A histological study of the effect of glyphosate on seed development in the wild oat ( Avena fatua L.)

Summary: Résumé: Zusammenfassung Glyphosate was applied to panicles of wild oats ( Avena fatua L.) before, at and after anthesis. The florets in spikelets exposed to the herbicide before, at and immediately after anthesis produced seeds with abnormal embryos and endosperm. Histological and embryological studies showed that in all cases the chemical did not stop the normal process of double fertilization in the florets. The zygote divided, but did not proceed beyond the proembryo stage. The development of both the proembryo and the endosperm was abnormal. The proembryos and the early stages of embryos showed no normal provascular or vascular tissue differentiation. Externally also there was no proper development of embryo parts, such as the scutellum, epiblast, shoot and root apices. The embryonic tissues showed considerable obliteration and shrinkage and the nuclei in cells appeared small and shrunken. The cells, especially in the meristem regions, appeared lacunose. The embryo and the endosperm in the caryopses treated with glyphosate 9 days after anthesis or later, were morphologically and structurally very similar to those of the controls of comparable age. It was concluded that the greater the delay of glyphosate application after anthesis, the less was the effect on seed development. Une étude histologique de l'effet du glyphosate sur le developpement des graines de folle avoine (Avena fatua L .) Du glyphosate a été appliquéà des panicules de folle avoine ( Avena fatua L.), avant, pendant et après l'anthèse. Les fleurs dans les epillets exposés à l'herbicide avant, et pendant immédiatement après l'anthese ont donné des graines avec des embryons et des endospermes anormaux, Des études histologiques et embryologiques ont montré que dans tous les cas le produit n'a pas arrêté le processus normal de double fertilisation au niveau des florets. Le zygote s'est divisé mais n'a pas été au‐delà du stade proembryon, Les développements du proembryon et de l'endosperme ont été anormaux. Les proembryons et les stades précoces des embryons n'ont pas montré de différenciations normales des tissus provasculaires ou vasculaires, Extérieurement également, il n'y a pas eu un développement plus correct des parties embryonnaires comme le scutellum, epiblast les ébauches racinaires et tigellaires. Leurs tissus embryonnaires ont montré des manques considérables et des rétrécissements et les noyaux dans les cellules sont apparus petits et rétrécis. Les cellules, particulièerement dans les régions méristématiques semblaient pleines de lacune. L'embryon et l'endosperme chez les caryopses traités au glyphosate 9 jours après l'anthèse ou plus tard, étaient structurellement et morphologiquement très voisins de ceux des témoins à un âge comparable. II en est conclu que plus le délai après l'anthèse de l'application du glyphosate était élevé, moins l'effet était fort sur le développement de la graine. Eine histologische Untersuchung der Wirkung von Glyphosat auf die Samenbildung des Flug‐Hafers (Avena fatua L .) Glyphosat wurde auf die Rispen von Flug‐Hafer ( Avena fatua L.) vor, während und unmittelbar nach der Blüte appliziert, woraufhin die Embryos und das Endosperm sich anormal entwickelten. In histologischen und embryologischen Untersuchungen zeigte sich, daß der Wirkstoff in allen Fällen den normalen Befruchtungsprozeß nicht beeinträchtigte. Die Zygote teilte sich, doch kam sie nicht über das Proembryo‐Stadium hinaus. Die Entwicklung sowohl des Proembryos als auch des Endosperms war anormal. Die Proembryonen und ersten Embryo‐Stadien zeigten keine normale Entwicklung des Provascular‐bzw. Leitungsgewebes. Auch äußerlich waren die Embryonen nicht ordentlich entwickelt, was sich am Scutellum sowie Epiblast und an den Sproß‐und Wurzelspitzen zeigte. Die Embryo‐Gewebe hatten beträchtliche Lücken und Schrump‐fungen, und die Nuclei waren klein und geschrumpft. Die Zellen, besonders in den Meristemen, erschienen lückig. Nach Glyphosat‐Behandlungen 9 Tage oder später nach der Blüte entwickelten sich Embryo und Endosperm sowohl morphologisch als auch struk‐turell sehr ähnlich wie in Kontrollpflanzen gleichen Alters. Daraus ließ sich schließen, daß die Wirkung von Glyphosat auf die Samenent‐wicklung umso geringer ist, je später die Behandlung erfolgt.