• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2013

충북지역 벼 재배양식 및 제초제 사용실태를 파악하고 이를 근거로 저항성잡초 발생면적 및 초종을 파악하여 올바른 저항성잡초에 대한 방제체계를 확립하고자 조사한 결과이다. 본 조사는 충북지역 벼 재배 260농가를 대상으로 재배형태와 제초제 사용실태, 저항성잡초 발생현황을 농가 설문조사 하였고, 충북지역 400지점의 논토양을 채취하여 저항성잡초 발생면적을 추정하였다. 충북지역 벼 재배 농가의 경우 99.6%가 기계이앙을 하고 있었으며 제초제 사용은 이앙 전과 이앙 후 10일 이내에 2회 사용하는 농가가 전체의 78%를 차지하였다. 사용시기별로 가장 많이 사용되는 제초제는 이앙 전에는 butachlor가 46.6%, 중기제초제는 mefenacet + pyrazosulfuron-ethyl이 10.7% 였다. 경엽처리 제초제의 경우 bentazone 단제 및 혼합제가 62%를 차지하였다. 충북지방 논에서 우점하는 잡초는 피로 16.2%이었으며, 올챙이고랭이는 12.2%, 물달개비는 11.9% 순으로 나타났다. 조사된 잡초 중 저항성을 나타낸 잡초는 올챙이고랭이가 20%로 가장 높았고, 물달개비 19.2%, 벗풀 12.8%, 피 12.2%의 순이었다. 충북지역 저항성잡초의 발생 비율은 2011~2012년 2회 조사 결과, 평균 26.8%로 충북지역 논 면적 중 13,167 ha에 해당되는 것이다. 충북의 시군별 발생면적은 청주청원지역이 4,164 ha로 가장 넓었고, 가장 문제가 되는 저항성잡초는 물달개비와 올챙이고랭이로 66~67%가 저항성으로 나타났다. 저항성 피의 발생비율도 2011년 9.5%에서 2012년 조사에서는 13.4%로 증가하였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제3권2호
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• pp.110-113
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• 2014

The continuous use of acetolactate synthase (ALS) and acetyl-CoA carboxylase (ACCase) inhibitors has led to the selection of herbicide resistant barnyardgrass populations in direct-seeded rice fields of Korea. This study was conducted to identify herbicide resistant barnyardgrass biotypes and to determine the cross- and multiple-resistance of them. 25% of the population collected from Taeahn was partially resistant to ACCase inhibitors and 22% collected from Kimjae were partially resistant to ALS inhibitors. However, 8.2% of the population from both sites was resistant to ALS and ACCase inhibitors. Resistance to sulfonylurea herbicide, flazasulfuron was identified from two barnyardgrass accessions collected from both Taeahn and Kimjae. One barnyardgrass accession from both sites was resistant to ACCase inhibitor, sethoxydim. The cross-resistance to ALS inhibitors was identified at one barnyardgrass accession from Taeahn and at two accessions from Kimjae. Further, crossresistance to ACCase inhibitors was also identified at barnyardgrass accessions from Taeahn and Kimjae. Multiple-resistance to flazasulfuron and sethoxydim was determined at four barnyardgrass accessions from Taeahn and at six accessions from Kimjae. Therefore, the herbicide mixture and sequences within a growing season or the herbicide rotation with different modes of actions across growing seasons are recommended to control herbicide-resistant barnyardgrass in infested fields.

• 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.

• 농업과학연구
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• 제41권2호
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• pp.85-99
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• 2014

