Palmer amaranth เป็นวัชพืชที่สร้างความเสียหายอย่างสูงในระบบการปลูกพืชในแถบมิดเวสต์และตะวันออกเฉียงใต้ การศึกษาใหม่สองชิ้นจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์อธิบายความอัจฉริยะที่ชั่วร้ายของวัชพืชจากมุมมองเชิงวิวัฒนาการ (ภาพ: Pat Tranel มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์) ชาวไร่ข้าวโพด ถั่วเหลือง และฝ้ายต่างสะดุ้งเมื่อนึกถึงผักโขมพาลเมอร์บุกทุ่งของพวกเขา ลูกพี่ลูกน้องที่ก้าวร้าวของป่าน – ตัวเองเป็นศัตรูที่น่าเกรงขาม – เติบโตอย่างรวดเร็วมากผลิตเมล็ดหลายแสนเมล็ดต่อต้นและทนต่อสารกำจัดวัชพืชหลายชนิดรวมถึงไกลโฟเสต
ความต้านทานของพาลเมอร์ต่อสารกำจัดวัชพืชที่ยับยั้ง PPO
ซึ่งเป็นกลุ่มของสารเคมีที่ขัดขวางการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับไกลโฟเสตจากภาพ เกษตรกรหันมาใช้สารยับยั้ง PPO เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ จนกระทั่งพบการต่อต้านในป่านน้ำในปี 2544 และในปาล์มเมอร์ในปี 2554 Pat Tranel จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ได้ทำงานเพื่อทำความเข้าใจกลไกการต่อต้านสารยับยั้ง PPO มานานหลายปี และเป็นคนแรกที่ค้นพบการกลายพันธุ์ที่สำคัญในวัชพืชทั้งสองชนิด ในการศึกษาใหม่สองครั้ง เขาได้อธิบายความอัจฉริยะที่ชั่วร้ายของพาลเมอร์ไปไกลกว่านั้นอีก
“เราทราบดีว่าพาลเมอร์มีกลไกระดับโมเลกุลเหมือนกันกับกัญชาเพื่อต่อต้านสารยับยั้ง PPO การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เรียกว่าการลบ gly-210 และอย่างน้อยอีกอย่างหนึ่ง ตอนนี้เรารู้แล้วว่าวิวัฒนาการการลบ gly-210 อย่างอิสระ แทนที่จะหยิบขึ้นมาผ่านการผสมพันธุ์กับ waterhemp” Tranel รองหัวหน้าและศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์วัชพืชระดับโมเลกุลในภาควิชาวิทยาศาสตร์พืชผลที่ U of I กล่าว
นี่เป็นสิ่งสำคัญในสองวิธี เป็นข่าวดีที่นักวิทยาศาสตร์ไม่พบหลักฐานของการผสมพันธุ์ระหว่างสอง superweeds อย่างน้อยก็ยังไม่ถึงตอนนี้ แต่ความจริงที่ว่าพาลเมอร์พัฒนาการกลายพันธุ์แบบเดียวกันโดยอิสระ และอย่างน้อยหนึ่งรายการที่จะบูต แสดงให้เห็นว่าวัชพืชนั้นเจ้าเล่ห์แค่ไหน
Tranel และทีมของเขาได้กำหนดต้นกำเนิดวิวัฒนาการของการกลายพันธุ์ gly-210 โดยดูที่พันธุกรรมของพืชต้านทานของทั้งสองสายพันธุ์ที่เติบโตร่วมกันในเขตเคนตักกี้ การอยู่ใกล้กันเป็นเวลาหลายปีควรให้โอกาสในการผสมพันธุ์หากมันจะเกิดขึ้น
“เราทราบจากการทดลองในห้องปฏิบัติการว่าพวกมันสามารถผสมพันธุ์ได้ ดังนั้นความจริงที่ว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในภาคสนามจึงเป็นสิ่งที่ดี ยิ่งพวกมันสามารถผสมพันธุ์ได้มากเท่าไหร่ เราก็ยิ่งมีความกังวลมากขึ้นเท่านั้น” Tranel กล่าว
มีเพียงประมาณหนึ่งในสามของพืชพาลเมอร์ในเขตเคนตักกี้เท่านั้นที่มีการลบ gly-210 ส่วนที่เหลือใช้การกลายพันธุ์ที่แตกต่างกัน – การทดแทนอาร์จินีน – เพื่อปัดเป่าความเสียหายของสารยับยั้ง PPO
“การค้นพบว่าประชากรของ Palmer นี้มีการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันสองแบบเป็นเรื่องที่น่ากังวล เพราะหากคุณมองไปข้างหน้าในอนาคต Palmer อยู่ในตำแหน่งที่ดีที่จะจัดการกับเคมี PPO ในอนาคต สามารถใช้สิ่งใดก็ได้ที่มีประสิทธิภาพมากกว่ากับ PPO ใหม่
