Factors of tolerance to rimsulfuron in four pepper (Capsicum annum L.) lines

Luciano Scarponi; Alessandro Esposito; Carlo Tomassini

doi:doi:10.1051/agro:2001134

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Volume 21 / No 5 (July-August 2001)

Agronomie, 21 5 (2001) 419-425

Abstract

Issue		Agronomie Volume 21, Number 5, July-August 2001


Page(s)		419 - 425
DOI		https://doi.org/10.1051/agro:2001134

DOI: 10.1051/agro:2001134

Agronomie 21 (2001) 419-425

Factors of tolerance to rimsulfuron in four pepper (Capsicum annum L.) lines

Luciano Scarponi^a, Alessandro Esposito^b and Carlo Tomassini^c

^a Dipartimento di Scienze Agro-ambientali e della Produzione Vegetale, Università di Perugia, Borgo XX Giugno, 72, 06121 Perugia, Italy
^b Centro Chimica e Biochimica dei Fitofarmaci CNR, Borgo XX Giugno, 72, 06121 Perugia, Italy
^c Dipartimento di Agrobiologia e Agrochimica, Università della Tuscia, Via S. Camillo

(Received 16 November 2000; revised 1 March 2001; accepted 14 March 2001)

Abstract
The degree of tolerance to the sulfonylurea herbicide rimsulfuron (R) was investigated in four F₆ pepper lines: Argo (Ar), Heldor (He), Ideal (Id) and Indalo (In), by evaluating the activity and kinetic parameters of the target site they contain, acetolactate synthase (ALS), as well as herbicide persistence. After 48 hours from treatment the herbicide was completely metabolised in He, Id and In, while Ar had a 0.4 ppm residue. As shown by I₅₀ values, ALS sensitivity to R proved to be different in the four lines according to the following increasing order: In, He, Id and Ar. Enzyme kinetic studies revealed a distinct expression of natural ALS endowment in all lines. In particular, V $_{{\rm max}}$ in the untreated samples was greatest in He followed by, in decreasing order, Id, Ar and In. Compared to untreated samples V $_{{\rm max}}$ values were greater in treated In and lower in the other treated as follows He < Id < Ar. K $_{\rm m}$ values were lower in In and He than in Ar and Id, and were unaffected by R treatment. The present study indicates that In and He are more tolerant to R than Ar and Id, given their lower ALS sensitivity to R together with their higher enzyme activity, which is naturally occurring in He and R-induced in In. Moreover, a greater R persistence resulted in Ar than in the other lines. These findings were confirmed by a field trial which showed growth damage and a reduction of productivity in the Id and Ar lines.

Résumé
Facteurs de tolérance au rimsulfuron dans quatre lignées de poivron (Capsicum annum L.). On a étudié le degré de tolérance à l'herbicide sulfonyluré rimsulfuron (R) dans quatre lignées de poivrons F₆ : Argo (Ar), Heldor (He), Ideal (Id) et Indalo (In), en évaluant l'activité et les paramètres cinétiques du site-cible qu'ils contiennent - acétolactate synthase (ALS) - ainsi que la persistance de l'herbicide. Quarante huit heures après le traitement, l'herbicide avait subi une métabolisation complète dans He, Id et In, tandis que Ar présentait un résidu de 0,4 ppm. Comme l'ont montré les valeurs I₅₀, les quatre lignées ont témoigné d'une sensibilité différente de ALS à R, dans l'ordre croissant suivant : In, He, Id et Ar. Les études sur la cinétique des enzymes ont révélé que la dotation naturelle en ALS s'exprime différemment dans toutes les lignées. Notamment, dans les échantillons non traités, la V $_{{\rm max}}$ la plus élevée était celle de He, suivie, par ordre décroissant, de Id, Ar et In. Par rapport aux échantillons non traités, on a relevé des valeurs de V $_{{\rm max}}$ plus élevées dans In traité et plus basses dans les autres lignées traitées avec décréments dans l'ordre : He < Id < Ar. Les valeurs K $_{\rm m}$ étaient plus basses dans In et He que dans Ar et Id et n'ont pas été touchées par le traitement au R. Ces données indiquent que In et He ont une tolérance plus élevée à R que Ar et Id, grâce à une sensibilité moindre d'ALS à l'égard de R ainsi qu'à leur activité enzymatique plus élevée, naturelle dans He et provoquée par R dans In. En outre, dans Ar il y a une plus grande persistance de R que dans les autres lignées. Ces résultats ont été confirmés par un essai sur le terrain qui a mis en évidence un dégât durant la croissance et une réduction de productivité dans les lignées Id et Ar.

Key words: Capsicum annum / rimsulfuron / acetolactate synthase / I₅₀, V $_{{\rm max}}$ and K $_{\rm m}$ / herbicide tolerance

Mots clés : Capsicum annum / rimsulfuron / acétolactate synthase / I₅₀, V $_{{\rm max}}$ et K $_{\rm m}$ / tolérance à l'herbicide

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

Communicated by Marco Trevisan (Perugia, Italy)