• 제목/요약/키워드: herbicide-resistant

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세계 잡초연구 동향 및 전망 (Current Status and Perspectives of Weed Science in the World)

  • 이인용;박태선;최정섭;고영관;박기웅;서현아
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제5권3호
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    • pp.105-110
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    • 2016
  • 세계 잡초연구자들이 세계잡초학회에서 발표한 최근 연구동향을 파악하여 이를 토대로 향후 잡초연구 발전방향과 전망을 제시하고자 하였다. 제 7차 세계잡초학회는 우리나라를 포함한 59개국 520여명이 참석하였으며, 9개 분야 625편이 발표되었다. 주요 연구분야로는 제초제 저항성잡초, 잡초생태, 농경지 및 비농경지의 잡초관리, 제초제 살포기술, 비화학적 잡초방제 등이었다. 이중 제초제 저항성잡초 연구분야는 전체 30%를 점유하여 향후에도 이들 연구가 지속될 것으로 판단된다. 특히 설포닐우레아계 보다는 비선택성 제초제인 glyphosate, glufosinate-ammonium 저항성 잡초에 대한 발표가 많았다. 신규 제초제 개발은 synthetic auxin 작용기작의 제초제인 arylex, HPPD 저해제로 개발 중인 3가지 물질을 safener와의 합제 연구 등이 있었다. 그리고 세계 주곡작물인 옥수수, 밀, 벼 재배지에서 발생되는 제초제 저항성잡초에 대한 연구가 집중되었다. 특히 잡초의 non-target site에 대한 저항성 연구가 집중적이었다. 또한 우리나라에는 없는 기생잡초에 대한 연구 폭이 넓어지고 있으며, 예년에는 취급하지 않았던 비화학적 잡초방제 부문도 많았다. 향후에는 제초제 저항성 메카니즘 구명, 기생잡초 연구, 제초제 살포기술, 비화학적 잡초방제 등의 연구가 폭넓게 진행될 것으로 전망되었다.

한국 논에서 제초제 저항성잡초 발생 현황과 전망 (Status and Prospect of Herbicide Resistant Weeds in Rice Field of Korea)

