Protokolle für Robust Herbizidresistenz Testing in verschiedene Unkrautarten

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Herbizidresistenz bei einer Vielzahl von Unkrautarten und Herbiziden zu testen und zu bestätigen sowie die Ausprägung der Herbizidresistenz abzuleiten. Dies wird erreicht, indem zunächst die Dormanz von Samen durchbrochen wird, die von Pflanzen gesammelt wurden, die eine Herbizidbehandlung überlebt hatten, um eine gleichmäßige Keimung und Sämlingsentwicklung zu erzielen. Dazu ist eine Vernalisierungsphase der Samen erforderlich, die von wenigen Tagen bis zu mehr als einer Woche dauern kann.

Der zweite Schritt besteht darin, ein Bohrmedium mit Kaliumnitrat in Kunststoffschalen einzufüllen. Anschließend werden die Vern-Samen auf das erstarrte Bohrmedium gelegt und die Schalen in einen Keimschrank mit optimalen Bedingungen für jede Unkrautart überführt. Danach werden 15 bis 20 Keimlinge in Kunststofftrays umgepflanzt, die mit einer standardisierten Blumenerde gefüllt sind.

Ein Barcode wird jedem Tablett zugewiesen, der alle Informationen für seine eindeutige Identifizierung enthält, und die Tabletts werden in ein beheiztes Gewächshaus gestellt, bis die Keimlinge das Zweibis Dreiblattstadium erreichen. Der letzte Schritt ist die Herbizidbehandlung mithilfe eines Präzisions-Benchesprühgeräts; alle Herbizide werden als kommerzielle Formulierungen mit empfohlenen Tensiden in zwei Dosen appliziert – der empfohlenen Feldrate und dem Dreifachen dieser Rate. Drei bis vier Wochen nach der Behandlung erfolgt die endgültige Bewertung. Ein Barcode-Lesegerät wird verwendet, um die Anzahl der überlebenden Pflanzen und die visuell geschätzte Biomasse pro Versuchseinheit zu erfassen.

Die Daten werden anschließend auf einen Computer heruntergeladen und analysiert, um den Herbizidresistenzstatus zu bestimmen. Der Hauptvorteil dieser Methode gegenüber in-vivo- oder in-vitro-Diagnosescreening-Tests liegt in ihrer Robustheit und Flexibilität. Mit anderen Worten: Die Methode ist zuverlässig und kann durch geringfügige Anpassungen leicht auf eine breite Palette von Arten übertragen werden.

Diese Methode hilft dabei, zentrale Fragen zur Untersuchung und Bekämpfung von herbizidresistenten Unkrautpopulationen in CRO-Feldern zu beantworten, beispielsweise bezüglich der Resistenzmuster und -grade. Außerdem ermöglicht sie die sorgfältige Planung weiterer experimenteller Schritte wie beispielsweise anschließender Reaktionsversuche. Forscher, die neu im Bereich der Herbizidresistenztests sind, haben in der Regel Schwierigkeiten, da viele Schritte und Aspekte berücksichtigt und an die jeweiligen experimentellen Bedingungen angepasst werden müssen.

Beginnen Sie mit der Sammlung einer Samenprobe von einer einzigen Art auf einmal und weisen Sie einen eindeutigen Code zu. Reinigen Sie die Samen, indem Sie die Spreu entfernen und die Samen von den Hülsen befreien. Füllen Sie für jede Probe ein Formular aus, das den zugewiesenen eindeutigen Code angibt.

Name der Art, Sammeldatum, GPS-Koordinaten, Gemeinde, Name des Landwirts, Feldgröße, Befallsgrad, angebaute Kulturpflanzen, während der Saison verwendete Herbizide sowie historische Aufzeichnungen zum Feld. Lagern Sie die Samen in ungeklebten Papiertüten, die mit der zugewiesenen eindeutigen Kennnummer beschriftet sind. Lassen Sie die Feuchtigkeit entweichen, setzen Sie die Samen jedoch weder hohen Temperaturen noch starken Temperaturschwankungen aus.

Um die Induktion einer sekundären Dormanz zu vermeiden, lagern Sie die gereinigten Samen bei vier Grad Celsius in einem dunklen Raum, um eine Vernalisation zu ermöglichen. Geben Sie etwas deionisiertes Wasser in Plastikschalen.

