Синхитриум эндобиотикум
| Синхитриум эндобиотикум | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | Грибы |
| Разделение: | Хитридиомикота |
| Сорт: | Хитридиомицеты |
| Заказ: | Синхитриалы |
| Семья: | Синхитриевые |
| Род: | Синхитриум |
| Разновидность: | С. эндобиотикум |
| Биномиальное имя | |
| Синхитриум эндобиотикум ( Шильб. ) Персиваль (1909) | |
| Синонимы | |
| |
Synchytrium эндобиотикум — хитридиновый гриб , вызывающий бородавку картофеля , или черную паршу . [1] Он поражает также некоторые другие растения рода Solanum , хотя является картофель единственным культурным хозяином .
Систематика
[ редактировать ]Традиционно Synchytrium эндобиотикум относили к подроду Mesochytrium , но по способу прорастания было предложено перевести его в подрод Microsynchytrium . Впервые он был идентифицирован и изучен Верой Чарльз .Новозеландский ученый Кэтлин Мэйси Кертис также изучала Synchytrium эндобиотик для своей докторской диссертации, в результате которой в 1919 году она была признана человеком, проводящим новаторские исследования патологии организма. [2]
Существует по меньшей мере 18 патотипов гриба, большинство из которых имеют весьма ограниченный ареал в Центральной Европе. Наиболее широко распространен патотип 1.
Морфология
[ редактировать ]Как и некоторые другие Chytridiales, Synchytrium эндобиотикум не образует мицелия . Гриб образует толстостенную структуру, известную как зимний спорангий . Он имеет диаметр 25–75 мкм и содержит 200–300 спор. Спорангии собраны в тонкостенные сорусы . Подвижная стадия жизни, зооспора, имеет диаметр около 0,5 мкм и имеет один задний жгутик .
Жизненный цикл
[ редактировать ]Весной, при более высокой температуре и влажности, перезимовавшие спорангии прорастают, выделяя подвижные зооспоры , которые заражают подходящие клетки эпидермиса хозяина . В зараженных клетках развиваются летние спорангии, которые быстро выделяют новые популяции зооспор. Цикл заражения может повторяться до тех пор, пока подходящие условия заражения. Зараженные растительные клетки набухают, делятся и окружают делящиеся зооспоры, в результате чего образуется бородавка.
При определенных стрессовых условиях некоторые пары зооспор сливаются, образуя зиготу . Клетки-хозяева, несущие зиготу, делятся, образуя в конечном итоге стенки нового зимнего спорангия. Осенью бородавки гниют и распадаются, выпуская в почву новые толстостенные покоящиеся споры гриба. Диплоидные мейотическое покоящиеся споры (просори) проходят период покоя и перед прорастанием (вероятно) проходят деление и несколько митотических делений, превращаясь в сорус.
Экология
[ редактировать ]Synchytrium эндобиотикум — облигатный паразит , поражающий некоторые растения рода Solanum . Наиболее благоприятными условиями для его развития являются теплые температуры (но не выше 20°С) и достаточная влажность. Зимние спорангии могут сохранять жизнеспособность до 20–30 лет. Может выжить на глубине до 50 см в почве. Было обнаружено, что три разных гриба паразитируют на покоящихся спорангиях.
S. эндобиотикум происходит из Андского региона Южной Америки и распространен почти по всему миру в районах выращивания картофеля (отсутствует в большей части тропической Африки , на Ближнем Востоке , в большей части Канады , Японии и Австралии ).