  • 박태선;이인용;성기영;조현숙;박홍규;고재권;강위금
    • 한국잡초학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.119-133
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    • 2011
  • 2010년까지 국내 논에서 설포닐우레아(sulfonylurea : SU)계 제초제들에 대한저항성잡초로 확인된 잡초들 1998년도에 충남서산 간척지 논에서 물옥잠이 확인이후 일년생 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등 7초종, 다년생 올미, 새섬매자기 등 다년생 잡초 3초종이 발생하여 총 10초종이다. 그리고 2009년 ACCase 및 ALS 저해제들에 대한 저항성 피가 담수직파 논의 서 남부지역에서 처음 확인되었다. 초기에는 SU계 제초제들에 대한 저항성잡초들인 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등은 하나의 논 필지에 하나의 초종들이 발생을 하였으나 최근에는 하나의 필지에 다수의 초종들이 동시적으로 발생하고 있다. 2008년도에 전국 861필지의 논에서 채취한 토양에서 발생하고 있는 물달개비 및 올챙이고랭이의 저항성 비율은 각각 42% 및 23%로 나타났다. 저항성잡초들의 생체중을 50% 억제한 농도($GR_{50}$)는 저항성 계통이 감수성 계통에 비해 수 십배에서 수 천배 높게 나타났다. ACCase 및 ALS 저해 제초제들인 cyhalofopbutyl, pyriminobac-methyl, penoxsulam 저항성 강피에 대한 저항성 계통의 $GR_{50}$은 감수성 계통에 비해 각각 14, 8, 11배나 높게 나타났다. 한국의 논에서 제초제 저항성의 다발생과 확산의 원인은 크게 잡초측면과 제초제 측면으로 구분할 수 있다. 잡초측면에서는 종자생산량과 발아율이 높은 잡초들 즉 물달개비, 올챙이고랭이 등이 저항성잡초로 변화한다. 그리고 제초제 측면은 저항성잡초 유발의 원인인 선택성이 탁월하고 약효지속성이 매우 긴 SU계 제초제들의 광범위한 사용이다. SU계 제초제들의 생산 품목들과 처리 논 면적의 비율은 각각 69%와 96%이다. 그리고 2003년까지 처리면적으로 본 선호도 10위까지 제초제들은 대부분 SU계 제초제들이 혼합된 "일발처리제"들이다. 직파재배 논에서 ACCase 및 ALS들이 혼합된 제초제들의 연용은 제초제 저항성 피를 유발하였고, 이는 피에 효과적인 SU계 제초제들인 pyrazosulfuron-ethyl 및 imazosulfuron과 무관하지 않다. SU계 제초제들에 대한 물옥잠의 저항성 계통의 $I_{50}$은 감수성 계통에 비해서 14배에서 76배 높았는데, 이는 제초제의 흡수 및 이행에 의한 차이보다는 ALS 유전자의 점 돌연변이(point mutation)에 의한 것으로 나타났다. 즉 ALS 유전자 아미노산 197번째 proline이 serine로 변화되었기 때문이다. 제초제 저항성잡초 방제로 benzobicyclone, bromobutide 등은 광엽 및 방동사니과 잡초들을 동시에 방제가 가능하다. 그리고 ACCase 및 ALS 저항성 피의 방제는 mefenacet, fentrazamide, cafenstrole로 2엽기까지 방제가 가능하다. 그러나 앞으로 국내 논에서 제초제 저항성잡초 및 관리에 대해서는 많은 문제점들을 내포하고 있다. 첫째, 현재까지 제초제 저항성 유발 약제들인 ALS 및 ACCase 저해제들의 사용량이 증가하기 때문에 제초제 저항성 잡초들은 계속 발생할 뿐만 아니라 더욱 빠른 속도로 확산할 것이다. 둘째, 미국, 유럽, 호주 등 선진국들과 같은 제초제 저항성잡초를 연구할 수 있는 전문 연구기관과 인력이 부족하다.

Petunia에 도입된 bar Gene의 세대진전에 따른 발현 양상 (Expression in Successive Generations of bar Gene Introduced in Petunia)

  • 하영민;박상미;김주현
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권4호
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    • pp.261-266
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    • 2004
  • Agrobacterium을 이용하여 도입된 유전자의 세대진전, 교잡 등에 따른 유전적 안정성을 확인코자, 형질 전환으로부터 얻어진 bar 유전자가 도입된 형질전환 식물체들을 상호 교배, 여교배, T$_4$ 세대까지의 자식의 반복 등에 의해 유전적 안정성을 검토하였다. 조합이나 계통에 따라서는 일부 멘델식 분리를 따르지 않고 제초제 Basta에 대한 저항성이 사라지거나 저항성개체보다 감수성개체가 기대치보다 많은 등의 경우가 있었으나, 대부분 멘델식 분리를 따르고 있어 세대진전, 교배 등에 의해서도 유전적 안정성이 높게 유지됨을 확인할 수 있었다.

인공합성 Phosphinothricin Acetyltransferase 유전자에 의한 Basta 내성 연초식물체의 개발 (Development of Basta Resistant Tobacco Using Artificial Phosphinothricin Acetyltransferase Gene)

