We thank Wendy Zhang, Austin Tom, Jacquie Janney, Erin Lemley, and Brittany Janney for assistance with plant growth and extractions, Dr. Anatoli Lygin for assistance with chromatographic analyses, and Syngenta Crop Protection for funding.

1. Bitki Malzeme Büyüme Koşullar ve Bitkisel Klonlama Not: Üç waterhemp nüfusları bu araştırmada incelenmiştir: MCR (Adams County, IL itibaren), ACR ve WCS (McLean County, IL itibaren) (Tablo 1) (Wayne County, IL itibaren). <ol><li> Toplamak ve 0.1 g L-1 agar içinde waterhemp tohumları askıya: çimlenmeyi artırmak için en az 30 gün süre ile 4 ° C &#39;de su çözeltisi. Not: Bazı waterhemp popülasyonları uykuda, ama bu adım dinlenmesi aşmak ve tohum daha muntazam çimlenme yapmak için yardımcı olur. </li><li> Bir serada saksı ortamı içeren 12 x 12 cm tepsilere (Tablo 1 &#39;de olduğu gibi), her waterhemp nüfusun tohum çimlenme. <ol><li> Bir 16/8 saat fotoperyod 12 içinde 28/22 ° C gündüz / gece sıcaklıklarında sera koşulları koruyun. </li><li> 500 umol m minimum sağlamak için cıva halide lambaları ışık serada doğal ışık Supplement -2 </sup&gt; Bitki gölgelik düzeyinde sn -1 foton akı. </li></ol></li><li> Onlar 80 cm serada 3 tencere içine 2 cm boyunda olduğunda Nakli fidan ortaya çıktı. </li><li> 1: 1: saksı karışımı 1 karışımı: Toprak: turba: kum fidanları 4 cm boyunda 950 cm 3 içeren 3 kap içine Nakli fidanları. Her tencereye yavaş salınımlı gübre granüllerinin 5 g ekleyin ve bu toprak karışımı ile karıştırın. </li><li> Apikal hakimiyetini ortadan kaldırmak için kesin ve 7 cm boyunda bitkilerden üç genç yaprakları içeren sürgün apikal meristemi kaldırın. Not: Bu adım her bitki klonlamak için yeterli 3 cm aksiller sürgünler büyüyecek olmasını sağlar. </li><li> Fideleri (Tablo 1 &#39;de olduğu gibi), her waterhemp popülasyonundan boyunda yaklaşık 14 cm olan tüketim beş aksiller filizleri (uzunluğu 3 cm). Daha fazla kullanım sırasında su kaybını azaltmak için bu aksiller sürgünlerde yaprak çoğunluğu çıkarın, ancak nakli üzerine daha fazla büyümesini sağlamak için iki genç yaprakları korumak. <br/&gt; Not: dikkatle tutun ve yaprakları sökerken sürgünler zarar vermemeye çalışın. Bir hissesini her bitkiyi etiketleyin. </li><li> Nakli Aksiller çimlenme için kullanılan aynı orta saksı ortamı içine 80 cm 3 tencere (saksı başına bir fide) içine vuruyor. Dolgu ortamı başlangıçta, doymuş bir büyüme odasında kökleri oluşana kadar, daha sonra kökleri oluşturmak için 7 gün boyunca bir büyüme odasında sabit bir nem ve yeri kaplar muhafaza edilmelidir. Not: Bitkiler bu noktada çok hassastır ve stresli olmamalıdır. <ol><li> Bir 16/8 saat fotoperyod 12 içinde 28/22 ° C gündüz / gece sıcaklıklarında büyüme odası koşulları koruyun. </li><li> Akkor ve floresan ampuller bir arada büyüme odasında ışık sağlamak için kullanılabilir ve en az 550 ľmol m -2 bitki gölgelik düzeyinde 12 at sn -1 foton akı teslim etmelidir. </li></ol></li><li> 950 cm 3 tencere içine tekrar Nakli (saksı başına bir fide) c1: 1: saksı karışımı 1 karışımı: Toprak: turba: 3 içeren gruptur klonlanmış bitkiler 4 cm boyunda olduğunda kum sonra tekrar seraya transfer (ayrıca 5 gr yavaş salınımlı gübre granülleri dahil). </li><li> Yukarıda açıklanan aynı yöntemi kullanarak bitkilere ikinci kez Clone (yani tekrar adımlar daha sonra 1.8 1.5 ve 2.1 den adıma geçin). Tipik bir zaman ders çalışması için, her waterhemp nüfus en az altı bağımsız bitkilerden klonlar oluşturmak ve çizgiler MCR 1-6, 1-6 ve ACR WCS 1-6 olarak kaydeder. <ol><li> Deneyi tekrar ve yeterli her waterhemp nüfus içindeki genetik değişkenliği temsil etmek için en az altı farklı &quot;üst&quot; klonal hatları oluşturulması. </li><li> Analiz edilecektir kaç zaman noktalarında bağlı olarak, zaman ders çalışma yürütmek için her bir &quot;ebeveyn&quot; klonal satırından yeterli alt klonları oluşturmak. </li></ol></li></ol> 2. eksize Waterhem ile Metabolizma Çalışması yürütmekp Yapraklar <ol><li> Klonlanmış waterhemp bitkiler herbisit metabolizması ve DT 50 analiz için uzun boylu 10 ila 12 cm ne üçüncü en genç yaprakları (ekli petiole 0.5 cm dahil uzunluğu 2 ila 3 cm) tüketim. </li><li> Her waterhemp bitkiden Kesme yaprak sapı ikinci kez su altında (yaprak sapı 0,3 cm kalmasını sağlayarak) ve Bu kesme 1,5 ml&#39;lik plastik tüplere (şişe başına bir yaprak) 15 içine sona yerleştirin. Not: su altında bir kez kesme biçimlendirilmiş ve odunsu doku damarları takmayı hava kabarcıkları önler. <ol><li> İlk olarak, kısmi olarak 1 saat süre ile 0.1 M Tris-HCl (pH 6) ile ön inkübasyon tampon maddesi (200 ul) kesme Petiol ile birlikte eksize yaprakları bırakın. </li><li> İkinci olarak, yeni bir 1.5 ml&#39;lik bir şişe, 0.1 M Tris-HCl (pH 6) artı 150 uM [URL- 14C] herbisitin (200 ul), bir inkübasyon tampon içeren, her bir yaprak getirin ve 1 saat boyunca 28 ° C&#39;de inkübe edin yaprak bitkilerine herbisit emme için izin verir. Not: Her iki 14 C-mezotrion ve <syukarı&gt; 14 C-primisulfuron-metil yaklaşık 20 mCi mmol belirli etkinlikler bizim çalışmalarda kullanılan -1. Ksilem transpirasyon akışı ile her ikisi de difüzyon ve alımı yaprak başına alınan herbisit miktarı katkıda bulunur. Not: herbisit metabolizması metabolik inhibitörlerinin etkisi, adım 2.2.1 yukarıda 2.2.2 değiştirerek belirlenebilir. Ön kuluçka tamponu inhibitörün 100 uM ekleyin ve sonra herbisit ile kuluçkalama tamponuna aktarma ve yeniden 100 uM inhibitörü ekleyin, 2 saat süre ile inkübe edin. Örneğin, malation ve tetcyclacis bitkiler 15-17 belirli sitokrom P450 aktivitelerini inhibe eder. </li><li> Deiyonize su ile eksize yaprakları dalmış kısmını yıkayın ve çeyrek gücü Murashige ve Skoog (MS) tuzları solüsyonu (500 ul), sırasıyla 0 saat, 5 saat, 11 saat, 23 saat veya 35 saat için eksize yaprakları