Mechanisms of Tolerance to Diphenyl Ether Herbicide Oxyfluorfen in Rice Cultivars

Diphenyl Ether계 제초제 Oxyfluorfen에 대한 벼 품종간 저항성기구

In this study, the relationships between sensitivity to oxyfluorfen, absorption of the herbicide, protoporphyrin IX(Proto IX) accumulation and activities of antioxidative enzymes were examined to identify the tolerance mechanism against oxyfluorfen in various rice cultivars having different level of tolerance to this herbicide. Absorption of oxyfluorfen in tolerant rice cultivars was slower than in susceptible cultivars. Proto IX accumulation in various rice cultivars treated with oxyfluorfen was higher in susceptible cultivars than in tolerant ones. In susceptible cultivars especially, Proto IX accumlated rapidly during the herbicide treatment in the dark. Large amounts of Proto IX accumulation were considered to cause membrane lipid peroxidation in the light. However, among the tested rice cultivars, there was little relationship between their tolerance to oxyfluorfen and the activities of antioxidative enzymes. Therefore, it is assumed that differential susceptibility of rice cultivars to oxyfluorfen was due to difference in their capability to absorb the herbicide and to subsequently accumulate Proto IX.

Oxyfluorfen에 대한 감수성이 상이한 것으로 보고된 7품종을 공시하여, oxyfluorfen에 대한 내성 및 감수성의 정도를 검정하고, 약제에 대해 각 품종이 나타내는 반응성의 차이를 해명하기 위하여 살초활성발현에 관여되는 작용기구에 대한 연구를 수행하였다. 1. Oxytluorfen 에 대한 감수성이 다른 7 품종에 대하여 경엽 및 근부처리를 실시한 결과 Baru, Hawon 및 Hunan 31이 내성 품종으로 Weld pelly, HP 1033, HP 907 및 HP 857이 감수성 품종으로 구분되었다. 각각의 품종 중에서 내성품종으로 Hunan 31과 감수성 품종인 HP 907 및 HP 857을 선정하여 $^{14}C$-oxyfluorfen의 흡수율을 조사한 결과, 경엽처리 시에는 Hunan 31에 비하여 감수성 품종의 경시적인 흡수율이 현저히 증가하는 경향이었는데, HP 857의 경우는 Hunan 31에 비하여 약제처리 120분 후의 흡수율이 3.2배에 달하였다. 2. 활성산소를 생성하는 것으로 알려진 광증감색소인 Proto IX의 축적량을 내성 및 감수성 품종들에서 조사한 결과, 약세처리 후 0, 12, 24시간의 광조건하에서 감수성 품종은 내성 품종보다 Proto IX의 축적량이 많았다. 특히, 2시간의 약제처리후 HP 857 및 HP 907은 Hunan 31에 비하여 Proto IX의 축적량이 4.7배 이상 높은 것으로 나타나 광조사 개시기의 Proto IX 축적량과 약제에 대한 감수성은 높은 상관성이 있는 것으로 사료되었다. 3. 활성산소에 의한 항산화작용을 방어하는 각종의 항산화효소활성은 약제에 대한 품종간 감수성과 관련성이 적은 것으로 나타났는데, SOD, AP, GR 및 MDAR의 활성은, 각 품종에서 광조사시간이 경과함에 따라 수분손실 등의 약해가 증가중임에도 불구하고 무처리보다 처리의 경우가 더 증가하는 경향이었다.