Xanthomonas oryzae pv. оризы

Xanthomonas oryzae pv. оризы
	Xanthomonas oryzae pv. oryzae , бактериальная болезнь риса
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Псевдомонадота
Сорт:	Гаммапротеобактерии
Заказ:	Ксантомонадалы
Семья:	Ксантомонадовые
Род:	Ксантомонада
Разновидность:	X. oryzae ;
Патовари:	Х. о. пв. оризы
Триномиальное имя
	Xanthomonas oryzae pv. оризы

Xanthomonas oryzae pv. oryzae — бактериальный патовар , вызывающий серьезную болезнь риса , других трав и осоки . ^{[ 1 ]}

Фон

Род Xanthomonas , который в основном включает фитопатогенные бактерии , является членом семейства Xanthomonadaceae . Среди ксантомонад X. o . пв. oryzae вызывает бактериальную болезнь риса (ББ), которая является одним из наиболее серьезных заболеваний риса в большинстве рисоводческих стран. ^{[ 2 ]}

Бактериальная болезнь риса имеет высокий эпидемический потенциал и губительна для высокоурожайных сортов как в умеренных, так и в тропических регионах, особенно в Азии . Его возникновение в 70-х годах в Африке и Америке вызвало опасения по поводу его передачи и распространения. ^{[ 3 ]}

Исследования бактериальной болезни риса были начаты в Японии еще в 1901 году, и эти усилия были сосредоточены в основном на экологических исследованиях и химическом контроле. С тех пор были достигнуты значительные успехи в понимании BB благодаря анализу взаимодействий между X. oryzae pv. oryzae и риса на многих уровнях, включая исследования, посвященные эпидемиологии, популяционной биологии, физиологии, клеточной биологии, биохимии и молекулярной генетике взаимодействия патогенов с хозяином. Примечательно, что BB стал первым случаем, когда было завершено секвенирование генома как растения-хозяина, так и патогена. ^{[ 4 ]}

Хозяева

Диапазон хозяев Xanthomonas oryzae pv очень широк. оризаа . ^{[ 5 ]}

Среди трав к хозяевам относятся:

Cenchrus ciliaris (Buffelgrass)
Cynodon dactylon (бермудская трава)
Echinochloa crus-galli (трава скотного двора)
Leersia hexandra (Южная скошенная трава)
Leersia oryzoides (Рисовая трава)
Леерсия саянука (рисовая скошенная трава)
Leptochloa chinensis (Китайская лапчатка)
Ориза (вид риса), в том числе
- Ориза посевная (Рис)
Panicum Maximum (Рвинейская трава)
Paspalum scrobiculatum (Рисовая трава паспалум)
Poaceae (луговые травы)
Urochloa mutica (Высокая паникум)
Zizania aquatica (однолетний дикий рис)
Zizania palustris (Северный дикий рис (США))
Зойсия японская (Зойсиаграсс) ^{[ 5 ]}

Среди Cyperaceae (Sedges) к хозяевам относятся:

Cyperus difformis (Орешок мелкоцветковый)
Cyperus rotundus (Пурпурный орех) ^{[ 5 ]}

Симптомы

Симптомы проявляются на листьях молодых растений в виде пропитанных водой полосок от бледно-зеленого до серо-зеленого цвета возле кончика и краев листа.
Эти поражения сливаются и становятся желтовато-белыми с волнистыми краями.
В конечном итоге может поражаться весь лист: он становится беловатым или сероватым, а затем отмирает.
Листовые влагалища и стебли более восприимчивых сортов могут быть поражены.
Системное заражение приводит к увяданию, усыханию листьев и гибели, особенно молодых пересаженных растений. ^{[ 6 ]}
У старых растений листья желтеют, а затем отмирают.

На поздних стадиях заболевание трудно отличить от фитофтороза листьев, вызываемого X. o. пв. oryzicola , но края поражения скорее волнистые, чем линейные, как у первого. Повреждение часто связано с чешуекрылых листовертками , листовертками и жуками-листокрылками , поскольку бактерии легко проникают в поврежденную ткань, вызванную заражением насекомыми. ^{[ 6 ]}