transfer zaman akışı metabolizması çalışma için bir büyütme odasında. </li></ol></li><li> Izin kaldırarak HasatEl ile inkübasyon, uygun bir zaman noktasında çözeltisi ve S, bir polipropilen tüp (15 mi) ve cam havan tokmağı kullanarak sıvı azot içinde, her bir yaprak dokusu öğütün. </li><li> Radyo-etiketli herbisit ve yukarıdaki gibi aynı polipropilen tüp içinde laboratuar doku homojenizörü ile% 90 aseton 7 ml her yaprağın onun metabolitleri ekstrakte edin. % 90 aseton ek 7 ml doku homojenleştirici durulayın ve doku iyice (genellikle yaklaşık 2 dakika) toz haline gelene kadar homojenize devam eder. Not:% 90 aseton bitki dokularında en herbisitlerin ekstraksiyonu için de kullanılabilir. Bu yöntem emilen radyo-etiketli bileşikler% 90&#39;dan daha fazla elde etmek için mümkün olan, ancak, daha sonra% 90 metanol veya% 90 asetonitril özütleme çözücüsü gibi ikame edilebilir. </li><li> Ek çıkarma oluşması için Etiket% 90 aseton ekstreleri (14 ml toplam) ve mağaza da -4 16 saat C izin °. Not: işlenmiş yaprakların bu çekimi sonrasında, özütlenebilir rad miktarıioactivity işlenmiş yaprak tarafından emilen radyo-etiketli bileşiklerden en az% 98, tipik olarak. Eksize yapraklarda olmayan ekstrakte radyoaktivite (bağlanmış artıklar) daha önceki çalışmada 12 tüm zaman noktaları arasında sadece% 0.3 ortalama, fakat bu miktar incelenmiştir kullanılan herbisitin ve zaman noktasına göre değişebilir. </li><li> 0.5 ml&#39;lik bir nihai hacme kadar santrifüj 10 dakika boyunca 5000 x g&#39;de örnekler ve bir döner buharlaştırıcı ile 40 ° C &#39;de konsantre süpernatanlar elde edilir. 2.0 ml bir plastik tüpe Bu hacim aktarın. </li><li> Tesisinin son hacmi 1.25 ml özler ayarlayın ve yeniden santrifüj 10,000 x g&#39;de 10 dakika boyunca herhangi bir partikülleri ortadan kaldırmak için: (1 hacim itibarı ile, 1) su: asetonitril ekleyin. </li><li> (Dpm ul -1), sıvı sintilasyon spektroskopisi (LSS) 12 ile her bir örnek alınan bir alikot toplam radyoaktivite ölçülür ve miktarlarını normalize (örneğin HPLC analizi için enjekte bileşikler, 10,00 [14C-etiketli]Sonuçları grafik zaman 0 toplam dpm / numune / run) yani y-eksenleri örnekleri arasında muntazam olacaktır. </li></ol> Kesilen Leaves Herbisit Metabolizma 3. HPLC Analizi Not: Aşağıdaki RP-HPLC koşulları 12 ile ana herbisit ve herbisit metabolitleri içine toplam ekstrakte radyoaktivite giderin. <ol><li> 1 ml dk bir akış oranında bir C18 kolonu (4.6 x 250 mm, analitik HPLC için 5 um parçacık boyutu) olan, RP-HPLC gerçekleştirme -1 en polar olmayan herbisit. Not: C 4 ya da Cı 12 RP-HPLC sütunları da onun metabolitleri ile ilgili ana yabani ot öldürücü ayrılmasını optimize etmek için kullanılabilir. Ön sütun filtresi ve / ya da koruyucu sütunu korunması ve RP kolonuna ömrünü uzatmak için kullanılabilmektedir. <ol><li> Eluent A, su içinde% 0.1 formik asit (hac / hac) ve Taşıyıcı B% 100 HPLC-grade asetonitril: RP-HPLC için aşağıdaki mobil faz kullanın. Not: HPLC-dereceli metanol El olarak kullanılabiliruent daha polar bileşikleri ve metabolitleri çözülmesi için B, ama tutma süreleri de değişebilir unutmayın. Not: araştırmamızda 12 kendi polar metabolitlerden mezotrion ya primisulfuron-metil çözmek için kullanılan elüsyon profili: Adım 1, A: B (4: 1, hac / hac): B (3: 2, hac / hac ) doğrusal gradyanı (12 dakika); B: A: (2, hac / hac 3): Aşama 2, bir B (3: 7, v / v) bir doğrusal gradyan (5 dakika); Aşama 3, A: B: A: (7, hac / hac 3) B: 2 dakika boyunca lineer gradyanı (9: 1, v / v) (19 dakika toplam içeren) karıştırılır. Not: Degradeler ve İzokratik adımlar çözünürlüğünü optimize etmek için ana malzemenin fiziksel özelliklerine göre ayarlanması gerekebilir. </li><li> B (4: 1, v / v) bir doğrusal gradyan (3 dakika) ve a: A: (9, h / h 1) B: A, yukarıda doğrusal gradyan adımları B (4: 1, v / h) en az 2 dakika izokratik aşama () aşağıdaki özü 12 enjekte etmeden önce RP sütunu yeniden dengelemek için. </li></ol></li><li> Algılama ve Akış sintigrafisinde ile radyoaktif işaretli bileşikler görselleştirmekllation Analyzer. Her bir numunedeki toplam radyoaktivite yüzdesi olarak, her bir numune içinde Kalan üst herbisit miktarını kaydedin (algılanabilir ve üreticinin talimatlarına uygun olarak akış Sintilasyon Analiz cihazı ile ölçülmüştür) bir zaman boyunca, her waterhemp popülasyonda herbisit metabolizmasının oranlarını belirlemek için. </li></ol> 4. Statistik prosedürler <ol><li> Bir tesadüf tasarım (ya da istatistiksel analizler için başka uygun bir düzenleme) tedavileri düzenleyin. </li><li> Her bir deney için üç biyolojik çoğaltır oluşan her tedavi, iki bağımsız deneyler yapın. İki bağımsız deney toplam altı biyolojik çoğaltır içerir. Deney etkisi (α = 0.05) anlamlı olmayan ise, her bir bağımsız deneyde verileri birleştirmek ve analiz. Deney etkisi önemli ise, o zaman ayrı ayrı deney analiz. Not: İlk üç biyolojik çoğaltır dahil in 1 Deney ve Deney 2&#39;de önümüzdeki üç biyolojik çoğaltır Her biyolojik çoğaltmak (MCR 1-6, ACR 1-6 ve 1-6 WCS) Her nüfus türetilen klonal çizgi böylece ayrı bir &quot;üst&quot; temsil her zaman- Tabii analizi genetik özdeş bitkiler kullanır. Iki bağımsız deney her waterhemp nüfus için bir medyan DT 50 genetik değişkenliği ve kararlılık, yeterli temsili sağlayan toplam altı biyolojik çoğaltır içerir. </li><li> Doğrusal olmayan en küçük kareler regresyon analizi ile verileri analiz ve DT 50 s tahmin etmek için basit bir birinci dereceden eğri ile uyum. Aşağıdaki denklem modeli anlatılmaktadır: <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/53236/53236eq1.jpg" /></li><li> nerede bu model y t zamanında kalan ebeveyn herbisit yüzdesini temsil, μ i her DT 50waterhemp nüfusu i ve parametre C 0 t = 0 12 de ana herbisit mevcut tahmini tutardır. </li></ol>

