• 한국작물학회지
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• 제47권4호
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• pp.328-334
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• 2002

A Lindernia dubia (L.) Pennell var. dubia accession from Jeonnam province, Korea was tested for resistance to sulfonylurea (SU) herbicides, imazosulfuron and pyrazosulfuron-ethyl in whole-plant response bioassay. The accession was confirmed resistant to both herbicides. The $GR_{50}$ (herbicide concentration that reduced shoot dry weight by 50%) values of resistant accession were 264 and 19 times higher to imazosulfuron and pyrazosulfuronethyl, respectively, than that of the standard susceptible accession. The surviving resistant L. dubia after pyrazosulfuron-ethyl + molinate application can be controlled by sequential applications of soil-applied herbicides, butachlor, dithiopyr, pyrazolate, and thiobencarb and foliar herbicides, bentazon. Sulfonylurea-based mixtures such as mixtures of azimsulfuron + anilofos, bensulfuron-methyl + oxadiazon, pyrazosulfuron-ethyl + fentrazamide, and pyrazosulfuron-ethyl + anilofos + carfentrazon can also be used to control the surviving resistant L. dubia. However, use of these mixtures should be restricted to a special need basis. Thus, we suggest that sequential applications of non-SU-based mixtures such as butachlor + pyrazolate and MCPB + molinate + simetryne be used to control the surviving resistant L. dubia after SU herbicide applications. Rice yield was reduced 24 % by resistant L. dubia that survived after the pyrazosulfuron-ethyl + molinate application compared with pyrazolate + butachlor in transplanted rice culture. In vitro ALS activity of the resistant biotype was 40 and 30 times more resistant to imazosulfuron and pyrazosulfuron-ethyl, respectively, than the susceptible biotype. Result of in vitro ALS assay that the resistance mechanism of L. dubia to SU herbicides may be due, in part, to an alteration in the target enzyme, ALS.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.131-137
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• 2013

본 연구는 경상북도 지역의 논에 발생하는 잡초종의 발생과 분포 및 sulfonylurea계 제초제 저항성잡초 발생비율을 조사한 것으로 생활사별 논잡초 분포는 일년생이 91.8%로서 다년생 8.2%보다 많았으며, 형태적 분포는 광엽잡초 85.7%, 사초과 9.1%, 화본과 3.8%였다. 잡초종은 물달개비, 미국외풀, 피, 여뀌바늘, 올챙이고랭이, 미국가막사리이었고, 물달개비가 우점하는 지역과 발생률은 포항, 의성, 상주, 경주 순으로 각각 85.1%, 76.3%, 73.5%, 58.9%였으며, 미국외풀은 영덕, 고령, 군위, 영양, 안동, 예천, 구미, 영천 순으로 발생률은 각각 96.3%, 93.8%, 92.7%, 90.7%, 86.8%, 70.6%, 66.7%, 56.2%로 나타났다. 지역별로 주요 논잡초는 물달개비, 미국외풀, 너도방동사니, 피, 올챙이고랭이 순이었고, 우점도를 1981년, 1992년 및 2012년도와 비교하면 미국외풀(42.8%), 물달개비(37.5%), 너도방동사니(7.9%)순이었다. 논에 발생한 sulfonylurea계 제초제 저항성 잡초는 물달개비, 여뀌바늘, 미국외풀, 올챙이고랭이로 총 4종이었고, 제초제 저항성잡초 가운데 가장 많은 발생면적을 보인 초종은 미국외풀로 11.1%를 차지하였다. 2012년 조사된 지역에 대한 제초제 저항성 잡초 발생률은 15.9%정도로 경북지역의 벼 재배면적(141,005ha)을 고려하면 제초제 저항성잡초 발생면적은 22,420ha정도로 추정되었다.