Schneiden Sie zwei Scheiben und einen Streifen Filterpapier aus, die durch Kapillarwirkung eine Brücke zwischen dem Wasser und den beiden Scheiben bilden. Tränken Sie das Filterpapier mit Wasser und legen Sie es in die Plastikschalen. Anschließend platzieren Sie die luftgetrockneten Samen auf dem Papier.

Überführen Sie die Plastikschalen für den je nach Art erforderlichen Zeitraum in einen vier Grad Celsius kalten Bereich. Bereiten Sie anschließend eine Lösung aus Agar mit 0,6 %, die 0,1 % Kaliumnitrat enthält, unter Verwendung von entionisiertem Wasser vor, lösen Sie den Agar in einem Mikrowellenofen auf und gießen Sie die Agarlösung in die Plastikschalen. Sobald das Substrat abgekühlt ist, bringen Sie die zu keimenden Vern-Samen auf dem erstarrten Agar unter.

Stellen Sie die Kunststoffschalen für die Dauer der Vernalisation in einen Keimschrank, wobei Licht- und Temperaturbedingungen je nach Unkrautart variieren. Das Umpflanzen anstelle der direkten Aussaat ermöglicht es, einen einheitlichen Pflanzenbestand im gleichen Wachstumsstadium zu erhalten, was eine wichtige Voraussetzung darstellt, um die Wirkung der Herbizidbehandlung zu optimieren. Pflanzen Sie 15 bis 20 Keimlinge in Kunststoffschalen um, die mit einer standardisierten Pflanzerde aus 60 % schluffigem Lehm, 15 % Sand, 15 % Agriperlit und 10 % Torf gefüllt sind. Kennzeichnen Sie jede Schale mit einem Barcode, der alle Informationen für die eindeutige Identifizierung enthält: Populationscode, getestetes Herbizid, Wiederholungsnummer und fortlaufende Schalennummer.

Stellen Sie die Tabletts in ein beheiztes Gewächshaus und gießen Sie die Pflanzen nach Bedarf, um das Substrat bei oder nahe der Feldkapazität zu halten. Die Wachstumstemperatur variiert je nach Unkrautart bei Herbiziden zur Bekämpfung nach dem Auflaufen. Besprühen Sie die Pflanzen, sobald sie das Zweibis-Dreiblet-Stadium erreichen. Bereiten Sie die Tensidlösung entsprechend den Etikettanweisungen in größerer Menge vor. Die Endkonzentration wird üblicherweise als Prozentsatz des Endvolumens angegeben oder als Volumen, das pro Flächeneinheit aufgebracht werden soll?

Berechnen Sie die Menge des kommerziellen Produkts, die in der Tensidlösung gelöst werden soll. Mithilfe dieser Gleichung wird die Herbiziddosis berechnet, indem die empfohlene Feld-Dosis mit der maximal getesteten Dosis und dem Endvolumen der Lösung multipliziert und dann durch das Volumen geteilt wird, das vom Labor-Sprüher abgegeben wird. Bereiten Sie zuerst die am stärksten konzentrierte Herbizidlösung vor. Verdünnen Sie anschließend die Herbizidlösung dreifach, um die weniger konzentrierte Lösung herzustellen.

Dieses Verfahren verringert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern beim Wiegen oder Pipettieren der Herbizide. Herbizidlösung. Die Konzentration wird als Volumen pro Flächeneinheit angegeben.

Beginnen Sie die Behandlungssequenz mit einer niedrigeren Herbiziddosis. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den Sprühkabinett zwischen zwei Behandlungen mit demselben Herbizid zu reinigen. Verteilen Sie die Herbizidlösung mithilfe eines Präzisions-Benchesprühgeräts, das 300 Liter pro Hektar bei einem Druck von 215 Kilopascal und einer Geschwindigkeit von 0,75 Metern pro Sekunde appliziert, mit einer Stange, die mit drei Flachstrahl-Hydraulikdüsen ausgestattet ist.

Spülen Sie den Sprühschrank zweimal aus, wenn das Herbizid gewechselt wird, verwenden Sie dazu 1 % Bleichmittel und spülen Sie anschließend nach. Nehmen Sie die Beurteilung drei oder vier Wochen nach der Behandlung vor, abhängig von den getesteten Herbiziden, und erfassen Sie die Anzahl der Pflanzen, die die Behandlung überlebt haben, sowie die visuell geschätzte Biomasse oder VEB mithilfe eines Barcode-Lesegeräts, das automatisch jedes Tablett identifiziert. Pflanzen gelten als tot, wenn sie kein aktives Wachstum aufweisen, unabhängig von ihrer Farbe oder anderem Erscheinungsbild.

