Molecular basis for resistance to fluazifop-p-butyl in itchgrass (rottboellia cochinchinensis) from Costa Rica

Abstract

Rottboellia cochinchinensis is an annual grass weed species known as itchgrass, or “caminadora” in America´s Spanish speaking countries, and has become a major and troublesome weed in several crops. The application of fluazifop-P-butyl at recommended rates (125 g a.i. ha-1) was observed to be failing to control itchgrass in a field in San José, Upala county, Alajuela province, Costa Rica. Plants from the putative resistant R. cochinchinensis population survived fluazifop-P-butyl when treated with 250 g a.i. ha-1 (2X label rate) at the three- to four-leaf stage under greenhouse conditions. PCR amplification and sequencing of partial carboxyl transferase domain (CT) of the acetyl-CoA carboxylase (ACCase) gene were used to determine the molecular mechanism of resistance. A single non-synonymous point mutation from TGG (susceptible plants) to TGC (putative resistant plants) that leads to a Trp-2027-Cys substitution was found. This Trp-2027-Cys mutation is known to confer resistance to all aryloxyphenoxyproprionate (APP) herbicides to which fluazifop-P-butyl belongs. To the best of our knowledge, this is the first report of fluazifop-P-butyl resistance and a mutation at position 2027 for a Costa Rican R. cochinchinensis population. Rottboellia cochinchinensis, espécie de planta daninha anual conhecida como capim-camalote, ou “caminadora”, em países de língua espanhola das Américas, tornou-se uma planta daninha significativa e problemática em diversas culturas. Observou-se que a aplicação de fluazifop-p-butyl nas doses recomendadas (125 g i.a. ha-1) não conseguiu controlar capim-camalote em uma região em San José, condado de Upala, província de Alajuela, Costa Rica. As plantas da população supostamente resistente de R. cochinchinensis sobreviveram a fluazifop-p-butyl quando tratadas com 250 g i.a. ha-1 (2X a dose do rótulo) na fase de três a quatro folhas em condições de estufa. Amplificação e sequenciamento de reação em cadeia da polimerase de domínio de transferase de ácido carboxílico parcial (TC) do gene acetil-CoA carboxilase (ACCase) foram utilizados para determinar o mecanismo molecular de resistência. Foi encontrada uma mutação de ponto não sinônimo individual de TGG (plantas suscetíveis) para TGC (plantas supostamente resistentes) que conduz a uma substituição de Trp-2027-Cys. Sabe-se que essa mutação de Trp-2027-Cys confere resistência a todos os herbicidas ariloxifenoxipropionatos (AFP) a que fluazifop-p-butyl pertence. Pelo visto, este é o primeiro relato de resistência a fluazifop-p-butyl de uma mutação na posição 2027 para uma população costarriquenha de R. cochinchinensis