩΝ ΣΙΤΗΡΩΝ:
1. ΠΑΠΑΡΟΥΝΑ (Papaver rhoeas) –> ALS και Συνθετικές αυξίνες
2. Σινάπι (Sinapis arvensis)–> ALS
3. Λεπτή ήρα (Lolium rigidum)–> ALS και ACCase
4. Αγριοβρώμη (Avena sterilis)–> ACCase
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΖΙΖΑΝΙΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ:
1. Βέλιουρας (Sorghum halepense) –> ACCase
Ποια είναι τα στάδια κατά τη διάγνωση της ανθεκτικότητας?
- Αναφορές παραγωγών
- Επιτόπια καταγραφή προβλήματος
- Συλλογή πληροφορίων (τηρήθηκαν οι οδηγίες, ήταν παλιά αποτελεσματικό κλπ)
- Συλλογή φυτικού υλικού
- ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ:
α) Βιοδοκιμή σπόρων σε τρυβλίο
β) Σε φυτοδοχεία
γ) Πειράματα αγρού
δ) ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΗ
ε) Μελέτη της κληρονομικότητας της ανθεκτικότητας (εφαρμογή δ.ο. –> ελεγχόμενες ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ φυτών που επιβίωσαν –> F1 επέμβαση με δ.ο. –> ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ –> F2 επέμβαση με ζιζανιοκτόνο
Πότε είναι εφικτή η μοριακή διάγνωση ανθεκτικότητας και τι τεχνικές περιλαμβάνει?
Μπορεί να γίνει μοριακή ταυτοποίηση της ανθεκτικότητας μόνο στη περίπτωση της ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΧΟΥ (TSR)!
- Αλληλούχιση γονιδίου
- Πέψη με περιοριστικό ένζυμο (Τεχνική dCAPS)
- In vitro δράση του ενζύμου στόχου (ένζυμο ανθεκτικού και ένζυμο άγριου πληθυσμού υπό εφαρμογή της δραστικής)
Ανθεκτικότητα παπαρούνας?
ALS –> Αλλαγή στόχου
S. auxins –> Μεταβολισμός
ΑΡΑ ΣΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ALS ΜΠΟΡΕΊ ΝΑ ΓΙΝΕΙ ΜΟΡΙΑΚΗ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ dCAPS!!
Πως αποφεύγουμε την ανθεκτικότητα?