Die VEB wird durch einen visuellen Vergleich der Pflanzenbiomasse zwischen behandelten und unbehandelten Kontrollpflanzen derselben Population ermittelt. Jeder behandelten Schale wird eine Bewertung von 10 (für Pflanzen, die vom Herbizid nicht beeinträchtigt sind) bis 0 (wenn die Pflanzen eindeutig tot sind) zugewiesen. Beurteilen Sie die allgemeine Wirksamkeit der Behandlung, indem Sie in allen Experimenten eine empfindliche Population einbeziehen, beispielsweise eine Population, die aus einem Standort stammt, der noch nie oder selten mit Herbiziden behandelt wurde.

Geben Sie das Überleben der Pflanzen als Prozentsatz der Anzahl der behandelten Pflanzen an, die unmittelbar vor der Herbizidbehandlung gezählt wurden, und berechnen Sie den Standardfehler. Weisen Sie Populationen anhand der Ergebnisse aus Behandlungen mit zwei Herbiziddosen mithilfe des Perme-Werts vier Kategorien zu: empfindlich, wenn weniger als 5 % der Pflanzen die Herbiziddosis überleben; leicht resistent, wenn Überlebende im Bereich von 5 % bis 20 % bei der Herbiziddosis liegen.

Einmal resistent, wenn mehr als 20 % der Pflanzen die Herbiziddosis überleben. Einmal resistent und hochresistent, wenn die Überlebenden bei der Herbiziddosis einmal mehr als 20 % betragen und bei der Herbiziddosis mehr als 10 %. Dreifach repräsentative Ergebnisse einer Herbizidbehandlung mit Panolam an vier Iopa-Populationen werden gezeigt.

Die empfindliche Kontrolle wurde vollständig kontrolliert, während Population 1410 als leicht resistent eingestuft wurde, da weniger als 20 % der Pflanzen überlebten. Population 1411 wurde bei Dosis drei x kontrolliert, aber das Überleben der Pflanzen bei Dosis ein x lag über 20 %, weshalb sie unserem Status zugeordnet wurde. Schließlich wurde Population 1412 weder bei der empfohlenen Feld-Dosis ein x noch bei der dreifachen Dosis kontrolliert, weshalb sie der Kategorie hochresistent zugeordnet wurde.

Ein zweites Beispiel zur visuellen Einschätzung der Biomasse in Populationen von oder Rehas-Pflanzen, die mit Trien Ron Methyl behandelt wurden, wird hier gezeigt. Der unbehandelten Kontrolle wird ein Wert von 10 zugewiesen, während Schalen mit vollständig kontrollierten Pflanzen eine VEB von null aufweisen. Schalen erhalten eine Zwischenwertung von fünf.

Mit einer Gesamt-Pflanzenbiomasse, die der Hälfte der nicht behandelten Pflanzen entspricht, wobei die Pflanzen eine Biomasse aufweisen, die mit der der nicht behandelten Kontrolle vergleichbar ist, bei der die Pflanzen nicht durch Herbizidbehandlungen beeinträchtigt wurden und daher als hochresistent eingestuft wurden, ergibt sich ein VEB von 10. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig zu beachten, dass die Qualität der Unkrautsamen, die im reifen Zustand gesammelt und anschließend aufbereitet worden sein sollten, einen erheblichen Einfluss auf den Erfolg der Experimente gemäß dieser Methode hat. Weitere Methoden, wie beispielsweise die durch as ausgelösten Reaktionen, können durchgeführt werden, um präzise zusätzliche Fragen bezüglich des Resistenzniveaus zu beantworten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie herbizidresistente Tests durchgeführt werden und wie verschiedene Schritte an unterschiedliche Unkrautarten angepasst werden können. Insbesondere die Samenkeimung und die Keimungshemmung von Samen. Vergessen Sie nicht, dass das Arbeiten mit Herbiziden oder konzentrierten Säuren äußerst gefährlich sein kann, weshalb stets Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen von Masken, Handschuhen und anderer persönlicher Schutzausrüstung getroffen werden sollten, während dieses Verfahren durchgeführt wird.