<ol>
	<li>Yu, Q., Powles, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolism-based+herbicide+resistance+and+cross-resistance+in+crop+weeds:+A+threat+to+herbicide+sustainability+and+global+crop+production.">Metabolism-based herbicide resistance and cross-resistance in crop weeds: A threat to herbicide sustainability and global crop production.</a> Plant Physiology. 166, 1106-1118 (2014).</li><li>Powles, S. B., Yu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+in+action:+plants+resistant+to+herbicides.">Evolution in action: plants resistant to herbicides.</a> Annual Reviews in Plant Biology. 61, 317-347 (2010).</li><li>Heap, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+perspective+of+herbicide-resistant+weeds.">Global perspective of herbicide-resistant weeds.</a> Pest Management Science. 70 (9), 1306-1315 (2014).</li><li>D&#233;lye, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-target-site-based+resistance+should+be+the+centre+of+attention+for+herbicide+resistance+research:+Alopecurus+myosuroides+as+an+illustration.">Non-target-site-based resistance should be the centre of attention for herbicide resistance research: Alopecurus myosuroides as an illustration.</a> Weed Research. 51 (5), 433-437 (2011).</li><li>Kreuz, K., Tommasini, R., Martinoia, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Old+enzymes+for+a+new+job.+Herbicide+detoxification+in+plants.">Old enzymes for a new job. Herbicide detoxification in plants.</a> Plant Physiology. 111, 349-353 (1996).</li><li>Riechers, D. E., Kreuz, K., Zhang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detoxification+without+intoxication:+herbicide+safeners+activate+plant+defense+gene+expression.">Detoxification without intoxication: herbicide safeners activate plant defense gene expression.</a> Plant Physiology. 153, 3-13 (2010).</li><li>Siminszky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+cytochrome+P450-mediated+herbicide+metabolism.">Plant cytochrome P450-mediated herbicide metabolism.</a> Phytochemistry Reviews. 5 (2-3), 445-458 (2006).</li><li>Fonn&#233;-Pfister, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydroxylation+of+primisulfuron+by+an+inducible+cytochrome+P450-dependent+monooxygenase+system+from+maize.">Hydroxylation of primisulfuron by an inducible cytochrome P450-dependent monooxygenase system from maize.</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 37 (2), 165-173 (1990).</li><li>Steckel, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dioecious+Amaranthus+spp.:+here+to+stay.">The dioecious Amaranthus spp.: here to stay.</a> Weed Technology. 21 (2), 567-570 (2007).</li><li>Horak, M. J., Loughin, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+analysis+of+four+Amaranthus+species.">Growth analysis of four Amaranthus species.</a> Weed Science. 48 (3), 347-355 (2000).</li><li>Hausman, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+to+HPPD-inhibiting+herbicides+in+a+population+of+waterhemp+(Amaranthus+tuberculatus)+from+Illinois,+United+States.">Resistance to HPPD-inhibiting herbicides in a population of waterhemp (Amaranthus tuberculatus) from Illinois, United States.</a> Pest Management Science. 67 (3), 258-261 (2011).</li><li>Ma, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+detoxi&#64257;cation+mechanisms+confer+resistance+to+mesotrione+and+atrazine+in+a+population+of+waterhemp.">Distinct detoxi&#64257;cation mechanisms confer resistance to mesotrione and atrazine in a population of waterhemp.</a> Plant Physiology. 163, 363-377 (2013).</li><li>Guo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-target-site+resistance+to+ALS+inhibitors+in+waterhemp+(Amaranthus+tuberculatus).">Non-target-site resistance to ALS inhibitors in waterhemp (Amaranthus tuberculatus).</a> Weed Science. in press, (2015).</li><li>Patzoldt, W. L., Tranel, P. J., Hager, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+waterhemp+(Amaranthus+tuberculatus)+biotype+with+multiple+resistance+across+three+herbicide+sites+of+action.">A waterhemp (Amaranthus tuberculatus) biotype with multiple resistance across three herbicide sites of action.</a> Weed Science. 53 (1), 30-36 (2005).</li><li>Kreuz, K., Fonn&#233;-Pfister, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Herbicide-insecticide+interaction+in+maize:+malathion+inhibits+cytochrome+P450-dependent+primisulfuron+metabolism.">Herbicide-insecticide interaction in maize: malathion inhibits cytochrome P450-dependent primisulfuron metabolism.</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 43 (3), 232-240 (1992).</li><li>Correia, M. A., Ortiz de Montellano, P. R., Ortiz de Montellano, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cytochrome P450: Structure, Mechanism, and Biochemistry. , 247-322 (2005).</li><li>Hawkes, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesotrione:+mechanism+of+herbicidal+activity+and+selectivity+in+corn.">Mesotrione: mechanism of herbicidal activity and selectivity in corn.</a> Proceedings of the Brighton Crop Protection Conference &#8211; Weeds. 2, 563-568 (2001).</li><li>Patzoldt, W. L., Tranel, P. J., Hager, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variable+herbicide+responses+among+Illinois+waterhemp+(Amaranthus+rudis+and+A.+tuberculatus)+populations.">Variable herbicide responses among Illinois waterhemp (Amaranthus rudis and A. tuberculatus) populations.</a> Crop Protection. 21 (9), 707-712 (2002).</li><li>Jalaludin, A., Yu, Q., Powles, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+resistance+across+glufosinate,+glyphosate,+paraquat+and+ACCase-inhibiting+herbicides+in+an+Eleusine+indica+population.">Multiple resistance across glufosinate, glyphosate, paraquat and ACCase-inhibiting herbicides in an Eleusine indica population.</a> Weed Research. 55 (1), 82-89 (2015).</li><li>Iwakami, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+P450+CYP81A12+and+CYP81A21+are+associated+with+resistance+to+two+acetolactate+synthase+inhibitors+in+Echinochloa+phyllopogon.">Cytochrome P450 CYP81A12 and CYP81A21 are associated with resistance to two acetolactate synthase inhibitors in Echinochloa phyllopogon.</a> Plant Physiology. 165, 618-629 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Burada tarif edilen kesilmiş yaprak yöntemi, mısır yaprak 15 içinde primisülfüron metabolizma araştırma, daha önce kullanılmış olan, ancak sonuçlar, bu protokol, aynı zamanda, bir dikot zararlı bitki türleri 12 herbisid metabolizmasını ölçmek için, etkili, uygun ve tekrarlanabilir olduğunu göstermektedir. Bütün bitki çalışmalarla karşılaştırıldığında kesilmiş yaprak tekniğin önemli bir avantajı, bir kesilmiş yaprak bütün bitki translokasyon toprak yüzeyi...