“มันยังอยู่ในตำแหน่งที่ดีที่จะรวมการกลายพันธุ์ทั้งสองเข้าด้วยกันเพื่อสร้างการกลายพันธุ์สองครั้ง โดยทั้งสองการกลายพันธุ์บนโครโมโซมเดียวกัน เคมีที่ออกแบบมาเพื่อฆ่าพืชด้วยการลบ gly-210 จะไม่สามารถฆ่าการกลายพันธุ์สองครั้งได้” Tranel กล่าว “ในความคิดของฉัน อีกไม่นานเราจะเห็นการกลายพันธุ์สองครั้งในสนาม”
การศึกษาใหม่ครั้งที่สองของ Tranel อธิบายว่าทำไมผักโขมพาลเมอร์ใช้เวลานานกว่าทศวรรษในการพัฒนาการลบ gly-210 และเผยให้เห็นความจริงที่โหดร้ายอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับสายพันธุ์: ผักโขมพาลเมอร์ดูเหมือนจะทนต่อการใช้สารยับยั้ง PPO ภายหลังการเกิด
เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าระยะเวลาของการใช้ PPO หลังเกิดภาวะวิกฤตเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ Palmer amaranth เมื่อเทียบกับ waterhemp หากต้นปาล์มเมอร์ไม่ฉีดพ่นก่อนจะถึง 4 นิ้ว ก็หมดสิ้น
“ถ้าคุณรอนานเกินไป คุณจะคิดถึงพวกเขา และนานเกินไปอาจเป็นเรื่องของวันเดียวเพราะพาลเมอร์เติบโตอย่างรวดเร็ว มันสามารถไปจากโรงงานขนาด 4 นิ้วที่คุณสามารถควบคุมมันเป็นโรงงานขนาด 6 นิ้วได้อย่างแท้จริงในหนึ่งวัน” Tranel กล่าว
สำหรับ Tranel รูปแบบนี้แสดงให้เห็นถึงความทนทานตามธรรมชาติต่อสารยับยั้ง PPO หลังการเกิดขึ้น ความคลาดเคลื่อนอธิบายถึงความสามารถของสปีชีส์ในการจัดการสาร ในกรณีนี้คือสารกำจัดวัชพืช PPO ในทางกลับกัน การต่อต้านเกิดขึ้นที่ระดับประชากร ประชากรที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นของสปีชีส์วิวัฒนาการการกลายพันธุ์เพื่อตอบสนองต่อการสัมผัสสารซ้ำๆ ตัวอย่างเช่น ข้าวโพดสามารถทนต่ออทราซีนได้ มันสามารถรับมือกับการถูกฉีดพ่นและไม่จำเป็นต้องวิวัฒนาการการกลายพันธุ์เพื่อจัดการกับมันในประชากรกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง
แนวคิดคือผักโขมพาลเมอร์มีความทนทานต่อสารยับยั้ง PPO ตามธรรมชาติและไม่จำเป็นต้องพัฒนาความต้านทาน นั่นเป็นสาเหตุที่วิวัฒนาการการกลายพันธุ์ gly-210 ใช้เวลานานขึ้น แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครศึกษาความอดทนต่อวิชาเคมีของพาลเมอร์โดยเฉพาะมาก่อน
Tranel ยืนยันโดยการปลูกพืช Palmer และ waterhemp โดยมีและไม่มีการเปลี่ยนแปลง gly-210 เคียงข้างกัน และใช้สูตรที่แตกต่างกันของสารยับยั้ง PPO ก่อนและหลังการงอก แอปพลิเคชันหลังการเกิดเกิดขึ้นก่อน (เล็กกว่า 4 นิ้ว) หรือช้า (สูงกว่า 4 นิ้ว)
Tranel กล่าวว่า “เราพบว่าพืช Palmer ที่ ‘อ่อนไหว’ ที่ไม่มีการกลายพันธุ์สามารถอยู่รอดได้เช่นเดียวกับ waterhemp ที่ต้านทานได้เมื่อฉีดพ่นหลังการงอก
ในทางกลับกัน ทีมวิจัยพบว่าสูตรก่อนเกิดควบคุมทั้งสองชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Tranel กล่าวว่า “ความแตกต่างในความอดทนระหว่าง Palmer และ waterhemp จะหายไปในระยะก่อนเกิด “ในที่สุด นั่นคือข้อความนำกลับบ้านที่นี่ หากคุณกำลังจัดการกับวัชพืชเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผักโขมพาลเมอร์ และคุณต้องการรวมสารยับยั้ง PPO ไว้เป็นทางเลือกในการดำเนินการ คุณจะโชคดีกว่านี้มากถ้าคุณใช้มันในแอปพลิเคชันก่อนเกิด”
Credit : buyisotretinoinusfast.com diyetciyiz.com kaufentiffany.com svdptt.org holidayinnexpressstarvedrock.com gornyi-otdyx.com altribeati.com typonze.com bostonxna.org sexytwinkscasting.com
