水田雑草における除草剤抵抗性個体出現頻度の推定

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アゼナ、アメリカアゼナ、タケトアゼナ、アゼトウガラシの4種のアゼトウガラシ属水田雑草では、イヌホタルイと同じく少なくとも2種類のアセト乳酸合成酵素(ALS)遺伝子が存在した。また、近年スルホニルウレア系除草剤(SU剤)抵抗性が確認されたオモダカには1種のALS遺伝子が存在した。収集したイヌホタルイの抵抗性バイオタイプにおけるALS遺伝子の変異点を調べたところ、Pro197部位でアミノ酸がSerに置換する変異(Pro197Ser変異)が最も多く見つかり、またアゼトウガラシ属水田雑草とオモダカでもPro197Ser変異が最も多く見つかったことから、草種にかかわらずPro197Ser変異の頻度が高いことが示唆される結果であった。SU剤処理歴のない試験水田に生育するイヌホタルイ集団に対してSU剤処理を行った結果、2004年には水田1で2個体、水田2で6個体、2005年には水田3で6個体の抵抗性個体が得られ、この試験水田のイヌホタルイにおける抵抗性個体発生頻度は7.4×10^<-6>と推定された。ALS変異部位ではALS1のPro197Ser変異をもつ場合が高く、3.3×10^<-6>の推定頻度で存在した。他の変異遺伝子はこの1/3〜1/8程度であり、Pro197Ser変異が比較的多いという上記の結果に対応するものであった。年あたり塩基サイトあたりの自然突然変異率は4.7×10^<-9>と推定されており、一旦集団に固定された突然変異遺伝子の集団内頻度は、そのfitnessに従って決まると考えられている。本試験結果は自然集団で少なくとも7.4×10^<-6>程度まで頻度が上昇することを示しており、現場のイヌホタルイの自然集団の抵抗性遺伝子の頻度は10^<-9>から10^<-6>の範囲にあるものと予想される。こうした頻度の違いを既存の数理モデルにあてはめると、抵抗性個体の蔓延に要する期間は5年から7年と予想された。