Otların herbisit direnci gıda ve lif 1,2 küresel üretim ciddi bir tehdit sunuyor. Şu anda yüzden fazla ot türünden dayanıklı nüfus ve biyotipten dünya çapında binlerce belgelenmiş ve 3 çalışılmıştır. Bitkilerde herbisit dayanıklılığı veren önemli bir mekanizma, herbisite protein bağlama kinetikleri veya hedef site gen 2 amplifikasyonu etkileyen genetik mutasyonlar da dahil olmak üzere herbisit hedef sitesi genler ve proteinler, değişikliktir. Sitokrom P450 monooksigenazı (P450) ya da glutation S -Transferase (GST) enzimlerin yüksek aktiviteleri ile metabolik detoksifikasyon hedef alan bazlı mekanizmalar 2 çeşitli şekillerde farklı olan bir yabani ot herbisid direnci kazandıran bir mekanizmadır. Metabolik tabanlı direnç (spor cezaları aka) bitki spor maliyetleri herbisit dayanıklılığı mekaniği kaynaklanabilecek olup önemli etkileri vardırm, hem de yabani popülasyonları 1,2,4 bölgesindeki çapraz veya birden fazla herbisit direnci vermek için, tek bir detoksifikasyon mekanizması potansiyeli açısından. Genel olarak, bitkilere herbisid metabolizması üç ayrı 5 ayrılabilir. Artan polarite ve kısmi herbisit detoksifikasyon 5,6 giden ya da O-dealkilasyon reaksiyonları - Faz I Bu aromatik halkaların ya da alkil gruplarının P450 aracılı hidroksilasyon, ya da N ile olduğu gibi, herbisit veya değiştiren aktivasyonunu içermektedir. Yeni ben GST&#39;lerin azaltılmış glutatyon konjugasyon için bağlantı siteleri sağlayabilir veya Faz II 5,7 UDP-bağımlı glikosiltransferazların tarafından glikoza Faz fonksiyonel gruplar tanıttı. Örneğin, mısırda primisulfuron-metil baştaki metaboliti hidroksi-primisulfuron-glukosite (Phase II) ve daha sonra metabolize uzun süreli depolama ya da daha fazla metabolik için vaküole nakledilebilir hidroksi-primisulfuron-metil 8, olduğu profesyonelcessing 5,6 (Phase III). Waterhemp (Amaranthus tuberculatus) Birleşik Devletler mısır üretimini (Zea mays), soya fasulyesi (Glycine max) ve pamuk (Gossypium hirsutum) engelleyen bir zor kontrol, dikot yıllık yabancı ot türüdür. Waterhemp genetik çeşitliliğin yüksek derecede onun ikievcikli biyolojisi ve uzun mesafe rüzgar tozlaşma ile kolaylaştırılır ve bir tek kadın waterhemp bitki milyon tohumlar 9 kadar üretebilir. Bu tohumlar doğal olarak etkili bir dağılma mekanizmasına sahip waterhemp bağışlamak, hangi küçük ve kolayca yayılırlar. Waterhemp büyüyen sezon 9 boyunca sürekli çimlenme görüntüler ve tohumları uyuşukluk birkaç yıl sonra filizlenmeye edebiliyoruz. Waterhemp ekilebilir kırpma sistemlerinde 10 en geniş yapraklı yabancı otların daha yüksek büyüme oranını sahip bir C 4 bitkidir. Ayrıca, çok sayıda waterhemp popülasyonları birden fam dayanıklıdırherbisit 3 ilies. Illinois waterhemp (MCR adlandırılır) popülasyonu 4-hidroksi-fenilpiruvat dioksigenaz (HPPD) bu tür mezotrion olarak inhibe edici herbisitler 11, hem de atrazin ve asetolaktat sintazı (ALS) için, herbisit inhibe edici primisulfuron-metil içeren dayanıklı , hedef dışı site bazlı mekanizmalar 12,13 nedeniyle. Ve atrazin dirençli ancak mezotrion duyarlı ve primisülfüron-metil duyarlıdır DTH 14 olarak adlandırılan bir waterhemp popülasyon (nedeniyle ALS geninin mutasyona) primisülfüron-metil-dirençli ACR 14 belirlenen waterhemp farklı bir popülasyon, mezotrion ve atrazin, bizim daha önceki araştırmalar 12 ve mevcut deneylerde MCR ile karşılaştırıldığında kullanıldı (Tablo 1 &#39;de özetlenmiştir). İlk çalışmalar MCR içinde, HPPD gen dizisi veya ifade düzeylerinde değişikliklere, veya azaltılmış mezotrion alımını tespit etmediNüfus zaman mezotrion duyarlı nüfus 12 ile karşılaştırıldığında. Ancak, bütün bitkilerle metabolizma çalışmaları 11,12 mezotrion önceki fenotipik yanıtları ile ilişkili ACR ve WCS ile karşılaştırıldığında MCR ebeveyn mezotrion herbisit anlamlı derecede düşük düzeylerde gösterdi. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Waterhemp Nüfus </td><td> Kısaltma </td><td> Mezotrion için Fenotip </td><td> Mezotrion Direnç Mekanizması </td><td> Primisülfüron için Fenotip </td><td> Primisülfüron Direnç Mekanizması </td></tr><tr><td> McLean İlçe Dayanıklı </td><td> MCR </td><td> Dayanıklı </td><td> Metabolizma * </td><td> Dayanıklı </td><td> Metabolizma </td></tr><tr><td> Adams County Dayanıklı </td><td> ACR </td><td> Sensitive </td><td> - </td><td> Dayanıklı </td><td> ALS 14 Hedef site mutasyonu </td></tr><tr><td> Wayne County Duyarlı </td><td> WCS </td><td> Duyarlı </td><td> - </td><td> Duyarlı </td><td> - </td></tr></tbody></table> * Geliştirilmiş metabolizma dışında hedef olmayan site direnç mekanizmaları, aynı zamanda MCR nüfus 12 mezotrion direnci kazandırabilmektedir. Tablo 1: Bu çalışmada kullanılan Illinois&#39;den waterhemp popülasyonlarının tanımlanması. Sağlam waterhemp fide herbisid metabolizması hızlarının belirlenmesine ek olarak, farklı deneysel yaklaşım geliştirilmiştir ve kesilmiş waterhemp yaprak tahlil 12 yanı sıra çeşitli P450 inhibitörlerinin (ör tetcyclacis malathion) kullanarak, metabolizmayı incelemek için önceki çalışmada kullanılan. Bu yöntem, bir önceki yaklaşımlardan waterhemp için özel olarak uyarlanmıştıreksize yaprak tahlili henüz bir dikot bitkide herbisit metabolizması araştırma için rapor edilmemiştir beri eksize mısırda primisulfuron-metil metabolizması lı soruşturma, 15 bırakır. Organophophosate insektisit malation sıklıkla in vivo kullanılmıştır ve in vitro herbisite metabolizması araştırma P450 tutulumu 16 gösterir. Örneğin, tolerans ve mısırdaki mezotrion ve hızlı metabolizma malation mezotrion 17 mısır duyarlılığı arttıkça doğrulanmıştır P450 katalizlenen halka hidroksilasyon, kaynaklanmaktadır. Benzer şekilde, malation kesilmiş mısır ALS inhibitörü primisulfuron-metil 15 yaprak metabolizmasını inhibe etti. Bitkilerde sistemik olarak, topraktan çıkma herbisidlerin metabolizmasını değerlendirirken eksize yaprak tekniğin önemli bir avantajı, üretilen veriler bütün bitki translokasyon desen bağımsız olmasıdır, önemli bir faktör dikkate. Sonuç olarak, bu yöntem, niceliksel izin verir veNitel metabolik tedavi edilen tek bir yaprak 12 odaklanmak analizleri. Bir bitkisel klonlama stratejisi, eksize yaprak protokolü ile kombinasyon halinde, daha önce metabolizma çalışmaları 12 yapmak için waterhemp da kullanılmıştır. Nedeniyle waterhemp (ayrı erkek ve dişi bitkiler) ve ikievcikli amaranthus türlerinin 9 içindeki genetik çeşitliliğin büyük derecesi outcross doğası gereği, bu protokol genetik özdeş waterhemp fidanları zaman ders deneyler içinde analiz edildi sağlanmalıdır. Bu makalede, bir dikot ot (waterhemp) herbisid metabolizmasının oranlarını ölçmek için kesilmiş yaprak yöntemin kullanımını göstermektedir. Ana yabani ot öldürücü miktarı, (absorbe herbisitin% 50 indirgeme için zaman tahmin etmek için basit bir birinci dereceden eğrisi ile uygun olan doğrusal olmayan en küçük kareler regresyon analizi ile her bir zaman noktasında (Şekil 1) belirlendi ve geri kalan DT 50). Temsilciters fazlı yüksek performanslı sıvı kromatografisi (RP-HPLC) ile ilgili kromatogramlar karşı ALS ve zaman-akışı çalışma sırasında ana yabani ot öldürücü ve kutupsal metabolit (ler) eşlik eden oluşumuyla kaybolması göstermektedir -duyarlı waterhemp popülasyonları (Şekil için gösterildi 2). Bizim derlemenin konusu düzgün olarak bir halka etiketli (URL- 14 ° C) herbisit kullanarak, tarif ve dikot bitkilerdeki herbisid metabolizmasının yeniden üretilebilir ve kesin hızını belirlemek için bitkisel klonlama yöntemi ile kombinasyon halinde kesilmiş yaprak testinin kullanılmasını göstermek için bunların bütün bitki yanıtlarında farklı üç waterhemp popülasyonları HPPD- ve ALS engelleyici herbisitler (Tablo 1).