• 한국작물학회지
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• 제48권4호
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• pp.286-291
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• 2003

Monochoria vaginalis is one of the most troublesome resistant weeds in Korean rice culture. Thus, the objectives of this study were to evaluate the response of M. vaginalis resistant to sulfonylurea(SU) herbicides and to determine alternative herbicides for the control of resistant M. vaginalis in direct seeded and transplanted rice culture in Korea. In greenhouse studies, the resistant biotype was 31-, 38-, 3172-, and 7-fold more resistant to ben-sulfuron-methyl, cyclosulfamuron, imazosulfuron, and pyrazosulfuron-ethyl, respectively, than the susceptible biotype, indicating cross-resistance to the SU herbicides used in this study. Non-SU herbicides, butachlor, carfentrazone-ethyl, mefenacet, pretilachlor, pyrazolate, and thiobencarb, several SU herbicide-based mixtures, ethoxysulfuron plus fentrazamide, pyrazosulfuron-ethyl plus pyrazolate plus simetryn, and non-SU herbicide-based mixtures, pyrazolate plus butachlor, pyrazolate plus pretilachlor, simetryn plus molinate, carfentrazone-ethyl plus butachlor, and carfentrazone-ethyl plus thiobencarb can be used to control both the resistant and susceptible biotypes of M. vaginalis when applied before the second leaf stage. In the field experiment, the resistant biotype of M. vaginalis that survived from the paddy fields treated with a SU herbicide-based mixture could effectively be controlled by using mixtures of bentazone plus MCPA, bentazone plus mecoprop-P, and bentazone plus 2,4-D when applied at 2 or 4 main leaves. Our results suggest that the SU-resistant M. vaginalis had not developed multiple resistances to herbicides with different modes of action. In particular, bentazone plus MCPA and bentazone plus mecoprop-P were effective control measures after failure to control resistant M. vaginalis in Korean rice culture.

• BMB Reports
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• 제31권3호
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• pp.287-295
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• 1998

Acetolactate synthase (ALS) is the first common enzyme in the biosynthesis of L-Ieucine, L-isoleucine, and L-valine. The sulfonylurea-resistant ALS gene from Nicotiana tabacum was cloned into the bacterial expression vector pGEX-2T. The resulting recombinant plasmid pGEX-ALS3 was used to transform Escherichia coli strain XL1-Blue, and the mutant tobacco ALS (mALS) was expressed in the bacteria as a protein fused with glutathione S-transferase (GST). The fusion product GST-mALS was purified in a single step on a glutathione-Sepharose column. ALS activities of 0.9-2.5 ${\mu}mol/min/mg$ protein were observed in the GST-mALS, and the Km values for pyruvate, FAD, and TPP were 10.8-24.1, $(1.9-8.9){\times}10^{-3}$, and 0.14-0.38 mM, respectively. The purified GST-mALS was resistant to both the sulfonylurea and the triazolopyrimidine herbicides, and lost its sensitivity to end products, L-valine and L-leucine. For comparision, the tobacco wild-type recombinant ALS fused with GST, GST-wALS, was also characterized with respect to its pyruvate and cofactor bindings. These results suggest that the purified mutant recombinant tobacco ALS was functionally active, that the mutations resulting in herbicide resistance has affected pyruvate and cofactor bindings," and that the two classes of herbicides interact at a common site on the plant ALS.

• 농약과학회지
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• 제11권4호
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• pp.269-275
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• 2007

4개의 서로 지역 계통별 sulfonylurea(SU)계 제초제 저항성 물달개비의 저항성 정도 차이를 구명하기 위하여 SU계 제초제들에 대한 식물체 및 acetolactate synthase(ALS) 반응 차이를 감수성 계통과 비교 분석하였다. 나주, 논산, 김제 지역에서 채집된 저항성 물달개비들은 SU계 제초제들의 기준량에서 거의 영향을 받지 않았다. 사용된 SU계 제초제들의 기준량에 대한 나주, 논산, 김제 지역계통의 건물 중 50% 억제 제초제 농도인 $GR_{50}$은 감수성계통(청도) 보다 각각 $8{\sim}33$배, $8{\sim}30$배, $7{\sim}32$배 높게 나타났다. 그러나 김해 채집계통의 $GR_{50}$은 감수성 채집계통에 비해 $4{\sim}13$배 높게 나타나 중간정도의 저항성을 보였다. 나주, 논산, 김제에 대한 ALS 50% 억제 제초제 농도인 $I_{50}$은 감수성 채집계통에 비해 각각 $25{\sim}66$배, $9{\sim}26$배, $10{\sim}24$배 높게 나타났다. 그러나 김해 채집계통의 91%은 감수성 채집계통에 비해 $4{\sim}9$배 높게 나타났다.

