Что делать с метаболической резистентностью?

К сожалению, сорняки начинают повторять в этом культурные растения. Большинство случаев резистентности к гербицидам вызвано изменениями в целевой области генов сорняков. Но некоторые вызваны причинами не генетического характера, в частности, метаболизмом.

- Сорняки повторяют селективный метаболизм, который происходит в культурных растениях. Теоретически сорняк может проявить резистентность к гербициду, которым он никогда не обрабатывался. Это может нейтрализовать новый гербицид на определенном участке еще до того, как он будет применен, - говорит Арон Хэйгер.

Еще в 2009 году Университет шт. Иллинойс исследовал популяцию щирицы, которая распространялась в центральной части штата - местности, где долгое время монокультивировалась кукуруза. Популяция продолжала процветать даже после внесения гербицидов на основе HPPD-ингибиторов вроде «Калисто».

Сначала исследователи предположили, что имеет место мутация целевого участка гена. Вместо этого они нашли в генах щирицы энзимы, указывающие на усиленный метаболизм мезотриона (д. в. препарата «Калисто»), а также атразина. С тех пор подобные результаты получены в других местностях американского Среднего Запада. Исследователи Университета шт. Иллинойс нашли единичный ген, который вызывает метаболическую резистентность к атразину. Это наталкивает на вывод, что метаболическую резистентность к HPPD-ингибиторам обусловливают т. н. полимерные гены (иначе - полигены: группа генов, взаимодействие которых определяет проявление количественного признака и происходит по типу не кумулятивной полимерии). Однако исследователи эти гены еще не нашли.

- Тот факт, что полигены имеют отношение к подобным случаям метаболической резистентности, приближает нас к развязке проблемы. Это отличается от мутаций целевых участков, происходящих под воздействием селективных гербицидов ингибиторов ALS (синтазы ацетолактат), таких как Pursuit (д. Р. - аммонийная соль имазетапира) или Scepter (д. в. - имазакин). В случае с ALS-гербицидами мы имеем дело с единичным геном, - говорит технический специалист компании «Сингента» Гордон Вейл.

«Количество генов, участвующих в резистентности, вызванной метаболизмом, может исчисляться сотнями», - говорит специалист по физиологии гербицидов Университета шт. Иллинойс Дин Ричерс. Ученые университета сейчас ищут новые пути преодоления механизма резистентности к HPPD-ингибиторам с помощью блокировки энзимов сорняков, применяя различные синтетические ингибиторы. Он добавил, что если ученые найдут ингибиторы гербицидного метаболизма щирица, может быть найден способ обхода резистентности без ущерба культуре.

Резистентность к мутациям целевых участков генов легче предсказать, и она часто провоцируется регулярным применением одного и того же д. в. Но это не касается метаболической резистентности. Однако, по словам Гордона Вейла, развитие и распространение последней отнимает гораздо больше времени, чем резистентность целевой группы генов.

- Каждое внесение баковой смеси гербицидов, содержащей несколько д. в., может предупредить резистентность, - говорит Арон Хэйгер.

Или пахота. Что огорчает тех, кто вынужден противостоять эрозии, самыми действенными способами избежать которой сейчас является no-till и mini-till. «Амарант Палмера хорошо выдерживает обработку почвы на малую глубину», - говорит старший технический представитель Bayer Crop Science Майк Вебер.

Фермер из шт. Небраска Джейм Дик-Бьорк вспоминает, как хотел перейти на no-till на всей площади. Однако, узнав об опасности сорняков, устойчивых к гербицидам, дополнил гербицидную обработку выращиванием покровных культур с последующей вспашкой на некоторых полях. «И последние были в лучшем состоянии», - добавил фермер. В то же время, естественно, там наблюдалась сильная эрозия.

Другой способ борьбы с сорняками, устойчивыми к гербицидам, - контроль распространения семян. Специалист по сорнякам Университета шт. Айова Майк Оуэн рассказал, что в прошлом году было очень много сорняков в полях штата перед сбором урожая. «Если не вырвать те сорняки вручную, будут серьезные проблемы. Комбайн - невероятно эффективный способ, чтобы разнести сорняк по всему полю», - сказал он.

Поэтому в следующий раз не забывайте о метаболической резистентности, когда видите сорняки, которые никак не хотят выводиться.

С 50-х до середины 80-х химические компании постоянно выводили на рынок новые гербициды для сои и кукурузы со все новыми спектрами действия. Затем открытия прекратились. HPPD-ингибиторы (Каллисто, Импакт, Лаудис) стали последними новыми селективными гербицидами, выведенными на рынок.

Есть ли на подходе новые селективные гербициды? Гордон Вейл считает, что вряд ли, причем надолго. «Это действительно трудно сделать. Мы открыли все, что легко было открыть. Некоторые новые вещества, которые отлично действуют на сорняки, одновременно повреждают культуру. Зато новые селективные гербициды, которые мягко действуют на культуру, имеют эффективность против сорняков лишь 40-50%», - говорит он и добавляет, что создание новых селективных гербицидов против сорняков, которые легко могут разложить их не может быть приемлемой стратегией.

Лучшим лучшим взамен может быть поиск новых молекул д. в. в рамках уже существующих спектров действия. Например, уровень рН, то есть кислотность, могут исключить разложения сорняками существующих д. в.

- Syngenta исследует одну такое вещество, тоже HPPD-ингибитор, которая может выйти на рынок следующего десятилетия, - резюмирует Гордон Вейл.

Богдан Малиновський, b.malinovskiy@univest-media.com