Ржавчина листьев пшеницы
| Ржавчина листьев пшеницы | |
|---|---|
 | |
| Общие имена | Коричневая ржавчина Листовая ржавчина |
| Причинные агенты | Пучциния тритицина |
| Хозяева | пшеница |
| Кодекс ЕОКЗР | PUCCRT |
| Распределение | По всему миру |
| Ржавчина листьев пшеницы | |
|---|---|
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | Грибы |
| Разделение: | Базидиомикота |
| Сорт: | Пуччиниомицеты |
| Заказ: | Пуччиниалес |
| Семья: | Пуччиниевые |
| Род: | Пуччиния |
| Разновидность: | П. тритицина |
| Биномиальное имя | |
| Пучциния тритицина Эрикс. (1899) | |
| Синонимы | |
| |
Ржавчина листьев пшеницы ( Puccinia triticina ) — грибковое заболевание, поражающее , стебли и зерна пшеницы, ячменя листья , ржи . В умеренных зонах губителен для озимой пшеницы, поскольку возбудитель перезимовывает . Инфекции могут привести к потере урожая до 20% . Возбудитель – Puccinia ржавчинный гриб . Это наиболее распространенное из всех заболеваний ржавчины пшеницы, встречающееся в большинстве регионов выращивания пшеницы. [1] Он вызывает серьезные эпидемии в Северной Америке , Мексике и Южной Америке и является разрушительным сезонным заболеванием в Индии . P. triticina гетеродомен и требует двух разных хозяев (альтернативных хозяев). [1] [2]
Сопротивление хозяина
[ редактировать ]Селекционеры пытались улучшить урожайность таких культур, как пшеница, с самого начала сельского хозяйства . Начиная с 20-го века селекция на устойчивость к болезням оказалась столь же важной для общего производства пшеницы, как и селекция на повышение урожайности. Использование одного гена устойчивости против различных вредителей и болезней играет важную роль в селекции устойчивости возделываемых культур. Самый ранний ген устойчивости был идентифицирован как эффективный против желтой ржавчины. С тех пор были идентифицированы многочисленные отдельные гены устойчивости к листовой ржавчине.
Ген устойчивости к листовой ржавчине является эффективным геном устойчивости взрослых растений, который повышает устойчивость растений к P. recondita f.sp. tritici (UVPrt2 или UVPrt13), особенно в сочетании с генами Lr13 и геном Lr34 (Kloppers & Pretorius, 1997). [3] ). Lr37 происходит от французского сорта VPM1 (Dyck & Lukow, 1988). [4] ). Линия RL6081, разработанная в Канаде для устойчивости к Lr37, продемонстрировала устойчивость сеянцев и взрослых растений к листовой, желтой и стеблевой ржавчине. Таким образом, скрещивание французских сортов внесет этот ген в местную зародышевую плазму, увеличивая генетическую изменчивость южноафриканских сортов.
Молекулярные методы использовались для оценки генетических расстояний между различными сортами пшеницы. С учетом известных генетических расстояний можно сделать прогнозы для лучших комбинаций двух иностранных генотипов, несущих ген Lr37, VPMI и RL6081, и местных южноафриканских сортов. Это особенно важно для пшеницы с ее низкой генетической изменчивостью. Ген будет передан с наименьшим количеством обратных скрещиваний сортам, генетически наиболее близким друг к другу, с образованием генетического потомства, подобного рекуррентному родителю, но с присутствующим геном Lr37. Генетические расстояния между близкими изогенными линиями (NIL) для конкретного гена дадут представление о том, сколько локусов, амплифицированных с помощью молекулярных методов, необходимо сравнить, чтобы найти предполагаемые маркеры, связанные с геном. [ нужна ссылка ]
Номенклатурная история
[ редактировать ]Вид Puccinia , вызывающий листовую ржавчину пшеницы, назывался как минимум шестью разными названиями с 1882 г., когда Г. Винтер (1882) описал Puccinia Rubigo-vera . [5] В это время листовая ржавчина пшеницы интерпретировалась как специализированная форма P. Rubigo-vera . Позднее Эрикссон и Хеннинг (1894) отнесли грибы к P. dispersa f.sp. тритичи . [ нужна ссылка ] В 1899 году Эрикссон пришел к выводу, что ржавчину следует считать отдельным подлинным видом. В связи с этим он описал грибы как P. triticina . [ нужна ссылка ] Это название использовал Гауман (1959) в своей обширной книге о ржавчинных грибах Средней Европы. [6] [ нужна страница ]