• 농약과학회지
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• 제8권1호
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• pp.63-70
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• 2004

Sulfonylurea(SU)계 제초제에 대한 저항성 물옥잠이 최근 한국에서 발생되고 있는데, 저항성 물옥잠 을 시기적절하게 효과적으로 방제하기 위해서는 신속 정확하고 실용적인 조기진단법 개발이 매우 중요하다. 지금까지 제초제 저항성 검증은 종자를 파종하여 어린식물에 제초제를 살포하는 방법을 사용하였으나 이러한 방법은 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 비실용적이다. 그러나 본 연구는 지표로부터 $1\sim2cm$에서 식물체를 절단한 다음 제초제를 처리하여 식물체의 생존율과 재생된 초장에 의하여 저항성을 검증하는 신속 정확한 새로운 방법이다. 이 새로운 조기진단법에 의하여 SU계 제초제 저항성 물옥잠은 적어도 7일 이내 저항성 검증이 가능하였다. 제초제 저항성이 진단되면 잡초를 효과적으로 방제하기 위해서는 식물 생육 단계에 맞는 제초제를 선발하는 것이 매우 중요하다. SU계 혼합 제초제 처리 후 생존한 저항성 물옥잠은 butachlor+pyrazolate 입제나 bentazone 액제와 2,4-D 액제를 혼용하여 처리하는 것이 효과적이었다.

• 농약과학회지
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• 제7권4호
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• pp.239-247
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• 2003

본 실험은 한국 논에서 발생하고 있는 물옥잠의 SU계 제초제에 대한 저항성 메카니즘을 구명하기 위하여 ALS 활성, $[^{14C}]$bensulfuron의 홉수이행 및 ALS 유전자의 DNA 염기서열을 분석하였다. 한국 논에서 광범위하게 사용 중인 6 종류의 SU 계 제초제들에 대하여 저항성이 확인되었는데, 저항성 생태형에 대한 생체중 50% 저해 제초제 농도 $(GR_{50})$는 감수성 생태형에 비하여 약 4배에서 64배까지 높았다. SU계 제초제들 에 대한 저항성 생태형의 ALS 활성은 감수성 생태형 보다 훨씬 덜 민감하게 반응하였으며, 저항성 생태형에 대한 SU계 제초제들의 $I_{50}$값은 감수성 생태형 보다 14배에서 76배까지 높게 나타났다. 생태형간 ALS 활성 차이의 원인을 구명하기 위하여 $[^{14C}]$bensulfuron의 홉수이행 차이를 조사한 결과 생태형간 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 저항성 및 감수성 생태형의 ALS 유전자 염기서열을 분석한 결과 저항성 생태형의 ALS 유전자 아미노산 서열 중 각각 하나의 염기치환에 의하여 168번째 threonine이 serine으로, 189번째 histidine이 arginine로, 247번째 aspartic acid가 glutamic acid로 변이 된 것이 확인되었다.

• BMB Reports
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• 제28권3호
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• pp.265-270
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• 1995

Acetolactate synthase (ALS, EC 4.1.3.18) is the first common enzyme in the biosynthesis of leucine, isoleucine, and valine. It is the target enzyme for several classes of herbicides, including the sulfonylureas, the imidazolinones, the triazolopyrimidines, the pyrimidyl-oxy-benzoates and the pyrimidyl-thio-benzens. The sulfonylurea-resistant ALS gene (SurB) from Nicotiana tabaccum [Lee et al. (1988) The EMBO J. 7, 1241-1248] was cloned into the bacterial expression plasmid pT7-7. The resulting recombinant plasmid pT7-ALS was used to transform an ALS-deficient Escherichia coli strain MF2000. MF2000 cells transformed with pT7-ALS grew in the absence of valine and isoleucine. ALS activities of 0.042 and 0.0002 ${\mu}mol/min/mg$ protein were observed in the crude extracts prepared from MF2000 cells transformed with plasmids pT7-ALS and pT7-7, respectively. In addition, the former crude extract containing mutant ALS was insensitive to inhibition by K11570, a new chemical class of herbicides. $IC_{50}$ values for K11570 were $0.13{\pm}0.01$ mM. For comparison, a plasmid pTATX containing the wild-type Arabidopsis thaliana ALS coding sequences was also expressed in MF2000. ALS activities of 0.037 ${\mu}mol/min/mg$ protein were observed, and the wild type ALS was sensitive to two different classes of herbicides, K11570 and ALLY, a sulfonylurea. $IC_{50}$ values for K11570 and ALLY were $0.63{\pm}0.07$ and $80{\pm}5.6$ nM, respectively. Thus, the results suggest that the sulfonylurea-resistant tobacco ALS was functionally expressed in the bacteria, and that K11570 herbicides bind to the regulatoty site of ALS enzymes.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.320-328
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• 2006