Sulfonylurea (SU)-resistant weeds of eight annual weeds, Monochoria vaginalis, Scirpus juncoides and Cyperus difformis, etc., and four perennial weeds, Scirpus planiculmis, Sagittaria pigmaea, Eleocharis acicularis and Sagittaria trifolia as of 2013 since identification Monochoria korsakowii in the reclaimed rice field in 1998. And the resistant Echinochloa oryzoides to ACCase and ALS inhibitors has been confirmed in rice fields of the southern province, Korea in 2009. In the beginning, the M. vaginalis, S. juncoides and C. difformis of these SU-resistant weeds were rapidly and individually spreaded in different fields, however, these resistant weeds have been occurring simultaneously in the same filed recently. The resistant biotype by weed species demonstrated about 10-to 1,000-fold resistance, based on $GR_{50}$ values of the SU herbicides tested. And the resistant biotype of E. oryzoides to cyhalofop-butyl, pyriminobac-methyl, and penoxsulam was about 14, 8, and 11 times more resistant than the susceptible biotype base on $GR_{50}$ values. The products and applied area of SU-included herbicides have been increased rapidly, and have accounted for about 69% and 96% in Korea, respectively. In Korea, the main cause of SU-resistant weed is extensive use of these herbicides. The top ten herbicides by applied area were composed of all SU-included herbicides by 2003. The concentrated and successive treatment of ACCase and ALS inhibitors for control of barnyardgrass in rice led up to the resistance of E. oryzoides. Also, SU-herbicides like pyrazosulfuron-ethyl and imazosulfuron which effective to barnyardgrass can be bound up with the resistance of E. oryzoides. The ALS activity isolated from the resistant biotype of M. korsakowii to SU-herbicides tested was less sensitive than that of susceptible biotype. The concentration of herbicide required for 50% inhibition of ALS activity ($I_{50}$) of the SU-resistant M. korsakowii was 14-to 76-fold higher as compared to the susceptible biotype. No differences were observed in the rates of [$^{14}C$]bensulfuron uptake and translocation. Acetolactate synthase (ALS) genes from M. vaginalis resistant and susceptible biotypes against SU-herbicides revealed a single amino acid substitution of proline (CCT), at 197th position based on the M. korsakowii ALS sequence numbering, to serin (TCT) in conserved domain A of the gene. Carfentrazone-ethyl and pyrazolate were used mainly to control SU-resistant M. vaginalis by 2006 in Korea. However, the alternative herbicides such as benzobicyclone, to be possible to control simultaneously the several resistant weeds, have been developing and using broadly, because the several resistant weeds have been occurring simultaneously in the same fieled. The top ten herbicides by applied area in Korea have been occupied by products of 3-way mixture type including herbicides with alternative mode of action for the herbicide resistant weeds. Mefenacet, fentrazamide and cafenstrole had excellent controlling effects on the ACCase and ALS inhibitors resistant when they were applied within 2nd leaf stage.

• 한국잡초학회지
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• 제31권2호
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• pp.192-198
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• 2011

서해안 간척지대를 중심으로 최근에는 경기, 충청 지역까지도 문제가 되고 있는 다년생의 난방제 잡초인 SU계 제초제 저항성 새섬매자기에 대하여 pyrimisulfan+mefenacet SC, triafamone+tefuryltrione GR와 HPPD 저해제인 tefuryltrione GR를 SU계 제초제인 pyriminobac-methyl+pyrazosulfuron-ethyl GR와 대조약제로 하여 온실과 포장에서 확인하였다. 생육기의 새섬매자기에 대해서 온실 및 포장조건에서 pyrimisulfan+mefenacet SC와 triafamone+tefuryltrione GR은 SU계 제초제 저항성 새섬매자기에 대해 95% 이상의 방제효과를 보여주었다. 두 약제에 의해 새섬매자기는 생육이 억제되어 갈변, 괴사하였다. Tefuryltrione GR는 생육 초기에는 새섬매자기에 대해서 80% 내외의 약효와 백화 증상을 확인할 수 있었으나, 재생 및 후발아하는 새섬매자기에 대해서는 방제효과가 68%로 떨어졌다. 경기 김포, 평택, 충남 당진, 서산, 전남 해남 지역 등의 새섬매자기 다발생 지역에서도 pyrimisulfan+mefenacet SC는 발생 초기의 새섬매자기는 물론 생육기의 새섬매자기에 대해서도 우수한 방제효과를 보였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제6권1호
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• pp.28-31
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• 2017

The mutation rate of proline in the position 197 (Pro197) in acetohydroxy acid synthase (AHAS) is highest among sulfonylurea (SU) herbicide-resistance mutants. Therefore, it is significant to investigate the resistance mechanism for the mutation and to develop the herbicides specific to the mutants. SU herbicide resistance mechanism of the mutants, 197Ser, 197Thr and 197Ala, in AHAS were targeted for designing new SU-herbicide. We did molecular dynamics (MD) simulation for understanding SU herbicide-resistance mechanisms of AHAS mutants and designed new herbicides with docking and MD evaluations. We have found that mutation to 197Ala and 197Ser enlarged the entrance of the active site, while 197Thr contracted. Map of the root mean square derivation (RMSD) and radius gyrations (Rg) revealed the domain indicating the conformations for herbicide resistant. Based on the enlarging-contracting mechanism of active site entrance, we designed new herbicides with substitution at the heterocyclic moiety of a SU herbicide for the complementary binding to the changed active site entrances of mutants, and designed new herbicides. We confirmed that our screened new herbicides bonded to both AHAS wild type and mutants with higher affinity, showing more stable binding conformation than the existing herbicides.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권3호
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• pp.248-253
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• 2013

