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

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.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

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

The degree of tolerance to the sulfonylurea herbicide rimsulfuron (R) was investigated in four F$_6$ 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 I$_{50}$ 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.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 F$_6$ : 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 I$_{50}$, 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

Festuca arundinacea grass and herbicide safeners to prevent herbicide pollution

Buffer strips are uncultivated zones left along the boundaries of crops. Buffer strips are used to eliminate or reduce the environmental impact of herbicides. As the efficiency of buffer strips is improved by the presence of non-crop vegetation, we studied the possible role of growing the perennial grass Festuca arundinacea. We investigated the activity in festuca of glutathione S-transferase (GST), which is an enzyme very active in metabolising herbicides. Our results evidence GST activity, which is enhanced by the following compounds: benoxacor, cloquintocet-mexyl, fenchlorazol-ethyl, fenclorim, fluxofenim and oxabetrinil. These synthetic compounds are named herbicide safeners because they protect crop plants against injury from some herbicides without reducing the action of herbicides against the target weeds. The increases in GST activity were found to be concomitant with changes in V$_{\max}$ and K$_{\rm M}$, that are kinetic constants related directly to the enzyme concentration in the protein “pull” and inversely to the substrate–enzyme affinity, respectively. In particular, V$_{\max}$ increase with K$_{\rm M}$ decrease was observed in response to benoxacor, V$_{\max}$ increases were found in response to fenchlorazol-ethyl, fenclorim, fluxofenim and oxabetrinil, and K$_{\rm M}$ decrease was observed in response to cloquintocet-mexyl. The GST activity was also found to be enhanced by the safeners when it was tested toward the herbicides terbuthylazine and butachlor as substrates. In particular, the increases in GST toward terbuthylazine ranged in the following decreasing order: 154.6%, 91.7%, 89.2%, 88.3%, 82.5% and 30.8% in response to fluxofenim, fenchlorazol-ethyl, fenclorim, oxabetrinil, benoxacor and cloquintocet-mexyl, respectively. The increases in GST toward butachlor ranged in the following decreasing order: 77.0%, 71.2% 59.0%, 41.0% and 33.1% in response to oxabetrinil, benoxacor, fenclorim, fluxofenim and fenchlorazol-ethyl, respectively. A further test, performed to evaluate the relevance of the above effects on a macro-scale level, evidenced 10.1% and 32.7% increased amounts of metabolised terbuthylazine and butachlor, respectively, in response to the addition of benoxacor safener to the herbicide treatments. These results indicate that herbicide diffusion following the runoff of surface waters can be prevented or significantly reduced by vegetating buffer strips with festuca and by the combination of herbicide and a suitable safener

Ability of three pesticide leaching models to simulate summer crops in a Mediterranean scenario

The capability to predict the fate of pesticides in a southern Italian scenario was evaluated for three Pesticide Leaching Models (PLMs) (VARLEACH, PELMO and PESTLA), using a data set previously achieved for this purpose. The measurement of actual evapotranspiration in field experiments allowed a calibration of the three PLMs for the hydrological component in the scenario studied, where evapotranspiration was very high in the hotter months. While PELMO and PESTLA were easily calibrated, VARLEACH did not give satisfactory results, maybe due to its intrinsic deficiency. After calibration, the three PLMs simulated well the movement of the two herbicides imazethapyr and bentazone along the soil profile. Agreement could be casual for VARLEACH, since it did not simulate well the movement of water and bromide (non-interfering ion). PESTLA simulated well the total herbicide amount leached below 80 cm depth, while VARLEACH and PELMO failed at this. The three calibrated PLMs could be used to perform simulations in the same climatic conditions as the experiment.Capacité de trois modèles de lessivage des pesticides à simuler une culture d'été dans un scénario méditerranéen. La capacité de prévoir le devenir de pesticides dans un scénario du sud de l'Italie a été testée pour trois modèles de lessivage des pesticides (PLM), VARLEACH, PELMO et PESTLA, en utilisant un jeu de données préalablement obtenu dans une expérience au champ. Les mesures de l'évapotranspiration réelle dans une expérience au champ a nécessité le calage des trois modèles (PLM) pour la composante hydrologique dans le scénario étudié, dans lequel l'évapotranspiration était très élevée durant les mois chauds. Alors que PELMO et PESTLA ont été calés facilement, VARLEACH n'a pas donné de résultats satisfaisants, peut-être à cause de ses déficiences intrinsèques. Après calage, les trois modèles PLM ont bien simulé les mouvements de deux herbicides imazethapyr et bentazone selon le profil du sol. L'accord pourrait être fortuit pour VARLEACH, puisqu'il ne simule pas correctement le mouvement d'eau et d'ion bromure (ion non interférent). PESTLA simule bien la quantité totale d'herbicide lessivée au-dessous de 80 cm de profondeur, domaine dans lequel VARLEACH et PELMO ont échoué. Les trois modèles PLM calés pourraient être utilisés pour effectuer des simulations dans des conditions climatiques semblables à celles de l'expérience

Brillouin scattering study of the fast dynamics of m-toluidine

International audienceBrillouin light and x-ray scattering have been used to investigate the dynamic structure factor of supercooled and glassy m-toluidine in the temperature range between 34 and 303 K. In addition to the obiquitous α relaxation, evidence is given of a fast relaxation process active in the ns-ps time region. Information on the activation energy of the fast process is obtained from the attenuation of longitudinal acoustic modes