Niedawne badania naukowe ujawniły krytyczne odkrycie w świecie rolnictwa — nowo odkrytą podatność genetyczną kukurydzy na herbicyd tolpyralianowy.

To odkrycie jest bardzo istotne w dziedzinie rolnictwa, ponieważ rzuca światło na potencjalne ryzyko dla podstawowych upraw światowego systemu żywnościowego.

Wspólne wysiłki badawcze

Wspólny wysiłek, kierowany przez Marty’ego Williamsa, ekologa z ARS Global Change and Photosynthesis Research Unit, wraz z partnerami z Uniwersytetu Wisconsin-Madison i Illinois Foundation Seed Inc., zidentyfikował tę wrażliwość u 49 odmian kukurydzy.

Obejmuje to sześć rodzajów kukurydzy polnej i 43 rodzaje kukurydzy cukrowej. Odkrycie to ma kluczowe znaczenie, ponieważ dostarcza rolnikom kluczowych informacji pozwalających uniknąć ewentualnych strat w plonach.

Mogą teraz podejmować świadome decyzje, takie jak wybór odmian tolerujących tolpiralan lub wybór alternatywnych herbicydów.

Zrozumienie herbicydu tolpyralowego

Tolpyralat, herbicyd zarejestrowany w 2017 r., znany jest ze stosowania na ugorach i różnych rodzajach kukurydzy, w tym kukurydzy polnej, popowej i słodkiej. Należy do kategorii inhibitorów HPPD (dioksygenazy 4-hydroksyfenylopirogronianu).

Stosowany powschodowo, tolpyralat wywołuje reakcję biochemiczną w chwastach, prowadzącą do ich obumierania, poczynając od blaknięcia liści, a kończąc na śmierci rośliny.

Zwykle rośliny kukurydzy są w stanie szybko metabolizować herbicydy będące inhibitorami HPPD, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniom. Zdolność ta zależy od obecności lub braku specyficznych alleli (alternatywnych kopii genów) w regionie ich genomu znanym jako NSF1.

Jednakże badania Williamsa wskazują, że nie jest tak w przypadku tolpyralatu.

Czego dowiedział się zespół badawczy

Dochodzenie zespołu rozpoczęło się późnym latem 2021 r. po doniesieniach o poważnych uszkodzeniach linii wsobnej kukurydzy cukrowej XSEN187 po zastosowaniu tolpyralatu.

Co zaskakujące, uszkodzenie powiązano z unikalnym skupiskiem genów na chromosomie 5, różniącym się od oczekiwanych alleli.

Potwierdzono to za pomocą technik mapowania genetycznego i obserwacji roślin potomnych pochodzących z krzyżówek wsobnej kukurydzy cukrowej z dwiema tolerancyjnymi liniami kukurydzy.

Innym intrygującym aspektem jest związek pomiędzy wrażliwością na tolpiralan a adiuwantami na bazie oleju – dodatkami zmieszanymi z herbicydami w celu lepszego wchłaniania przez chwasty.

Chociaż te adiuwanty są niezbędne do skutecznego zwalczania chwastów, odgrywają również rolę w wpływie herbicydu na wrażliwe odmiany kukurydzy.

Kluczowe implikacje i dalsze badania nad tolpyralatem

Sprawę dodatkowo komplikuje przypadek linii wsobnej IL677a, znanej z wprowadzenia popularnego genu wzmacniającego cukier do kukurydzy cukrowej.

Linia ta wykazywała dużą wrażliwość na tolpiralan, co sugeruje, że ta sama wrażliwość mogła zostać szeroko rozpowszechniona w przypadku odmian kukurydzy cukrowej.

Zrozumienie dokładnego mechanizmu fizjologicznego stojącego za tą wrażliwością pozostaje wyzwaniem. Williams podkreśla potrzebę głębszego wglądu w ten mechanizm, aby pomóc producentom i firmom nasiennym w łagodzeniu ryzyka obrażeń w uprawach.

Badania te mogą również wykraczać poza tolpyralat, biorąc pod uwagę, że opracowywanych jest kilka nowych herbicydów hamujących HPPD.

Podsumowując, to niepokojące badanie podkreśla genetyczną podatność niektórych odmian kukurydzy na herbicyd tolpiralanowy, otwierając jednocześnie drzwi do dalszych badań i środków zapobiegawczych w zarządzaniu uprawami.

Dla rolników oznacza to dostosowanie swoich praktyk, aby zapewnić bezpieczeństwo i produktywność upraw w obliczu pojawiających się wyzwań w rolnictwie.

Pełne badanie opublikowano w czasopiśmie Nauka o zarządzaniu szkodnikami.

—–

Podoba Ci się to, co czytasz? Zapisz się do naszego biuletynu, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.

Sprawdź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.

—–