Среда
[ редактировать ]Прохладные и влажные почвы способствуют развитию бородавок картофеля. Несмотря на то, что существуют расхождения в зарегистрированных температурах для максимального заражения картофельной бородавкой, лето со средней температурой 18 °C или ниже, зима ниже 5 °C и годовое количество осадков 700 мм или более считаются благоприятными для заболевания. [3] pH почвы, по-видимому, не связан с возникновением болезней; Заражение S. эндобиотикумом зарегистрировано в почвах с pH в диапазоне 3,9–8,5. [3]
Зимующие спорангии S. эндобиотика чрезвычайно устойчивы. Сухие спорангии могут сохраняться при 100°С в течение 11–12 ч. [4] компостирование 12 дней при 60–65 °С, пастеризация 90 мин при 70 °С, [5] пищеварительную систему животных, питающихся зараженными клубнями, а также обработку 1% формальдегидом и 0,1% сулемой в течение одного часа и трех часов соответственно. [6] Для прорастания спорангиев и распространения зооспор необходимы температура почвы не ниже 8 °С и вода. [7] Сообщалось, что микроэлементы B, Cu, Zn и Mo вызывают прорастание спорангиев после перезимовки. [8]
Управление
[ редактировать ]Устойчивость покоящихся спор, зимующих спорангиев, является основной проблемой в борьбе с болезнью. Было изучено несколько средств контроля, в том числе химические. [9] [10] и биологическое, [11] но они были в значительной степени неэффективными, непрактичными или игнорировались. Выращивание устойчивых сортов – лучший подход к управлению. Однако создание устойчивых сортов затруднено открытием новых патотипов и полигенной природой устойчивости к картофельной бородавке. [12] Несмотря на эти проблемы, были приняты законодательные меры, которые способствуют использованию устойчивых сортов и эффективно ограничивают распространение картофельных бородавок. Эта мера обеспечивает демаркацию зараженных участков и зон безопасности, а также утилизацию зараженного картофеля. Зоны безопасности — это территории, где можно выращивать только устойчивые сорта, а картофель нельзя выращивать на участках до тех пор, пока не будет доказано отсутствие спорангиев. Эти законодательные усилия также включают меры, запрещающие торговлю зараженным картофелем и присутствие болезни в производстве семян картофеля.
Патогенез
[ редактировать ]О патогенезе S. эндобиотика на молекулярном уровне известно очень мало. Действительно, это справедливо и в отношении хитридов в целом, за исключением нескольких хорошо изученных видов. [13] Однако недавнее секвенирование генома и аннотация S. эндобиотика пролили свет на потенциальные молекулярные механизмы патогенеза. [14] Например, этот анализ продемонстрировал кодирующую способность S. эндобиотика перерабатывать сложные сахара, которые могут включать целлюлозу и крахмал. снижено Однако количество генов гемицеллюлаз, разрушающих клеточную стенку, у S. эндобиотика по сравнению с близкородственным сапрофитным хитридом S. microbalum. Отсутствие гемицеллюлаз может позволить патогену уклоняться от защитных реакций, вызванных молекулярными паттернами, связанными с повреждением, в результате деградации клеточной стенки. [15] Несколько областей внутри генома были идентифицированы как возможные регионы, кодирующие эффекторы, но для проверки этого необходимо провести дальнейшую работу. S. эндобиотикум не содержал генов, кодирующих ферменты, имеющие решающее значение для биосинтеза пурина и пиримидина. Вероятно, S. эндобиотикум требует пурина и пиримидина от своего хозяина.
Юридический
[ редактировать ]США биотерроризма Добавлен в федеральный список в отношении патогенов сельскохозяйственных растений в 2002 году в соответствии с Законом о безопасности общественного здравоохранения и реагировании на биотерроризм .
Вспышки
[ редактировать ]В конце 2021 года обнаружение грибка на двух картофельных полях на острове Принца Эдуарда в Канаде побудило страну запретить экспорт картофеля из PEI в Соединенные Штаты. [16]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Профессор Алан Геммелл Садоводство, Книга викторин для вдохновителей (редактор: Ричард Моргейл)
- ^ Томсон, А.Д. «Леди Кэтлин Ригг, пионер в области растениеводства» . Новозеландский ежемесячный журнал науки в Интернете . ООО «Вебцентр». Архивировано из оригинала 14 января 2015 года . Проверено 19 марта 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Вайс, Фриман (июль 1925 г.). «Условия заражения картофельной бородавкой» . Американский журнал ботаники . 12 (7): 413–443. дои : 10.1002/j.1537-2197.1925.tb05846.x . ISSN 0002-9122 .
- ^ ГЛИНН, МЭРИ Д. (февраль 1926 г.). «Жизнеспособность зимних спорангий Synchytrium Endobioticum (Schilb.) Perc., организма, вызывающего бородавчатую болезнь картофеля» . Анналы прикладной биологии . 13 (1): 19–36. дои : 10.1111/j.1744-7348.1926.tb04250.x . ISSN 0003-4746 .