<table><tbody><tr><td>Agar</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A1296</td><td>for pre-germinating seeds</td></tr><tr><td>Potting medium</td><td>Sun Gro Horticulture</td><td>49040233</td><td>for plant growth</td></tr><tr><td>Nutricote</td><td>Agrivert&amp;nbsp;</td><td>TOTAL BLEND 13-13-13 T100</td><td>slow-release fertilizer</td></tr><tr><td>Growth chamber E15</td><td>Controlled Environments Limited</td><td>20207</td><td>plant culturing</td></tr><tr><td>Tris base</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP152-500</td><td>buffer for excised leaves</td></tr><tr><td>HCl (concentrated)</td><td>Fisher Scientific</td><td>A144500</td><td>adjust pH of buffer</td></tr><tr><td>Murashige and Skoog (MS) salts&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0404</td><td>incubation of excised leaves</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A452-4</td><td>leaf washes after incubation</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>plant extractions</td></tr><tr><td>Acetonitrile (HPLC grade)</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MKH07610</td><td>HPLC mobile phase</td></tr><tr><td>Formic acid&amp;nbsp;</td><td>Mallinckrodt Analytical</td><td>MK259205</td><td>acidify mobile phase pH</td></tr><tr><td>Micro-centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5417R</td><td>1.5 or 2.0 ml tubes</td></tr><tr><td>Centrifuge (temperature controlled)</td><td>Eppendorf</td><td>5810R</td><td>15 or 50 ml tubes</td></tr><tr><td>Polypropylene centrifuge tube</td><td>Corning Inc.</td><td>430790</td><td>15 ml, sterile</td></tr><tr><td>Rotary evaporator</td><td>B&amp;Uuml;CHI</td><td>R200</td><td>concentrate plant samples</td></tr><tr><td>Liquid scintillation spectrometry (LSS)</td><td>Packard Instruments</td><td>104470</td><td>quantify &lt;sup&gt;14&lt;/sup&gt;C</td></tr><tr><td>High-performance liquid chromatography</td><td>Perkin Elmer</td><td>N2910401</td><td>resolve herbicide metabolites</td></tr><tr><td>Flow scintillation analyzer&amp;nbsp;</td><td>LabLogic System</td><td>1103303</td><td>for HPLC analysis of &lt;sup&gt;14&lt;/sup&gt;C</td></tr><tr><td>Hypersil Gold C&lt;sub&gt;18&lt;/sub&gt; column&amp;nbsp;</td><td>Thermo-Scientific</td><td>03-050-522&amp;nbsp;</td><td>reversed phase</td></tr><tr><td>Ultima-Flo M cocktail</td><td>Perkin Elmer</td><td>6013579</td><td>for Flow-scintillation analyzer</td></tr><tr><td>Scintillation Cocktail (ScintiVerse BD)</td><td>Fisher Scientific</td><td>SX18</td><td>for LSS; biodegradable</td></tr><tr><td>Laboratory homogenizer</td><td>Kinematica</td><td>CH-6010&amp;nbsp;</td><td>homogenize leaf samples</td></tr></tbody></table>

