Issue
Agronomie
Volume 21, Number 8, December 2001
Page(s) 743 - 748
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2001103
DOI: 10.1051/agro:2001103

Agronomie 21 (2001) 743-748

Tolerance degree of some maize (Zea mays) hybrids to rimsulfuron1

Luciano Scarponia and Costantino Vischettib

a  Dipartimento di Scienze Agro-ambientali e della Produzione Vegetale, Università degli Studi di Perugia, Borgo XX Giugno 72, 06121 Perugia, Italy
b  Centro di Studio sulla Chimica e Biochimica dei Fitofarmaci, CNR, Borgo XX Giugno 72, 06121 Perugia, Italy

(Received 4 April 2001; accepted 5 July 2001)

Abstract
The degree of tolerance to the sulfonylurea herbicide rimsulfuron (R) was investigated in five different commercial maize hybrids: Sirena (Si), Sara (Sa), Eleonora (El), Gitana (Gi) and Lucia (Lu). The susceptibility of the hybrids to R treatment was investigated by checking their protein content and evaluating R persistence in the maize hybrids as well as the activity and kinetic parameters of the target enzyme they contain, acetolactate syntase (ALS). 72 hours after treatment, decreases in the protein content were considerable in Gi and Lu, moderate in El, and not significant in Si and Sa. At the same time El, Lu and Gi exhibited significant R residues, while the herbicide was completely metabolized in Si and Sa. The values of extractable ALS activity in the untreated hybrids ("native" ALS) - with and without R addition in the reaction mixture - and in the R-treated hybrids, together with the ALS V $_{{\rm max}}$ and K$_{\rm M}$ parameters of the untreated and R-treated hybrids, evidenced varying degrees of tolerance to R among the hybrids. Despite the susceptibility of "native" ALS in all of the hybrids to R, Si and Sa appeared to overcome the action of R through a rapid detoxifying capability, and El through an ability to produce more ALS enzymes in response to R treatment. Gi and Lu exhibited a lower tolerance to R since they were unable to activate any of the above mechanisms.

Résumé
Degré de tolérance au rimsulfuron de certains hybrides de maïs. Le degré de tolérance à l'herbicide sulfonyl-urée rimsulfuron (R) a été étudié chez cinq hybrides différents de maïs Sirena (Si), Sara (Sa), Eleonora (El), Gitana (Gi) et Lucia (Lu). Pour étudier la sensibilité des hybrides au traitement avec R, on a contrôlé leur teneur en protéines et évalué les paramètres cinétiques et d'activité de l'enzyme-cible qu'ils contiennent, l'acétolactate synthétase (ALS). Soixante douze heures après le traitement, on a relevé une diminution considérable de la teneur en protéines chez Gi et Lu, modérée chez El et non significative chez Si et Sa. Dans le même temps, El, Lu et Gi ont montré des résidus significatifs de R, tandis que l'herbicide avait été complètement métabolisé chez Si et Sa. Les valeurs de l'activité d'ALS que l'on a pu relever dans les hybrides non traités (ALS "à l'état natif " ) - avec ou sans adjonction de R dans le mélange de réaction - et dans les hybrides traités avec R, ainsi que les valeurs des paramètres V $_{{\rm max}}$ et K$_{\rm M}$ d'ALS des hybrides non traités et traités avec R ont permis de relever des degrés variables de tolérance à R parmi les hybrides. Malgré la sensibilité envers R de l'ALS "à l'état natif " de tous les hybrides, on a pu voir que Si et Sa surmontaient l'action de R par le biais d'une capacité de métabolisation rapide, et El grâce à sa capacité de produire davantage d'enzymes ALS en réponse au traitement avec R. Par contre, Gi et Lu, incapables d'activer les mécanismes ci-dessus, ont donc fait apparaître une tolérance moindre à R.


Key words: rimsulfuron / maize hybrids / acetolactate syntase / activity and kinetic parameters / tolerance degree

Mots clés : rimsulfuron / hybrides de maïs / acétolactate synthase / activité et paramètres cinétiques / degré de tolérance

Correspondence and reprints: Luciano Scarponi
    e-mail: scarponi@unipg.it

Communicated by Marco Trevisan (Piacenza, Italy)



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