Цикл заболевания

Растения риса заражаются Xanthomonas oryzae через семена, стебли и корни риса, оставшиеся после сбора урожая, а также через альтернативных сорняков-хозяев . X. oryzae живет на мертвых растениях и семенах и, вероятно, лучше всего перемещается от растения к растению через болотистую воду, образующуюся после орошения или ливней. При попадании в растение-хозяин бактерия проникает в растение через естественные отверстия (водяные поры и ростовые трещины на корнях) и/или раны листьев и корней. X. oryzae растет в растении и заражает жилки листьев растения, а также ксилему, вызывая закупорку и увядание растения. Бактерии сочатся из пораженных листьев и распространяются ветром или дождем, особенно когда случаются сильные штормы, которые наносят растениям раны. X. oryzae имеет широкий спектр хозяев, включая Leersiasayanuka , которая действует как альтернативный хозяин для бактерии и считается наиболее важным источником первичных инокулятов, а также отличным механизмом выживания бактерий. ^{[ 7 ]}

Среда

Xanthomonas oryzae является эндемиком Японии, но его также можно встретить во всех тропических странах Азии, производящих рис. В тропиках возбудитель имеет самый высокий уровень заболеваемости в сезон дождей, когда дождь и ветер повреждают посевы. Дождевые и зараженные болотные воды являются основными распространителями болезни, поэтому поля, расположенные в низинных, влажных районах с плохим дренажем и подверженностью наводнениям, являются зонами высокой заболеваемости. Присутствие Leersia Sayanuka также является ключом к распространению болезней, поскольку это естественно растущий сорняк, который обычно встречается вокруг котлет и обладает способностью заражаться бактерией и распространять бактерию через рисовую котлету.

Использование азотных удобрений показало увеличение заболеваемости, но главным образом потому, что растения растут быстрее, а условия остаются более влажными. ^{[ 8 ]} но не влияет на размер поражения. В более сухую погоду из поврежденных листьев выделяется бактериальная слизь в надежде найти нового хозяина. Идеальная температура для роста X. oryzae составляет 26–30 ° C (79–86 ° F); 20 ° C (68 ° F) — лучшая температура для начального роста. X. oryzae может жить в почве с pH в диапазоне 4–8,8; оптимум pH составляет 6–6,50.

Важность

Xanthomonas oryzae вызывает потенциально разрушительное заболевание. Встречается по всему миру в регионах с умеренным и тропическим климатом. При раннем развитии заболевания он может уничтожить до 80 процентов урожая. Даже если оно развивается поздно, оно, тем не менее, может серьезно снизить качество и урожайность зерна.

Бактериальный ожог листьев — широко распространенное и разрушительное заболевание, поражающее миллионы гектаров/акров по всей Азии. ^{[ 9 ]} Только в Японии ежегодные потери оцениваются в пределах от 22 000 до 110 000 тонн. ^{[ нужны разъяснения ]}. На Филиппинах восприимчивые сорта теряют до 22,5% общего урожая в сезон дождей и до 7,2% в засушливый сезон. У устойчивых культур эти цифры составляют соответственно 9,5% и 1,8%. ^{[ 10 ]}

Управление

Борьбу с бактериальной болезнью листьев чаще всего осуществляют путем посадки устойчивых к болезням растений риса. PSB Rc82 является стандартным сортом риса, используемым в Юго-Восточной Азии, и использование этого сорта позволяет собирать примерно 0,8 миллиона метрических тонн риса за сезон сбора урожая, которые в противном случае были бы потеряны из-за бактериальной пятнистости листьев. Макассане, новый сорт, выпущенный в 2011 году, показал улучшенную устойчивость к бактериальному ожогу листьев и в настоящее время используется в Мозамбике. ^{[ 11 ]}

Традиционные методы лечения, такие как применение соединений меди или антибиотиков, в значительной степени неэффективны в борьбе с бактериальным фитофторозом листьев. Рис все чаще подвергается генной инженерии для обеспечения устойчивости к этой болезни, поскольку лечение оказывается трудным. Было идентифицировано более 30 генов, связанных с устойчивостью к бактериальной пятнистости листьев, и им были присвоены названия от Xa1 до Xa33. ^{[ 12 ]}

Методы биологической борьбы являются относительно недавними разработками, которые в настоящее время не получили широкого распространения. В будущем их можно использовать для уменьшения ущерба, наносимого бактериальной пятнистостью листьев, при этом экспериментальные данные показывают снижение ущерба до 64%. ^{[ 13 ]} В том числе применение продуктов метаболизма, выделенных из гриба Paraphaeosphaeria minitans (син. Coniothyrium minitans ). ^{[ 14 ]}

Вирулентность

Первое достоверное свидетельство У этой бактерии была обнаружена вирулентность растительного любого патогена . ^{[ 15 ]} Вера Круз и др. можно найти и количественно оценить этот подтип эволюционного компромисса , 2000 обнаружили, что в Xoo . ^{[ 15 ]} Они делают это, испытывая Xoo изоляты против изогенных линий риса с клонами чтобы генов авирулентности, получить необходимую точность. ^{[ 15 ]}