Мэйнс (1933) был одним из первых ученых, использовавших видовое название с широкой видовой концепцией для обозначения листовой ржавчины пшеницы. Он считал P. Rubigo-vera нынешним названием и утверждал, что 32 бинома были синонимами этого вида. [7] Джордж Бейкер Камминс и Ральф Меррилл Колдуэлл (1956) построили широкую концепцию вида, а также обсудили обоснованность P. Rubigo-vera , которая была основана на уредиальной стадии базиониме . Наконец, они представили P. recondita как старейшее действительное название травяной ржавчины, включая листовую ржавчину пшеницы. [8] За их идеей и публикацией последовали Wilson & Henderson (1966) в другой обширной флоре ржавчины (а именно, Британской флоре ржавчины). Уилсон и Хендерсон (1966) также использовали широкую видовую концепцию P. recondita и разделили этот широкий вид на 11 различных formaespeciales . Принято называть бурую ржавчину пшеницы в их флоре P. recondita f.sp. тритичи . [9] Камминс (1971) в своей монографии по ржавчине для Poaceae представил сверхширокую концепцию вида P. recondita и перечислил 52 бинома в качестве его синонимов. [10]
Поток мыслей, противоположный широким морфологическим концепциям, также получил распространение среди урединологов. Эту идею в классификацию злаковых ржавчинных грибов ввел Урбан (1969), который считал, что таксономическое название должно отражать как морфологию, так и экологию вида. В своей статье Урбан представил P. perplexans var. triticina как подходящее название для листовой ржавчины пшеницы. [11] Сэвил (1984) также был среди урединологов, веривших в сужение концепции вида. Он считал P. triticina подлинным таксономическим названием листовой ржавчины пшеницы. [12] Между тем, по мере продолжения своих исследований Урбан учитывал морфологический, экологический и полевой опыт при изучении листовой ржавчины пшеницы и пришел к выводу, что грибы являются частью вида Puccinia, сохраняющегося на эциальной стадии на представителях Ranunculaceae , полностью отличающегося от P. recondita , который образует надземную стадию у представителей семейства Boraginaceae . Его окончательное название этой ржавчины было P. persistens subsp. тритицина . [13] Молекулярные и морфологические исследования доказали правильность таксономии Урбана для бурой ржавчины пшеницы. [14]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Ржавчина листьев пшеницы распространяется воздушно-капельным путем. В жизненном цикле образуются пять типов спор: урединиоспоры , телиоспоры и базидиоспоры развиваются на растениях пшеницы, а пикниоспоры и эциоспоры развиваются на альтернативных хозяевах. [15] Процесс прорастания требует влаги и лучше всего работает при 100% влажности. Оптимальная температура для прорастания составляет 15–20 ° C (59–68 ° F). До спороношения растения пшеницы проявляются совершенно бессимптомно.
Первичные хосты
[ редактировать ]Пшеница ( Triticum aestivum ), твердая трава ( T. turgidum var. durum одомашненный ), эммер ( T. dicoccon ) и полба дикая ( T. dicoccoides ), Aegilops speltoides , козлятник суставчатый ( Ae. cylindrica ) и тритикале ( X Triticosecale ). [2]
Вторичные хосты
[ редактировать ]Некоторые из Ranunculaceae служат альтернативными хозяевами, но редко. Это происходит не с такой частотой, как при стеблевой ржавчине и барбарисе. [Ч 1] Thalictrum speciosissimum (синоним T. flavum glaucum ) и Isopyrum fumaroides . [2]
Таликтрум желтый
[ редактировать ]P. triticina имеет бесполую и половую фазы жизненного цикла. Для завершения половой фазы P. triticina требуется второй хозяин ( Thalictrum flavum glaucum ). [2] на котором он будет зимовать. В местах, где Thalictrum не растет, например, в Австралии, возбудитель проходит только бесполый жизненный цикл и зимует в виде мицелия или урединии . Для процесса прорастания необходима влажность и температура 15–20 ° C (59–68 ° F). Примерно через 10–14 дней после заражения грибы начнут образовывать споры, и симптомы станут заметны на листьях пшеницы. [ нужна ссылка ]
