Comparative responses of selected corn (Zea mays L.) hybrids to EPTC and metolachlor |
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| Authors: | C K COTTINGHAM K K HATZIOS S A MEREDITH |
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| Institution: | Laboratory of Molecular Biology of Plant Stress, Department of Plant Pathology, Physiology, and Weed Science, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA 24061–0330, USA |
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| Abstract: | Eleven corn (Zea mays L.) hybrids were evaluated in terms of their growth response to treatment with a high rate (6.7 kg ha?1) of the thiocarbamate herbicide, EPTC, and the chloroacetanilide herbicide, metolachlor. Most of the tested hybrids were more susceptible to treatment with metolachlor than EPTC. It was apparent that the degree of tolerance observed for one of these herbicides was not necessarily matched by a similar degree of tolerance to the other. No correlation between glutathione content and herbicide tolerance was observed for the 11 hybrids tested. A relationship between glutathione S–transferase (GST) activity and metolachlor tolerance was suggested by this study. In general, higher GST activities were characteristic of the more tolerant hybrids. The monooxygenase inhibitor, piperonyl butoxide (PBO), in combination with EPTC resulted in a synergistic effect on eight of the eleven tested hybrids. PBO acted synergistically in combination with metolachlor on only two hybrids and to a lesser extent than with EPTC. Soil treatment with the oxygen evolving compound, calcium peroxide, appeared to have an antagonistic effect on the growth response of ‘Northrup–King 9283’ corn treated with EPTC. In contrast the same treatment had a synergistic effect on the growth response of this hybrid to metolachlor. Both the synergism of EPTC by PBO and the antagonism by calcium peroxide are believed to be due to the importance of monooxygenase activity in the metabolism of EPTC. Tolerance to EPTC is consequently more likely to be influenced by oxidative reactions than is tolerance to metolachlor. Réponses comparées d'hybrides sélectionnés de mai's (Zea mays) a l'EPTC et au métolachlor Onze hybrides de mai's (Zea mays) ont étéétudiés en regard de leur croissance suite à un traitement à une dose é1evée (6.7 kg ha?1) de 1'herbicide thiocarbamate, EPTC et de 1'herbicide chloroacétanilide, métolachlor. La plupart des hybrides testés étaient plus sensibles au métolachlor qu' à l'EPTC. II est apparu que le degré de tolérance observé pour 1'un de ces herbicides n'était pas nécessairement accompagné par un degré similaire de tolérance pour 1'autre. Aucune corrélation entre la teneur en glutathion et la tolérance herbicide n'a été observée pour les 11 hybrides testés. Une relation entre 1'activité de la glutathion S–trans–férase (GST) et la tolérance au métolachlor a été suggérée par cette étude. En général les activités GST plus élevées étaient caractéristiques des hybrides les plus tolérants. L'inhibiteur monooxygénase, le pipéronyl butoxide (BPO) en mélange avec l'EPTC a abouti a un effet synergique sur 8 des 11 hybrides testés. PBO a agis en synergic en mélange avec le métolachlor chez seulement 2 hybrides et à une échelle moindre qu'avec 1'EPTC. Un traitement du sol avec un composé oxygéné, du calcium peroxyde, est apparu avoir un effet antagoniste sur la croisance du mai's ‘Northrup–King 9283’ traitéà l'EPTC. Au contraire, le même traitement a eu un effet de synergie sur la croissance de cet hybride traité au métolachlor. Tant la synergie entre l'EPTC et le PBO, que l'antagonisme avec le calcium peroxidé semblent être liés à l'importance de l'activité monoxygenase dans le métabolisme de l'EPTC. La tolérance à l'EPTC est en conséquence plus étroitement influencée par les réactions oxydantes que la tolérance au métolachlor. Reaktion ausgewählter Mais-Hybriden (Zea mays L.) auf EPTC und Metolachlor Das Wachstum von 11 Mais-Hybriden (Zea mays L.) nach Behandlung mit einem hohen Aufwand (6,7 kg ha?1) des Thiocarbamats EPTC und des Chloracetanilids Métolachlor. Es war deutlich, daß der Grad der Toleranz gegenüber einem dieser Herbizide nicht notwendigerweise dem bei dem anderen entsprach. Bei allen 11 Hybriden konnte keine Korrelation zwischen dem Glutathion-Gehalt und der Herbizidtoleranz gefunden werden. Auf Grund dieser Untersuchung wird eine Beziehung zwischen der Aktivität der Glutathion-S-Transferase (GST) und der Metolachlor-Toleranz angenommen, denn tolerantere Hybriden hatten im allgemeinen eine höhere GST-Aktivität. Der Monooxygenase-Hemmer Piperonylbutoxid (PBO) hatte zusammen mit EPTC eine synergistische Wirkung auf 8 der 11 Hybriden. Mit Metolachlor wirkte PBO synergistisch nur bei 2 Sorten und in geringerem Maße als mit EPTC. Eine Bodenbearbeitung mit dem sauerstoffabgebenden Calciumperoxid hatte offensichtlich eine antagonistische Wirkung auf das Wachstum von ‘Northrup-King 9283’ bei Behandlung mit EPTC. Im Gegensatz dazu wirkte dieselbe Behandlung dieser Hybride mit Metolachlor synergistisch. Es wird angenommen, daß sowohl der Synergismus von EPTC mit PBO als auch der Antagonismus mit Calciumperoxid für die Bedeutung der Monooxygenase-Aktivität für den Metabolismus von EPTC sprechen. Die Toleranz gegenüber EPTC ist deshalb wahrscheinlich mehr durch oxydative Reaktionen beeinflußt als die Toleranz gegenüber Métolachlor. |
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