measuring rates of herbicide metabolism in dicot weeds with an excised leaf assay

In order to isolate and accurately determine rates of herbicide metabolism in an obligate-outcrossing dicot weed, waterhemp (Amaranthus tuberculatus), we developed an excised leaf assay combined with a vegetative cloning strategy to normalize herbicide uptake and remove translocation as contributing factors in herbicide-resistant (R) and &#8211;sensitive (S) waterhemp populations. Biokinetic analyses of organic pesticides in plants typically include the determination of uptake, translocation (delivery to the target site), metabolic fate, and interactions with the target site. Herbicide metabolism is an important parameter to measure in herbicide-resistant weeds and herbicide-tolerant crops, and is typically accomplished with whole-plant tests using radiolabeled herbicides. However, one difficulty with interpreting biokinetic parameters derived from whole-plant methods is that translocation is often affected by rates of herbicide metabolism, since polar metabolites are usually not mobile within the plant following herbicide detoxification reactions. Advantages of the protocol described in this manuscript include reproducible, accurate, and rapid determination of herbicide degradation rates in R and S populations, a substantial decrease in the amount of radiolabeled herbicide consumed, a large reduction in radiolabeled plant materials requiring further handling and disposal, and the ability to perform radiolabeled herbicide experiments in the lab or growth chamber instead of a greenhouse. As herbicide resistance continues to develop and spread in dicot weed populations worldwide, the excised leaf assay method developed and described herein will provide an invaluable technique for investigating non-target site-based resistance due to enhanced rates of herbicide metabolism and detoxification.

Mezotrion metabolizma oranlarında büyük farklılıklar WCS veya ACR ve MCR (Şekil 1) ya arasında tespit edildi. Her zaman noktasında, MCR daha hızlı bir şekilde daha önceki bütün bitki fenotipik yanıtların 11 ile ilişkilidir, iki mezotrion-hassas grupların, WC&#39;ler ve ACR, daha mezotrion metabolize olan. Her nüfus tek bir ebeveyn bitkiden yeterince bitkiler klonlama yoluyla, herbisit metabolizması zaman ders analizleri nedeniyle her zaman ders 12 içindeki gene...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Rates of Herbicide Metabolism in Dicot Weeds with an Excised Leaf Assay at JoVE.com

Measuring Rates of Herbicide Metabolism in Dicot Weeds with an Excised Leaf Assay

This manuscript describes how herbicide metabolism rates can be effectively quantified with excised leaves from a dicot weed, thereby reducing variability and removing any possible confounding effects of herbicide uptake or translocation typically observed in whole-plant assays.

Bir kesilmiş yaprak Testi ile Dikot Weeds Herbisit Metabolizma düşük Ölçme

In order to isolate and accurately determine rates of herbicide metabolism in an obligate-outcrossing dicot weed, waterhemp (Amaranthus tuberculatus), we ...

measuring-rates-herbicide-metabolism-dicot-weeds-with-an-excised-leaf

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Environment

11.9K Görüntüleme.  University of Illinois. This manuscript describes how herbicide metabolism rates can be effectively quantified with excised leaves from a dicot weed, thereby reducing variability and removing any possible confounding effects of herbicide uptake or translocation typically observed in whole-plant assays.

Video: Measuring Rates of Herbicide Metabolism in Dicot Weeds with an Excised Leaf Assay

Protocols for Robust Herbicide Resistance Testing in Different Weed Species

Robust protocols to test putative herbicide resistant weed populations at whole plant level are essential to confirm the resistance status. The presented protocols, based on whole-plant bioassays performed in a greenhouse, can be readily adapted to a wide range of weed species and herbicides through appropriate variants. Seed samples from plants that survived a field herbicide treatment are collected and stored dry at low temperature until used. Germination methods differ according to weed species and seed dormancy type. Seedlings at similar growth stage are transplanted and maintained in the greenhouse under appropriate conditions until plants have reached the right growth stage for herbicide treatment. Accuracy is required to prepare the herbicide solution to avoid unverifiable mistakes. Other critical steps such as the application volume and spray speed are also evaluated. The advantages of this protocol, compared to others based on whole plant bioassays using one herbicide dose, are related to the higher reliability and the possibility of inferring the resistance level. Quicker and less expensive in vivo or in vitro diagnostic screening tests have been proposed (Petri dish bioassays, spectrophotometric tests), but they provide only qualitative information and their widespread use is hindered by the laborious set-up that some species may require. For routine resistance testing, the proposed whole plant bioassay can be applied at only one herbicide dose, so reducing the costs.

A robust and flexible approach to confirm herbicide resistance in weed populations is presented. This protocol allows the herbicide resistance levels to be inferred and applied to a wide range of weed species and herbicides with minor adaptations.

Farklı Ot Türlerinin Sağlam Herbisit Direnci Testi için Protokoller

Robust protocols to test putative herbicide resistant weed populations at whole plant level are essential to confirm the resistance status. The presented ...

Çevre

Leaf Spray Mass Spectrometry: A Rapid Ambient Ionization Technique to Directly Assess Metabolites from Plant Tissues

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing plant metabolites because it provides molecular weights with high sensitivity and specificity. Leaf spray MS is an ambient ionization technique where plant tissue is used for direct chemical analysis via electrospray, eliminating chromatography from the process. This approach to sampling metabolites allows for a wide range of chemical classes to be detected simultaneously from intact plant tissues, minimizing the amount of sample preparation needed. When used with a high-resolution, accurate mass MS, leaf spray MS facilitates the rapid detection of metabolites of interest. It is also possible to collect tandem mass fragmentation data with this technique to facilitate a compound identification. The combination of accurate mass measurements and fragmentation is beneficial in confirming compound identities. The leaf spray MS technique requires only minor modifications to a nanospray ionization source and is a useful tool to further expand the capabilities of a mass spectrometer. Here, fresh leaf tissue from Sceletium tortuosum (Aizoaceae), a traditional medicinal plant from South Africa, is analyzed; numerous mesembrine alkaloids are detected with leaf spray MS.