Эпидемиология
[ редактировать ]Местоположение является важной характеристикой распространения пшеничной ржавчины. В некоторых местах пшеничная ржавчина может легко процветать и распространяться. В других районах окружающая среда мало подходит для развития этой болезни. Урединиоспоры ржавчины пшеницы начинают прорастать в течение одного-трех часов после контакта со свободной влагой в диапазоне температур в зависимости от ржавчины. Урединиоспоры образуются в больших количествах и могут разноситься ветром на значительные расстояния, но большинство урединиоспор откладываются близко к источнику под действием силы тяжести. Урединиоспоры относительно устойчивы и могут выживать в поле вдали от растений-хозяев в течение нескольких недель. Они могут выдержать замерзание, если снизить влажность до 20–30 процентов. Жизнеспособность быстро снижается при влажности более 50 процентов. Распространение урединиоспор на большие расстояния зависит от характера ветра и широты. Обычно споры движутся с запада на восток из-за ветров, возникающих в результате вращения Земли. На более высоких широтах ветры имеют тенденцию становиться более южными в Северном полушарии и более северными в Южном полушарии. Puccinia triticina может выжить в тех же условиях окружающей среды, что и лист пшеницы, при условии инфицирования, но без образования спор. Грибок может заразиться менее чем за три часа при наличии влаги и температуре ниже 20 ° C (68 ° F); однако больше инфекций возникает при более длительном воздействии влаги. [16] [17]
Североамериканские гонки
[ редактировать ]В сезоне 2020 года Лаборатория болезней зерновых ARS Министерства сельского хозяйства США обнаружила в Северной Америке 36 рас: BBBQD, LBDSG, LCDJG, LCDSG, MBDSD, MBTNB, MCDSB, MCDSD, MCJSB, MCTNB, MLPSD, MNPSD, MPPSD, MPTSD, MSBJG, TBBGS, TBBJS. , TBRKG, TBTDB, TBTNB, TCBGS, TCGJG, TCJTB, TCSQB, TCTBB, TCTNB, TCTQB, TDBGS, TFPSB, TFTSB, TGBGS, TNBGJ, TNBGS, TNBJJ, TNBJS и TPBGJ. [18] [19]
Европа
[ редактировать ]Северная Европа
[ редактировать ]В период с 1992 по 2002 год из наиболее распространенных сортов, выращиваемых в Северной Европе , почти все обеспечивали устойчивость сеянцев к большинству патотипов. Было подтверждено, что около 1/3 этих сортов несут пока неидентифицированные Lr . Несколько сортов были устойчивы к большинству патотипов, а один - ко всем из них. Наиболее распространенными Lr были: Lr13 , Lr14a и Lr26 , при этом Lr2a , Lr3 , Lr10 , Lr17 и Lr23 встречались редко. Несколько конкретных сортов были чрезвычайно популярны, например, «Ритмо», занимавший >50% га/акра в 1998 и 1999 годах. За весь исследуемый период (92–02) наиболее популярными были: «Пепитал» ( Lr10 + Lr13 ), «Хейвен» ( Lr26 ), «Гусар» ( Lr26 ), «Ритмо» ( Lr13 ), «Рысь» ( Lr17 + Lr26 ), «Крис» ( Lr10 + Lr13 ), «Терра» ( Lr13 ), «Слейпнер» и «Херевард». (В частности, для яровой пшеницы : «Дракон» ( Lr14a ), «Легуан» ( Lr14a ) и «Винджетт» ( Lr14a ).) [20]
Симптомы
[ редактировать ]небольшие коричневые пустулы На листовых пластинках в случайном порядке развиваются . В серьезных случаях они могут группироваться в патчи. Заболевание развивается медленно, но ускоряется при температуре выше 15 ° C (59 ° F), что делает его заболеванием зрелых зерновых растений летом, обычно слишком поздно, чтобы нанести значительный ущерб в районах с умеренным климатом. Потери от 5 до 20% являются нормальными, но в тяжелых случаях могут достигать 50%. Симптомы могут варьироваться по степени тяжести: от едва эстетичных до полного распространения на поверхность листа. На листьях барбариса болезнь проявляется в виде мучнистых желтых пятен с эциями, распространяющимися по нижней стороне листа.