  • 양덕춘
    • 한국자원식물학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.188-194
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    • 1998
  • This experiment was conducted to introduce phosphinothricin acetyl -transferase(PAT) gene, resistant to basta and non-selective herbidide, into tobacco(Nicotiana tabacum cv.BY4). For shoot formation,tobacco leaf disks were placed on the MS medium supplemented with 2.0mg/L BA and 0.1mg/L NAA. In this medium condition, tobacco leaf disces were cocultivated with A. tumefaciens MP90 containing NPT IIand PAT resistant to kanamycin and Basta, respectively. Shoots were obtained in the medium containing antibiotics, and those were transferred to rooting medium supplemented with 0.1mg/L NAA and antibiotics. The plants obtaining roots were transplanted into soil. Phenotype of transgenic tobacco plant was mostly as normal plant. However, about 5% was abnormal plant, which did not set seeds. PCR analysis and southern blot were performed to determine transformation. As the results, it was confirmed that PAT gene was stably integrated into tobacco genome.When herbicide, basta, was sprayed to the plants confirmed by PCR, the transgenic plants showed normal growth, whereas normal plants died. Therefore, the result of this experiment show that tobacco transformation for the resistance to basta, non-selective herbicide, was successful because PAT gene was stably integrated into tobacco.

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Evaluation of Crossability, Seed Dormancy and Overwintering Ability in Glufosinate Ammonium-Resistant GM Rice and Their Hybrids with Non-GM and Weedy Rice

  • Lee, Seung-Yeob;Kim, Min-Soo;Kim, Hyo-Jin;Han, Seong-Soo
    • 한국작물학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.53-58
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    • 2006
  • This study was conducted to investigate the crossability, seed dormancy and overwintering ability of rice plant in GM (glufosinate ammonium-resistant lines. Iksan 483 and Milyang 204) and non-GM (their parents) or red rice (Andongaengmi). Seed-setting rate was not significantly different between GM and non-GM rice varieties. Iksan 483 and Milyang 204 showed the similar level of seed germination rate from 30 to 50 days after heading as compared to non-GM rice varieties. After overwintering in paddy field, seed germination rate of GM and non-GM rice varieties ranged from 14.3 % to 57.6 % in dry soil condition, but there was no germination in wet-soil except red rice. The result in wet-soil condition may help to set up a strategy for reducing the risk of gene flow of transgene via dispersal of seeds of GM plants. The crossability, seed dormancy and seed overwintering of Iksan 483 and Milyang 204, herbicide resistant GM rice varieties, were not significantly different compared to non-GM rice varieties. The results might be helpful to reduce the risk of transgene dispersal from GM crop via seeds and pollens.

Bromoxynil 특이성 nitrilase 유전자를 이용한 제초제 저항성 형질 전환 식물의 분자육종 (Molecular breeding of herbicide resistant transgenic plants with bromoxynil specific nitrilase gene)

  • 민복기;박은성;박연홍;송재영;이세영
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권4호
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    • pp.248-254
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    • 1994
  • Bromoxynil은 쌍떡잎 특이적 제초제로써 폭 넓게 이용되고 있으며 반감기가 매우 짧다. Bromoxynil을 3,5-dibromo-4-hydroxybenzoic acid로 분해하는 nitrilase를 암호화한 bxn 유전자를 식물 벡터인 pGA482에 도입하고 Agrobacterium과의 동시배양을 통해 담배와 상추에 형질전환하였다. Kanamycin을 이용해 형질전환 식물체를 선별하고 완전한 식물체로 분화시켰다. Northern hybridization을 통해 bxn 유전자의 발현정도를 검정하고 liaf-disc와 pot assay를 통해 형질전환 식물체가 고농도의 bromoxynil에 저항성을 보임을 확인하였다.

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오이의 배발생 현탁 배양세포로부터 제초제 저항성 형질전환 식물체 생산 (Production of Herbicide-resistant Transgenic Plants from Embryogenic Suspension Cultures of Cucumber)