Leaf spray mass spectrometry is a direct chemical analysis technique that minimizes the sample preparation and eliminates chromatography, allowing for the rapid detection of small molecules from plant tissues.

Yaprak sprey kütle spektrometresi: Doğrudan metabolitleri bitki doku üzerinden değerlendirmek için bir hızlı ortam iyonlaşma tekniği

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing ...

Biyokimya

Detached Leaf Assays to Simplify Gene Expression Studies in Potato During Infestation by Chewing Insect Manduca sexta

The multitrophic nature of gene expression studies of insect herbivory demands large numbers of biological replicates, creating the need for simpler, more streamlined herbivory protocols. Perturbations of chewing insects are usually studied in whole plant systems. While this whole organism strategy is popular, it is not necessary if similar observations can be replicated in a single detached leaf. The assumption is that basic elements required for signal transduction are present within the leaf itself. In the case of early events in signal transduction, cells need only to receive the signal from the perturbation and transmit that signal to neighboring cells which are assayed for gene expression.
The proposed method simply changes the timing of the detachment. In whole plant experiments, larvae are confined to a single leaf which is eventually detached from the plant and assayed for gene expression. If the order of excision is reversed, from last in whole plant studies, to first in the detached study, the feeding experiment is simplified.
Solanum tuberosum var. Kennebec is propagated by nodal transfer in a simple tissue culture medium and transferred to soil for further growth if desired. Leaves are excised from the parent plant and relocated to Petri dishes where the feeding assay is conducted with the larval stages of M. sexta. Damaged leaf tissue is assayed for the expression of relatively early events in signal transduction. Gene expression analysis identified infestation-specific Cys2-His2 (C2H2) transcription factors, confirming the success of using detached leaves in early response studies. The method is easier to perform than whole plant infestations and uses less space.

The presented method creates natural herbivore damaged plant tissue through the application of Manduca sexta larvae to detached leaves of potato. The plant tissue is assayed for expression of six transcription factor homologs involved in early responses to insect herbivory.

Müstakil yaprak özendirme, Çiğneme böcek Manduca Sexta tarafından Infestation sırasında patates gen Ifade çalışmaları basitleştirmek için

The multitrophic nature of gene expression studies of insect herbivory demands large numbers of biological replicates, creating the need for simpler, more ...

Characterization of Complex Systems Using the Design of Experiments Approach: Transient Protein Expression in Tobacco as a Case Study

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the additional advantage of short development and production times, but expression levels can vary significantly between batches thus giving rise to regulatory concerns in the context of good manufacturing practice. We used a design of experiments (DoE) approach to determine the impact of major factors such as regulatory elements in the expression construct, plant growth and development parameters, and the incubation conditions during expression, on the variability of expression between batches. We tested plants expressing a model anti-HIV monoclonal antibody (2G12) and a fluorescent marker protein (DsRed). We discuss the rationale for selecting certain properties of the model and identify its potential limitations. The general approach can easily be transferred to other problems because the principles of the model are broadly applicable: knowledge-based parameter selection, complexity reduction by splitting the initial problem into smaller modules, software-guided setup of optimal experiment combinations and step-wise design augmentation. Therefore, the methodology is not only useful for characterizing protein expression in plants but also for the investigation of other complex systems lacking a mechanistic description. The predictive equations describing the interconnectivity between parameters can be used to establish mechanistic models for other complex systems.

We describe a design of experiments approach that can be used to determine and model the influence of transgene regulatory elements, plant growth and development parameters, and incubation conditions on the transient expression of monoclonal antibodies and reporter proteins in plants.

Bir Vaka Çalışması Olarak Tütün Geçici Protein Expression: Deneyler Yaklaşımı Tasarım Kullanma Karmaşık Sistemler Karakterizasyonu

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the ...

Biyomühendislik

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea (Camellia Sinensis L.) Leaves

A platform for studying insecticide metabolism using in vitro tissues of tea plant was developed. Leaves from sterile tea plantlets were induced to form loose callus on Murashige and Skoog (MS) basal media with the plant hormones 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D, 1.0 mg L-1) and kinetin (KT, 0.1 mg L-1). Callus formed after 3 or 4 rounds of subculturing, each lasting 28 days. Loose callus (about 3 g) was then inoculated into B5 liquid media containing the same plant hormones and was cultured in a shaking incubator (120 rpm) in the dark at 25 &#177; 1 &#176;C. After 3&#8722;4 subcultures, a cell suspension derived from tea leaf was established at a subculture ratio ranging between 1:1 and 1:2 (suspension mother liquid: fresh medium). Using this platform, six insecticides (5 &#181;g mL-1 each thiamethoxam, imidacloprid, acetamiprid, imidaclothiz, dimethoate, and omethoate) were added into the tea leaf-derived cell suspension culture. The metabolism of the insecticides was tracked using liquid chromatography and gas chromatography. To validate the usefulness of the tea cell suspension culture, the metabolites of thiamethoxan and dimethoate present in treated cell cultures and intact plants were compared using mass spectrometry. In treated tea cell cultures, seven metabolites of thiamethoxan and two metabolites of dimethoate were found, while in treated intact plants, only two metabolites of thiamethoxam and one of dimethoate were found. The use of a cell suspension simplified the metabolic analysis compared to the use of intact tea plants, especially for a difficult matrix such as tea.

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea Camellia Sinensis L. Leaves

This work presents a protocol for establishing a cell suspension culture derived from tea (Camellia sinensis L.) leaves that can be used to study the metabolism of external compounds that can be taken up by the whole plant, such as insecticides.

Çay (Camellia sinensis L.) türetilmiştir yeni kurulan hücre süspansiyon kültürü altı sistemik Böcek Ilacı metabolizması üzerinde çalışma Yaprak -ları

A platform for studying insecticide metabolism using in vitro tissues of tea plant was developed. Leaves from sterile tea plantlets were induced to form ...