Контроль
[ редактировать ]Большое значение имеет сортовая устойчивость. Обычно используются фунгициды. [Ч 2] Химический контроль с помощью триазольных фунгицидов может быть полезен для борьбы с инфекциями вплоть до появления початков, но его трудно экономически оправдать при приступах после этой стадии. Борьба с болезнью часто не так распространена, как профилактика путем выведения генетически устойчивых сортов и удаления барбариса обыкновенного . Сорта являются лучшим методом борьбы с болезнью и используются уже более 100 лет. Однако устойчивость, связанная с отдельными генами, стала неэффективной из-за адаптации патогена к новым культурам. Вот почему уничтожение альтернативных хостов является ключом к контролю. Раннеспелые сорта, а также яровую пшеницу следует сеять как можно раньше, чтобы избежать периодов пика ржавчины. Самосевную пшеницу ( добровольцев ) следует уничтожить, чтобы не допустить дальнейшего распространения урединиоспор в конце сбора урожая. [21] [22] [ тон ]
Гены устойчивости
[ редактировать ]- Lr21 - Скофилд и др. , 2005 успешно использовали вызванное вирусом подавление генов, чтобы исследовать, как этот ген работает в гексаплоидной пшенице . [23]
Поскольку Lr34 , Lr46 и Lr67 неспецифичны, их не следует использовать при расовом анализе этого патогена. [24]
Даже использование сортов с набором генов часто оказывалось неэффективным против Pt / Prt из-за индивидуального использования тех же генов в других сортах на той же территории. [24] медленное ржавление . Ответом может быть [24]
См. также
[ редактировать ]- Список Пуччинии видов
- Болезни пшеницы
- Ржавчина (грибок)
- Рисовый взрыв
- Стеблевая ржавчина
- Харчия пшеничная
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Лю, М; Родриг, Н.; Колмер, Дж. (04 декабря 2013 г.). «Дивергенция популяций гриба листовой ржавчины пшеницы Puccinia triticina коррелирует с эволюцией пшеницы» . Наследственность . 112 (4). Исследования природы : 443–453. дои : 10.1038/hdy.2013.123 . ПМЦ 3966128 . ПМИД 24301080 . S2CID 26583039 .
- ^ Перейти обратно: а б с д БОЛТОН, МЕЛВИН Д.; КОЛМЕР, ДЖЕЙМС А.; ГАРВИН, ДЭВИД Ф. (2008). «Ржавчина листьев пшеницы, вызываемая Puccinia triticina » . Молекулярная патология растений . 9 (5). Уайли-Блэквелл / Британское общество патологии растений : 563–575. дои : 10.1111/j.1364-3703.2008.00487.x . ПМК 6640346 . ПМИД 19018988 .
- ^ Клопперс, Ф.Дж.; Преториус, З.А. (1997). «Влияние комбинаций генов Lr13, Lr34 и Lr37 на компоненты устойчивости пшеницы к листовой ржавчине». Патология растений . 46 (5): 737–750. дои : 10.1046/j.1365-3059.1997.d01-58.x .
- ^ Дайк, Польша; Луков, О.М. (1988). «Генетический анализ двух межвидовых источников устойчивости к бурой ржавчине и их влияние на качество мягкой пшеницы» . Канадский журнал науки о растениях . 68 (3): 633–639. дои : 10.4141/cjps88-076 .
- ^ Зима, Джордж (1882). в Рабенхорсте Криптогамен Флора . п. 924.
- ^ Гауманн, Эрнст (1959). Ржавчинные грибы Центральной Европы .
- ^ Сеть, Э.Б. (1932). «Специализация хозяина на бурой ржавчине трав Puccinia Rubigo-Vera ». Документы Мичиганской академии наук, искусств и литературы (17): 289–394.
- ^ Камминс, Джордж Бейкер; Колдуэлл, Ральф М. (1956). «Достоверность биномов в комплексе грибов бурой ржавчины злаков и трав». Фитопатология . 46 (2). Американское фитопатологическое общество : 81–82. ISSN 0031-949X . S2CID 83450378 . КАБР 19561101781 . GS Кластер 4553735436566102849 .
- ^ Уилсон, М; Д.М. Хендерсон (1966). Британские ржавчинные грибы . Издательство Кембриджского университета . ISBN 9780521068390 .
- ^ Камминс, Джордж Бейкер (1971). Ржавые грибы зерновых, трав и бамбука . Спрингер. ISBN 9780387053363 .
- ^ Урбан, З. (1969). «Травяные ржавчинные грибы Центральной Европы с особым учетом Чехословакии». Розпр. Кс. Академический Вед. Сер. Мат .