본 연구는 flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 합제의 다년생 사초과잡초인 올방개, 새섬매자기에 대한 경엽처리시 제초활성 및 sulfonylurea계 저항성 잡초인 물달개비, 올챙이고랭이의 효율적 방제를 위한 bentazone, 2,4-D와의 혼합 경엽처리효과를 구명하고자 수행되었다. Flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 추천량의 올방개 방제효과는 처리 29일차에 75%로 bentazone+MCPA의 95%보다 낮았지만 처리 60일차에는 90%로 bentazone+MCPA의 78%보다 현저히 높았으며, penoxsulam에 비해서는 전시기에 걸쳐 높았다. 새섬매자기에 대한 flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 합제의 방제효과는 bentazone+MCPA 보다는 낮았지만 penoxsulam보다는 높았다. 제초제 경엽처리시 수심 조건에 따른 올방개와 피의 제초효과를 비교한 결과 flucetosulfuron+ pyrazosulfuron-ethyl은 담수심 조건에 관계없이 높은 올방개 및 피 방제효과가 확인되었다. 그러나 penoxsulam, bentazone+MCPA, cyhalofop+bentazone의 경우는 완전배수조건에서는 평가한 제초제 모두 높은 제초효과를 보인 반면 5 cm 담수조건에서는 제초효과가 현저히 감소되었다. Flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl은 sulfonylurea계 저항성 물달개비와 올챙이고랭이를 충분히 방제하지 못하였으나 bentazone과 2,4-D를 각각 추천량의 2/3약량 이상 혼합하여 살포하였을 때 효과적으로 방제하였다.

• 농약과학회지
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• 제9권3호
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• pp.250-261
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• 2005

본 연구는 7년 동안 연속적으로 sulfonylurea(SU)계 제초제를 사용한 남부지역의 논에서 발생한 들에 대한 저항성 잡초 올챙이고랭이의 제초제 반응과 방제법을 구명하기 위하여 실시하였다. 온실 조건에서 SU계 제초제에 대한 저항성 및 감수성 생태형을 파종 후 10일에 azimsulfuron, bensulfuron, imazosulfuron 그리고 pyrazosulfuron을 처리하였을 때 감수성 생태형은 각 제초제의 추천량에서 완전히 방제되었으나 저항성생태형은 추천량의 10배량에서도 $20{\sim}30%$ 생존되었다. 생체중 50%를 억제하는 각 제초제의 농도($GR_{50}$)는 두 생태형 간에 현저한 차이가 있었으며, 조사된 4종류의 각 SU계 제초제들에 대한 $GR_{50}$는 감수성 생태형에 비해 $53{\sim}88$배 높게 나타났다. 또한 SU계 제초제 저항성 및 감수성 생태형의 올챙이고랭이로 부터 추출한 acetolactate synthase(ALS)에 대한 bensulfuron-methyl과 pyrazosulfuron-ethyl의 50%억제 저항성 생태형이 감수성 생태형보다 각각 498 및 126배 높게 나타났다. SU계 제초제 저항성 올챙이고랭이는 조기진단법에 의하여 적어도 3일 이내에 저항성 진단이 가능하였다. 올챙이고랭이 $1.5{\sim}2.5$엽기에서는 조사된 대부분의 비SU계 제초제들이 효과적이었으나 3.5엽기에서는 carfentrazone-ethyl, pyrazolate, simetryne가 매우 효과적이었다. 그리고 azimsulfuron+carfentrazone-ethyl+pyraminobac 입제와 pyraminobac+pyrazosulfuron+carfentrazone 입제는 벼에 약해 없이 SU계 저항성 올챙이고랭이에 매우 효과적이었다. SU계 혼합 제초제를 처리 후 생존한 저항성 올행이고랭이는 경엽처리제인 bentazone에 의해서 효과적으로 방제되었다.