Elucidating the Metabolism of 2,4-Dibromophenol in Plants

Crops can be extensively exposed to organic pollutants, since soil is a major sink for pollutants discarded into the environment. This creates potential human exposure through the consumption of pollutant-accumulated foods. Elucidating the uptake and metabolism of xenobiotics in crops is essential for the assessment of dietary exposure risk in humans. However, for such experiments, the use of intact plants requires long-term experiments and complex sample preparation protocols that can be affected by various factors. Plant callus cultures combined with high-resolution mass spectrometry (HRMS) may provide a solution for the accurate and time-saving identification of metabolites of xenobiotics in plants, as it can avoid interference from the microbial or fungal microenvironment, shorten the treatment duration, and simplify the matrix effect of intact plants. 2,4-dibromophenol, a typical flame retardant and endocrine disrupter, was chosen as the model substance due to its widespread occurrence in soil and its uptake potential by plants. Herein, plant callus was generated from asepsis seeds and exposed to sterile 2,4-dibromophenol-containing culture medium. The results showed that eight metabolites of 2,4-dibromophenol were identified in the plant callus tissues after 120 h of incubation. This indicates that 2,4-dibromophenol was rapidly metabolized in&#160;the plant callus tissues. Thus, the plant callus culture platform is an effective method to evaluate the uptake and metabolism of xenobiotics in plants.

The present protocol describes a simple and efficient method for the identification of 2,4-dibromophenol metabolites in plants.

Bitkilerde 2,4-Dibromofenol Metabolizmasının Aydınlatılması

Crops can be extensively exposed to organic pollutants, since soil is a major sink for pollutants discarded into the environment. This creates potential ...

<meta charset="utf8"></head><body>Bitkilerde Triazol Pestisitlerin İntegral Metabolit Sitotoksisitesinin Tahmin Edilmesi

Assessing Cytotoxicity of Metabolites of Typical Triazole Pesticides in Plants

Various organic pollutants have been released into the environment because of anthropogenic activities. These pollutants can be taken up by crop plants, causing potential threats to the ecosystem and human health throughout the food chain. The biotransformation of pollutants in plants generates a number of metabolites that may be more toxic than their parent compounds, implying that the metabolites should be taken into account during the toxicity assessment. However, the metabolites of pollutants in plants are extremely complex, making it difficult to comprehensively obtain the toxicological information of all metabolites. This study proposed a strategy to assess the integral cytotoxicity of pollutant metabolites in plants by treating them as a whole during toxicological tests. Triazole pesticides, a class of broad-spectrum fungicides, have been widely applied in agricultural production. Their residue pollution in farmland has drawn increasing attention. Hence, four triazole pesticides, including flusilazole, diniconazole, tebuconazole, and propiconazole, were selected as the tested pollutants. The metabolites were generated by the treatment of carrot callus with tested triazole pesticides. After treatment of 72 h, the metabolites of pesticides in carrot callus were extracted, followed by toxicological tests using the Caco-2 cell line. The results showed that the metabolites of tested pesticides in carrot callus did not significantly inhibit the viability of Caco-2 cells (P>0.05), demonstrating no cytotoxicity of pesticide metabolites. This proposed method opens a new avenue to assess the cytotoxicity of pollutant metabolites in plants, which is expected to provide valuable data for precise toxicity assessment.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: Bitkilerde Triazol Pestisitlerinin Kapsamlı Metabolit Sitotoksisite Değerlendirmesi İçin Yeni ve Etkili Bir Yöntem

The protocol describes a new method to assess the integral cytotoxicity of metabolites of triazole pesticides in plants.

Bitkilerde Tipik Triazol Pestisitlerin Metabolitlerinin Sitotoksisitesinin Değerlendirilmesi

Various organic pollutants have been released into the environment because of anthropogenic activities. These pollutants can be taken up by crop plants, ...

Bacterial Leaf Infiltration Assay for Fine Characterization of Plant Defense Responses using the Arabidopsis thaliana-Pseudomonas syringae Pathosystem

In the absence of specialized mobile immune cells, plants utilize their localized programmed cell death and Systemic Acquired Resistance to defend themselves against pathogen attack. The contribution of a specific Arabidopsis gene to the overall plant immune response can be specifically and quantitatively assessed by assaying the pathogen growth within the infected tissue. For over three decades, the hemibiotrophic bacterium Pseudomonas syringae pv. maculicola ES4326 (Psm ES4326) has been widely applied as the model pathogen to investigate the molecular mechanisms underlying the Arabidopsis immune response. To deliver pathogens into the leaf tissue, multiple inoculation methods have been established, e.g., syringe infiltration, dip inoculation, spray, vacuum infiltration, and flood inoculation. The following protocol describes an optimized syringe infiltration method to deliver virulent Psm ES4326 into leaves of adult soil-grown Arabidopsis plants and accurately screen for enhanced disease susceptibility (EDS) towards this pathogen. In addition, this protocol can be supplemented with multiple pre-treatments to further dissect specific immune defects within different layers of plant defense, including Salicylic Acid (SA)-Triggered Immunity (STI) and MAMP-Triggered Immunity (MTI).

Bacterial Leaf Infiltration Assay for Fine Characterization of Plant Defense Responses using the Arabidopsis thaliana-Pseudomonas syringae Pathosystem

Quantification of pathogen growth is a powerful tool to characterize various Arabidopsis thaliana (hereafter: Arabidopsis) immune responses. The method described here presents an optimized syringe infiltration assay to quantify the Pseudomonas syringae pv. maculicola ES4326 growth in adult Arabidopsis leaves.

Kullanarak Bitki Savunma Yanıtları ince Karakterizasyonu için Bakteriyel Yaprak Sızma Deneyi<em&gt; Arabidopsis thaliana-Pseudomonas syringae</em&gt; Pathosystem

Bir kesilmiş yaprak Testi ile Dikot Weeds Herbisit Metabolizma düşük Ölçme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Farklı Ot Türlerinin Sağlam Herbisit Direnci Testi için Protokoller

Yaprak sprey kütle spektrometresi: Doğrudan metabolitleri bitki doku üzerinden değerlendirmek için bir hızlı ortam iyonlaşma tekniği

Müstakil yaprak özendirme, Çiğneme böcek Manduca Sexta tarafından Infestation sırasında patates gen Ifade çalışmaları basitleştirmek için

Bir Vaka Çalışması Olarak Tütün Geçici Protein Expression: Deneyler Yaklaşımı Tasarım Kullanma Karmaşık Sistemler Karakterizasyonu

Çay (Camellia sinensis L.) türetilmiştir yeni kurulan hücre süspansiyon kültürü altı sistemik Böcek Ilacı metabolizması üzerinde çalışma Yaprak -ları

Bitkilerde 2,4-Dibromofenol Metabolizmasının Aydınlatılması

Bitkilerde Tipik Triazol Pestisitlerin Metabolitlerinin Sitotoksisitesinin Değerlendirilmesi

Bitkilerde Tipik Triazol Pestisitlerin Metabolitlerinin Sitotoksisitesinin Değerlendirilmesi

Bitkilerde Tipik Triazol Pestisitlerin Metabolitlerinin Sitotoksisitesinin Değerlendirilmesi

Kullanarak Bitki Savunma Yanıtları ince Karakterizasyonu için Bakteriyel Yaprak Sızma Deneyi