- ^ Сэвил, DBO (1984). Таксономия грибов ржавчины злаков (в книге The Cereal Rusts vol1) .
- ^ Маркова, Дж; Урбан, З. (1998). «Ржавчинные грибы трав в Европе. 6. Пучциния сохраняется ». Кэрол Университет . 41 : 329–402.
- ^ Аббаси, М.; Эршад, Д.; Хеджаруд, Джорджия (2005). «Таксономия Puccinia recondita s. lat., вызывающая бурую ржавчину на травах». Иранский журнал патологии растений . 41 (4): 631–662.
- ^ Сингх, профессор В.; доктор ПК Панди; Доктор Д.К. Джайн (2008). Учебник ботаники . Индия: Растоги. п. 15.132. ISBN 978-81-7133-904-4 .
- ^ Стаббс, RW (1986). Методическое пособие по болезням зерновых культур . Мексика, DF, СИММИТ. п. 46.
- ^ Честер, Канзас (1946). Природа и профилактика ржавчины злаков на примере листовой ржавчины пшеницы . Уолтан, Массачусетс: В Chronica botanica. п. 269.
- ^ «Таблица гонок по ржавчине листьев пшеницы 2020» . Архивировано из оригинала 3 апреля 2021 г.
- ^ «Расовый анализ листовой ржавчины пшеницы 2020» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 апреля 2021 г.
- ^ ХАЙСИНГ, ШУ-ЧИН; П. СИНГХ, РАВИ; УЭРТА-ЭСПИНО, ХУЛИО; МЕРКЕР, АРНУЛЬФ; ЛИЛЬЕРОТ, ЭРЛАНД; ДИАС, Оскар (20 января 2006 г.). «Устойчивость к листовой ржавчине ( Puccinia triticina ) у сортов пшеницы ( Triticum aestivum ), выращенных в Северной Европе в 1992-2002 годах» . Эредитас . 143 (2006). BioMed Central (BMC): 1–14. дои : 10.1111/j.2005.0018-0661.01917.x . ISSN 0018-0661 . ПМИД 17362328 . S2CID 38073701 .
- ^ Уэрта-Эспино, Хулио; Сингх, Рави П. (1994). «Первый отчет о вирулентности пшеницы с геном устойчивости к листовой ржавчине Lr19 в Мексике». Болезни растений . 78 . Американское фитопатологическое общество : 640C. дои : 10.1094/pd-78-0640c . ISSN 0191-2917 .
- ^ Иегуда, Пнина бен; Эйлам, Тамар; Манистерски, Джейкоб; Шимони, Айелет; Аникстер, Иегошуа (2004). «Листовая ржавчина на Aegilops speltoides, вызванная новой формой Puccinia triticina » . Фитопатология . 94 (1). Американское фитопатологическое общество : 94–101. дои : 10.1094/phyto.2004.94.1.94 . ISSN 0031-949X . ПМИД 18943825 .
- ^ Дауни, Ровена С.; Лин, Мин; Корси, Беатрис; Фик, Андреа; Лиллемо, Мортен; Оливер, Ричард П.; Фан, Хуен Т.Т.; Тан, Кар-Чун; Кокрам, Джеймс (27 июля 2021 г.). «Septoria Nodorum Пятнистость пшеницы: борьба с болезнями и селекция устойчивости перед лицом меняющейся динамики заболеваний и меняющейся окружающей среды». Фитопатология . 111 (6). Американское фитопатологическое общество : 906–920. doi : 10.1094/phyto-07-20-0280-rvw . hdl : 20.500.11937/83208 . ISSN 0031-949X . ПМИД 33245254 . S2CID 227181536 .
- ^ Перейти обратно: а б с Эспино, Хулио; Сингх, Р.; Герман, С.; МакКаллум, Б.; Парк, Р.; Чен, В.; Бхардвадж, С.; Гойо, Х. (2011). «Глобальный статус листовой ржавчины пшеницы, вызываемой Puccinia triticina ». Эвфитика . 179 (1). Springer Science+Business Media : 143–160. дои : 10.1007/s10681-011-0361-x . S2CID 23518560 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хокинс, Никола (2020). Ug99 Stem Rust - преодоление защиты пшеницы (PDF) (Отчет). Британское общество патологии растений .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- www.rust-expression.com expVIP
- «Листовая ржавчина» . Проверено 26 мая 2021 г.