Сопротивление

В 2019 году в рис были введены гены, обеспечивающие устойчивость хозяина к бактериальной гнили, в результате чего появилось более десяти устойчивых сортов . Они основаны на генах устойчивости Xa4, xa5, xa13, Xa21, Xa33 и Xa38 и были выпущены для коммерческого выращивания. ^{[ 16 ]}

The OsSWEET13 Промотор транскрипции связан с устойчивостью . необычным образом ^{[ 17 ]} Чжоу и др. , 2015 выбивает OsSWEET13 с помощью PthXo2 – эффекторная нуклеаза, подобная активатору транскрипции (TALEN). ^{[ 17 ]} Knockout производит рис с устойчивостью к Xoo . ^{[ 17 ]}

Ссылки

^ «Бактериальная пятнистость листьев» . Серия «Болезни риса» (Часть 1) . Архивировано из оригинала 5 апреля 2012 года . Проверено 24 октября 2011 г.
^ Хопкинс, К.М., Уайт, Ф.Ф., Чой, С.-Х., Го, А., Лич, Дж.Э., «Идентификация семейства генов авирулентности из Xanthomonas oryzae pv. oryzae », «Молекулярные взаимодействия растений и микробов » , Vol. 5, № 6, стр. 451-495, 1992.
^ AFFRC - Ксантомонада
^ AFFRC.go.jp - Последовательность генома хозяина и патогена ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б ^с NAPPFAST: Xanthomonas oryzae. Хозяева Архивировано 25 апреля 2012 г. в Wayback Machine , NAPPFAST , 2007 г.
^ Jump up to: ^а ^б Инвазивный: симптомы бактериального поражения , Министерство сельского хозяйства США, 4 мая 2010 г.
^ Оу, Шу Х. «Болезни риса»
^ Тагами, Ю.; Мизуками, Т. «Исторический обзор исследований бактериальной болезни листьев риса, вызываемой Xanthomonas oryzae » Доусон. Специальный отчет Службы прогнозирования болезней растений и насекомых-вредителей № 10, 112
^ «Бактериальная болезнь листьев поражает рисовые поля» . Индус . 3 октября 2011 г.
^ « Ксантомонас Оризе » . Европейская и Средиземноморская организация по защите растений .
^ Юнг, Ю; Хью, С.Г.; Шин, М.С.; Вера Круз, СМ; Йена, КК (2006). «Динамика популяций Xanthomonas oryzae pv. oryzae в Корее и их связь с известными генами устойчивости к бактериальному поражению» . Фитопатология . 96 (8). Американское фитопатологическое общество (APS): 867–875. дои : 10.1094/phyto-96-0867 . ПМИД 18943752 .
^ «Бактериальный ожог» . Рис устойчив к болезням и вредителям . Международный научно-исследовательский институт риса (IRRI). Архивировано из оригинала 16 октября 2011 года.
^ Велусами, Паланиянди; Иммануэль, Дж. Эбенезар; Гнанаманикам, Сэмюэл С.; Томасшоу, Линда (январь 2006 г.). «Биологический контроль бактериального ожога риса с помощью ассоциированных с растениями бактерий, продуцирующих 2,4-диацетилфлороглюцин». Канадский журнал микробиологии . 52 (1): 56–65. дои : 10.1139/w05-106 . ПМИД 16541159 .
^ Ван, Х.; Ху, Х.; Цзян, Д. (2009). «Выделение продукта метаболизма Coniothyrium minitans против Xanthomonas oryzae pv. oryzae ». Дж. Хуажонг Агр. унив . 28 : 148–150.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ланну, Кристиан (2012). «Изменение и отбор количественных признаков фитопатогенов». Ежегодный обзор фитопатологии . 50 (1). Годовые обзоры : 319–338. doi : 10.1146/annurev-phyto-081211-173031 . ISSN 0066-4286 . ПМИД 22702351 .
^ Варшни, Раджив К.; Годвин, Ян Д.; Мохапатра, Трилочан; Джонс, Джонатан Д.Г.; Маккоуч, Сьюзен Р. (28 октября 2019 г.). «СЛАДКОЕ решение проблемы болезни риса» (PDF) . Природная биотехнология . 37 (11): 1280–1282. дои : 10.1038/s41587-019-0302-0 . ISSN 1087-0156 . ПМИД 31659336 . S2CID 204947484 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Чен, Куньлин; Ван, Янпэн; Чжан, Руй; Чжан, Huawei; Гао, Цайся (2019). «Редактирование генома CRISPR/Cas и точная селекция растений в сельском хозяйстве» . Ежегодный обзор биологии растений . 70 (1). Годовые обзоры : 667–697. doi : 10.1146/annurev-arplant-050718-100049 . ISSN 1543-5008 . ПМИД 30835493 . S2CID 73471425 .

