Metabolismus des 4-Hydroxyphenylpyruvat-Dioxygenase-Inhibitors Mesotrione in mehrfach-herbizidresistentem Palmer-Amaranth (Amaranthus palmeri)

Metabolische Resistenz gegen das maisselektive, HPPD-inhibierende Herbizid Mesotrione tritt durch Phase-I-Ringhydroxylierung in resistentem Wasserhanf und Palmer-Amaranth auf; jedoch sind die Entgiftungswege von Mesotrione nach Phase I unbekannt. Diese Forschung zielt darauf ab, (1) Palmer-Amaranth-Populationen auf Resistenz gegen Mesotrione durch Überlebensfähigkeit, Blattverletzung und oberirdische Biomasse zu bewerten, (2) die Metabolisierungsraten von Mesotrione in Palmer-Amaranth-Populationen über einen Zeitraum zu bestimmen und (3) Mesotrione-Metaboliten einschließlich und über die Phase-I-Oxidation hinaus zu identifizieren. Die Palmer-Amaranth-Populationen SYNR1 und SYNR2 zeigten höhere Überlebensraten (100 %), oberirdische Biomasse (ca. 50 %) und geringere Verletzungen (25–30 %) nach der Behandlung mit Mesotrione im Vergleich zu anderen untersuchten Populationen. Diese beiden Populationen metabolisierten Mesotrione auch doppelt so schnell wie empfindliche Populationen, PPI1 und PPI2, und bildeten schnell 4-OH-Mesotrione. Darüber hinaus bildeten SYNR1 und SYNR2 5-OH-Mesotrione, das in hoher Konzentration in Wasserhanf oder von Natur aus toleranten Maissorten nicht produziert wird. Metabolitmerkmale, die von 4/5-OH-Mesotrione und potenziellen Phase-II-Mesotrione-Konjugaten abgeleitet sind, wurden mittels Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LCMS) nachgewiesen und charakterisiert.