  • 우제욱;정원중;최관삼;박효근;백남긴;유장렬
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.53-58
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    • 2001
  • 제초제 저항성 오이 (Cucumis sativus L. cv Green angel)를 생산하기 위하여 배발생 현탁배양세포와 binary vector pGA-bar을 지닌 Agrobacterium tumefacians (LBA4404)를 공동배양하였다. 형질전환 벡터의 T-DNA부분에는 kanamycin에 저항성을 나타내는 neomycin phosphotrans ferase (npt II) 유전자와 phosphinothricin (PPT)에 저항성을 나타내는 phosphinothricin acetyltransferase (bar) 유전자를 지니고 있다. 48시간의 공동배양 후 배발생 캘러스는 20mg/L PPT가 함유된 성숙배지에서 배양하였다. 약 200개체의 형질전환 유식물체를 40mg/L PPT가 첨가된 호르몬이 없는 배지에서 생산하였다. 5개의 오이 형질전환 식물체의 염색체에 bar유전자가 도입되어 발현되는 것을 northern blot 분석을 통하여 확인하였다. 형질전환 오이 식물체가 토양에서 성숙되었다. 성숙한 오이 식물체는 PPT가 함유된 상업적 제초제 (Basta)를 일반적인 사용 농도 (3ml/L)처리시에도 저항성을 나타내며 생장하였다.

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경기지역 논잡초 발생양상 및 제초제 사용실태 (Fact-finding Survey on Occurrence of Weeds and Herbicide Usage for Paddy Rice Cultivation in Gyeonggi Province, Korea)

  • 원태진;박중수;김순재;김희동
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제2권4호
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    • pp.352-357
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    • 2013
  • 한국에서 sulfonylurea계 논 제초제 저항성 잡초들은 전국적으로 확산되고 있다. 경기지역 논 잡초 방제기술 확립을 위한 기초자료로 활용코자 2011년에 경기도 벼 재배면적 2,000ha이상이며 4개 권역으로 구분한 남부(평택시, 용인시), 동부내륙(여주군, 안성시), 서부해안(파주시), 경기북부(연천군) 등 6개 시군의 벼 재배농가를 대상으로 설문 조사하였다. 경기도내 논에서 주로 발생하는 논잡초는 피, 올방개, 벗풀, 올챙이고랭이, 물달개비, 올미, 자귀풀, 알방동사니, 가막사리, 여뀌바늘 순이었으며, 주로 사용하는 제초제는 뷰타클로르 캡슐현탁제, 벤조비사이클론펜트 라자마이드 이마조설퓨론액상수화제, 사이클로설파뮤론 메페나셋액상수화제, 뷰타클로르입제, 옥사디아존유제 순이었다. 발생 논잡초 중 농가가 SU계 제초제 저항성으로 의심하는 논잡초는 올챙이고랭이, 물달개비, 올미, 알방동사니 등이 있는데, 논토양 저항성잡초 포트검정 결과 물달개비와 올챙이고랭이가 저항성잡초로 추정되어 금후 저항성 논잡초 발생 모니터링을 통하여 보다 정밀한 연구가 필요하며, 저항성 논잡초에 대한 효율적인 방제기술 체계확립이 요구된다.

ACCase 및 ALS 저해 제초제 저항성 강피의 엽기별 약제방제효과 (Weeding Effect of Echinochloa oryzoides Resistant to ACCase and ALS Inhibitors by the Leaf Stages)

  • 이인용;권오도;김창석;이정란;신해룡;문병철;박재읍;국용인
    • 한국잡초학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.183-191
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    • 2011
  • 제초제 저항성 피의 종합방제를 위해 약제별, 엽기별 방제효과를 확인하였다. 저항성 강피 발생전 토양처리 제초제의 효과는 옥사디아길 1.7% 유제, 옥사디아존 12% 유제, 펜트라자마이드 옥사디아길 3.3% 유제의 3종에서 100% 방제되었으며, 펜톡사존 5% 액상수화제는 약제처리 후 31일부터 후발 피가 발생되기도 하였으나 98% 이상 우수한 효과를 보였다. 저항성 피 1.0~2.5엽까지 100% 방제가 가능한 제초제는 아짐설퓨론 카펜스트롤 1.05% 입제, 벤설퓨론 메틸 벤조비사이클론 메페나셋 24.52% 액상수화제, 벤설퓨론메틸 펜트라자마이드 7% 액상수화제, 벤설퓨론메틸 메페나셋 옥사디아길 21.6% 액상수화제, 메페나셋 피라조설퓨론에틸 3.57% 입제 등 5종이었다. 피 3.0엽기까지 방제가 가능한 제초제는 벤조비사이클론 메페나셋 페녹슐람 21.5% 액상수화제와 메페나셋 피라조설퓨론에틸 3.57% 입제등 2종이었다. ACCase 및 ALS 제초제 저항성 피를 완벽하게 관리하기 위해서는 발아전 제초제와 초 중기 토양처리제초제의 선택과 이들 제초제의 체계처리가 중요할 것으로 판단된다.