본 실험은 국내 논에서 우점하고 있는 주요 제초제 저항성 잡초들과 저항성잡초 가능성이 매우 높은 잡초들의 초종별 방제가능 제초제들을 설정하기 위하여 실시하였다. ACCase 및 ALS 저해제들에 대한 저항성 강피 방제에는 이앙전 처리제인 oxadiazon, pyrazolate, pretilachlor, benzobicyclone+thiobencarb들은 강피 0.5엽기에서 효과적이었으며, benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuron, benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron와 benzobicyclone+cafenstrole+pyrazosulfuron-ethyl은 강피 2엽기까지 효과적으로 방제되었다. 국내 논에서 발생하고 있는 주요 SU계 제초제 8 초종들에 대한 대체약제들의 반응은 benzobicyclon과 mesotrione은 방동사니과 및 광엽잡초, bromobutide는 매자기를 제외한 방동사니과, carfentrazone과 pyrazolate는 광엽잡초들에 각각 효과적이었다. SU계 제초들에 대하여 저항성 가능성이 높은 다년생 벗풀에는 carfentrazone과 pyraclonil, 그리고 일년생 여뀌바늘에는 carfentrazone, pyraclonil과 mesotrione이 효과적이었다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제7권1호
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• pp.15-21
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• 2018

1998년에 서산간척지에서 SU계 제초제저항성 물옥잠이 보고된 이후 제초제저항성 면적 및 초종이 꾸준히 증가하고 있으며 최근에는 경남 김해지역에서 SU계 제초제저항성 벗풀이 보고되었다. 농경지 주요잡초의 바코드 데이터베이스를 확보하기 위하여 국내 농경지에서 벗풀을 채집하던 중 본 종의 잎 형태의 변이가 불연속으로 매우 심한 것을 발견하여 보풀의 오동정 가능성에 대한 의심이 들었다. 오동정의 가능성을 확인하기 위하여 국내 농경지에서 채집한 다양한 엽형 변이를 갖는 개체들의 ITS 염기서열을 분석하고 NCBI에서 보풀과 벗풀의 ITS 염기서열을 내려받아 종내, 종간 변이를 조사하였다. 그 결과 국내에서 채집한 모든 개체의 ITS 염기서열은 671 bp로 모두 동일하였으며 보풀과는 33 bp의 염기서열 치환, 즉 4.6%의 종간변이를 보여 다양한 엽형변이와 상관없이 국내에서 채집한 벗풀은 모두 벗풀인 것이 확인되었다. 이와 같이, 형태적 형질을 이용하여 정확한 동정이 어려운 종들은 바코드 기술을 이용하여 신속하고 정확하게 동정할 수 있다. 제초제저항성 잡초는 동일한 종에서도 종에 따라 다른 관리법이 요구될 수 있으며 국내 제초제저항성 잡초는 꾸준히 늘고 있다. 그러므로 효과적인 잡초 방제를 위해서는 이들 종의 정확한 동정이 선행되어야 한다.

• 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.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권3호
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• pp.318-321
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• 2013

제초제 저항성 논잡초 발생면적은 국립농업과학원과 전국 8개도 농업기술원 공동으로 2011년과 2012년에 조사하였다. 8개도 3,200지점에서 논흙을 채취하여 피라조설퓨론에틸 피리미노박메틸입제를 30 kg $ha^{-1}$ 처리하여 설포닐우레아(SU)계 제초제 저항성 논잡초의 발생면적을 추산하였다. 전국 벼 재배면적(유기 및 친환경농업 벼 재배면적 제외)의 22.1%인 176,870 ha에서 SU계 제초제 저항성 논잡초가 발생되었다. 발생비율을 보면, 전라남도가 논 면적의 44.3%로 제일 많이 발생되었고, 그 다음으로는 충청남도로 30.5%, 충청북도 27.8%, 강원도 24.5% 순이었다. 제초제 저항성 논잡초 중 발생면적이 가장 넓은 초종은 물달개비로서 전체 32.2%(57,018 ha)를 차지하였으며, 그 다음으로 올챙이고랭이, 밭뚝외풀 순이었다.