- ^ Штайнмеллер, Силке; Бандте, Мартина; Бюттнер, Кармен; Мюллер, Петра (9 февраля 2012 г.). «Влияние санитарных процессов на выживаемость Synchytrium эндобиотикум и Globodera rostochiensis » . Европейский журнал патологии растений . 133 (3): 753–763. дои : 10.1007/s10658-012-9955-y . ISSN 0929-1873 . S2CID 14648345 .
- ^ Вайс, Фриман (1928). «Факторы распространения и репрессии картофельной бородавки». Технический бюллетень . 56:13 .
- ^ Чисналл Хэмпсон, М. (декабрь 1993 г.). «История, биология и борьба с картофельными бородавками в Канаде» . Канадский журнал патологии растений . 15 (4): 223–244. дои : 10.1080/07060669309501918 . ISSN 0706-0661 .
- ^ Тарасова, ВП (1969). «Роль окружающей среды в гниении бородавок и прорастании зооспорангиев Synchytrium эндобиотикум на картофеле». Бюлл ВН 1 1 Защита Растений .
- ^ Хэмпсон, MC (1977). «Скрининг системных фунгицидов на борьбу с бородавками картофеля». Можно посадить Dis Surv . 57 : 75–78.
- ^ Рейнер, Н. (2006). «Потенциальные контакты с промышленностью по химическому контролю и средствам защиты растений для восстановления после заражения избранными возбудителями болезней растений в сельском хозяйстве США». Отчет Фонда Croplife Foundation в Вашингтоне .
- ^ РОУЧ, Вашингтон; ГЛИНН, МЭРИ Д.; БРИЕРЛИ, В.М. Б.; КРОУТЕР, Э.М. (май 1925 г.). «Опыты по борьбе с бородавчатыми заболеваниями картофеля путем обработки почвы с особым упором на использование серы» . Анналы прикладной биологии . 12 (2): 152–190. дои : 10.1111/j.1744-7348.1925.tb02261.x . ISSN 0003-4746 .
- ^ Марис, Б. (ноябрь 1961 г.). «Расы картофельных бородавок, вызывающих гриб Synchytrium эндобиотик (Schilb.) Perc., и некоторые данные о наследовании устойчивости к расе 6» . Эвфитика . 10 (3): 269–276. дои : 10.1007/bf00039096 . ISSN 0014-2336 . S2CID 19403203 .
- ^ ван де Воссенберг, Барт ТЛХ; Продомм, Шарлотта; ван Аркель, Герт; ван Гент-Пельцер, Марга П.Е.; Бергервоет, Марьян; Бранкович, Балаж; Пшетакиевич, Ярослав; Фишер, Ричард Г.Ф.; ван дер Ли, Тео Эй Джей (22 мая 2019 г.). « Synchytrium эндобиотик AvrSen1 вызывает гиперчувствительную реакцию у картофеля Sen1, в то время как естественные варианты ускользают от обнаружения» . дои : 10.1101/646984 . S2CID 182330467 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ ван де Воссенберг, Барт ТЛХ; Уоррис, Свен; Нгуен, Хай Д.Т.; ван Гент-Пельцер, Марга П.Е.; Джоли, Дэвид Л.; ван де Геест, Анри К.; Бонанц, Питер Дж. М.; Смит, Донна С.; Левеск, К. Андре; ван дер Ли, Тео Эй Джей (17 июня 2019 г.). «Сравнительная геномика хитридиевых грибов позволяет лучше понять облигатный биотрофный и патогенный образ жизни Synchytrium эндобиотикум » . Научные отчеты . 9 (1): 8672. Бибкод : 2019НатСР...9,8672В . дои : 10.1038/s41598-019-45128-9 . ISSN 2045-2322 . ПМК 6572847 . ПМИД 31209237 .
- ^ Чхве, Хён У; Клессиг, Дэниел Ф. (26 октября 2016 г.). «DAMP, MAMP и NAMP во врожденном иммунитете растений» . Биология растений BMC . 16 (1): 232. дои : 10.1186/s12870-016-0921-2 . ISSN 1471-2229 . ПМК 5080799 . ПМИД 27782807 .
- ^ «Трюдо говорит, что во время визита в США он рассказал Байдену о торговле картофелем PEI» . Cbc.ca. Проверено 1 декабря 2021 г.