제초제(除草劑) 약해발생(藥害發生) 양상(樣相)과 경감대책(輕減對策) (Crop Injury (Growth Inhibition) Induced by Herbicides and Remedy to Reduce It)

  • 김길웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.261-270
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    • 1992
  • Many herbicides that are applied at the soil before weed emergence inhibit plant growth soon after weed germination occurs. Plant growth has been known as an irreversible increase in size as a result of the processes of cell divison and cell enlargement. Herbicides can influence primary growth in which most new plant tissues emerges from meristmatic region by affecting either or both of these processes. Herbicides which have sites of action during interphase($G_1$, S, $G_2$) of cell cycle and cause a subsequent reduction in the observed frequency of mitotic figures can be classified as an inhibitor of mitotic entry. Those herbicides that affect the mitotic sequence(mitosis) by influencing the development of the spindle apparatus or by influencing new cell plate formation should be classified as causing disruption of the mitotic sequence. Sulfonylureas, imidazolinones, chloroacetamides and some others inhibit plant growth by inhibiting the entry of cell into mitosis. The carbamate herbicides asulam, carbetamide, chlorpropham and propham etc. reported to disrupt the mitotic sequence, especially affecting on spindle function, and the dinitroaniline herbicides trifluralin, nitralin, pendimethalin, dinitramine and oryzalin etc. reported to disrupt the mitotic sequence, particularly causing disappearence of microtubles from treated cells due to inhibition of polymerization process. An inhibition of cell enlargement can be made by membrane demage, metabolic changes within cells, or changes in processes necessary for cell yielding. Several herbicides such as diallate, triallate, alachlor, metolachlor and EPTC etc. reported to inhibit cell enlargement, while 2, 4-D has been known to disrupt cell enlargement. One potential danger inherent in the use of soil acting herbicides is that build-up of residues could occur from year to year. In practice, the sort of build-up that would be disastrous is unikely to occur for substances applied at the correct soil concentration. Crop injury caused by soil applied herbicides can be minimized by (1) following the guidance of safe use of herbicides, particularly correct dose at correct time in right crop, (2) by use of safeners which protect crops against injury without protecting any weed ; interactions between herbicides and safeners(antagonists) at target sites do occur probably from the following mechanisms (1) competition for binding site, (2) circumvention of the target site, and (3) compensation of target site, and another mechanism of safener action can be explained by enhancement of glutathione and glutathione related enzyme activity as shown in the protection of rice from pretilachlor injury by safener fenclorim, (3) development of herbicide resistant crops ; development of herbicide-resistant weed biotypes can be explained by either gene pool theory or selection theory which are two most accepted explanations, and on this basis it is likely to develop herbicide-resistant crops of commercial use. Carry-over problems do occur following repeated use of the same herbicide in an extended period of monocropping, and by errors in initial application which lead to accidental and irregular overdosing, and by climatic influence on rates of loss. These problems are usually related to the marked sensitivity of the particular crops to the specific herbicide residues, e.g. wheat/pronamide, barley/napropamid, sugarbeet/ chlorsulfuron, quinclorac/tomato. Relatively-short-residual product, succeeding culture of insensitive crop to specific herbicide, and greater reliance on postemergence herbicide treatments should be alternatives for farmer practices to prevent these problems.

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