[1] «Бактериальная пятнистость листьев» . Серия «Болезни риса» (Часть 1) . Архивировано из оригинала 5 апреля 2012 года . Проверено 24 октября 2011 г.

[2] Хопкинс, К.М., Уайт, Ф.Ф., Чой, С.-Х., Го, А., Лич, Дж.Э., «Идентификация семейства генов авирулентности из Xanthomonas oryzae pv. oryzae », «Молекулярные взаимодействия растений и микробов » , Vol. 5, № 6, стр. 451-495, 1992.

[3] AFFRC - Ксантомонада

[4] AFFRC.go.jp - Последовательность генома хозяина и патогена ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[Hosts-5] Jump up to: ^а ^б ^с NAPPFAST: Xanthomonas oryzae. Хозяева Архивировано 25 апреля 2012 г. в Wayback Machine , NAPPFAST , 2007 г.

[Invasive-6] Jump up to: ^а ^б Инвазивный: симптомы бактериального поражения , Министерство сельского хозяйства США, 4 мая 2010 г.

[Ou-7] Оу, Шу Х. «Болезни риса»

[8] Тагами, Ю.; Мизуками, Т. «Исторический обзор исследований бактериальной болезни листьев риса, вызываемой Xanthomonas oryzae » Доусон. Специальный отчет Службы прогнозирования болезней растений и насекомых-вредителей № 10, 112

[9] «Бактериальная болезнь листьев поражает рисовые поля» . Индус . 3 октября 2011 г.

[10] « Ксантомонас Оризе » . Европейская и Средиземноморская организация по защите растений .

[11] Юнг, Ю; Хью, С.Г.; Шин, М.С.; Вера Круз, СМ; Йена, КК (2006). «Динамика популяций Xanthomonas oryzae pv. oryzae в Корее и их связь с известными генами устойчивости к бактериальному поражению» . Фитопатология . 96 (8). Американское фитопатологическое общество (APS): 867–875. дои : 10.1094/phyto-96-0867 . ПМИД 18943752 .

[12] «Бактериальный ожог» . Рис устойчив к болезням и вредителям . Международный научно-исследовательский институт риса (IRRI). Архивировано из оригинала 16 октября 2011 года.

[13] Велусами, Паланиянди; Иммануэль, Дж. Эбенезар; Гнанаманикам, Сэмюэл С.; Томасшоу, Линда (январь 2006 г.). «Биологический контроль бактериального ожога риса с помощью ассоциированных с растениями бактерий, продуцирующих 2,4-диацетилфлороглюцин». Канадский журнал микробиологии . 52 (1): 56–65. дои : 10.1139/w05-106 . ПМИД 16541159 .

[14] Ван, Х.; Ху, Х.; Цзян, Д. (2009). «Выделение продукта метаболизма Coniothyrium minitans против Xanthomonas oryzae pv. oryzae ». Дж. Хуажонг Агр. унив . 28 : 148–150.

[Variation-Selection-Quantitative-15] Jump up to: ^а ^б ^с Ланну, Кристиан (2012). «Изменение и отбор количественных признаков фитопатогенов». Ежегодный обзор фитопатологии . 50 (1). Годовые обзоры : 319–338. doi : 10.1146/annurev-phyto-081211-173031 . ISSN 0066-4286 . ПМИД 22702351 .

[16] Варшни, Раджив К.; Годвин, Ян Д.; Мохапатра, Трилочан; Джонс, Джонатан Д.Г.; Маккоуч, Сьюзен Р. (28 октября 2019 г.). «СЛАДКОЕ решение проблемы болезни риса» (PDF) . Природная биотехнология . 37 (11): 1280–1282. дои : 10.1038/s41587-019-0302-0 . ISSN 1087-0156 . ПМИД 31659336 . S2CID 204947484 .

[CRISPR-CAS-17] Jump up to: ^а ^б ^с Чен, Куньлин; Ван, Янпэн; Чжан, Руй; Чжан, Huawei; Гао, Цайся (2019). «Редактирование генома CRISPR/Cas и точная селекция растений в сельском хозяйстве» . Ежегодный обзор биологии растений . 70 (1). Годовые обзоры : 667–697. doi : 10.1146/annurev-arplant-050718-100049 . ISSN 1543-5008 . ПМИД 30835493 . S2CID 73471425 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]