Бактериальная полосатость листьев

Бактериальная полосатость листьев (BLS), также известная как черная плевела , является распространенным бактериальным заболеванием пшеницы. Заболевание вызывает бактерия вида Xanthomonas translucens pv. ундулоза . Патоген встречается во всем мире, но является основной проблемой в США, в нижней части среднего юга, и может снизить урожайность до 40 процентов. ^[6] BLS в основном передается семенами (болезнь передается через семена) и выживает в семенах и на них, но может также сохраняться в пожнивных остатках в почве в межсезонье. В течение вегетационного периода бактерии могут передаваться от растения к растению контактным путем, но в основном они распространяются под дождем, ветром и при контакте с насекомыми. Бактерии процветают во влажной среде и образуют бактериальную жидкость от кремового до желтого цвета, которая при высыхании становится светлой и похожей на чешуйки, что приводит к образованию полос на листьях. Вторжение колосья пшеницы вызывает появление полос некротической ткани на ость , называемой черной мякиной. ^[14] С этой болезнью нелегко справиться, поскольку на рынке нет пестицидов для лечения инфекции. Доступны некоторые устойчивые сорта , но обработки семян не существует. некоторые методы комплексной борьбы с вредителями (IPM), хотя ни один из них не предотвратит заболевание полностью. Для предотвращения заражения можно использовать ^[2]

Хозяин и симптомы

Бактериальная полосатость листьев – это патоген, который , как известно, заражает и повреждает сорта пшеницы. Известно также, что возбудитель поражает другие мелкозерновые все зерновые культуры, такие как рис , ячмень и тритикале . Штаммы возбудителя называются по-разному в зависимости от вида, который они заражают. Это одно из самых разрушительных заболеваний риса. ^[15] Устойчивые сорта пшеницы обеспечивают лучшую защиту от потери урожая, но о наследовании устойчивости мало что известно. ^[12] Заболевание чаще всего встречается на пшенице и встречается на озимых и яровых сортах пшеницы.

Пятнистость листьев и симптомы поражения бактериальной полосатостью листьев

Симптомы этого возбудителя можно увидеть на стебле , листьях и чешуях . Симптомы на стебле присутствуют не всегда, но их можно увидеть в виде изменения цвета от темно-коричневого до фиолетового на стебле под головкой и над флаговым листом. ^[14] На ранних стадиях заболевания на листьях можно увидеть полупрозрачные, смоченные водой полосы, которые часто сопровождаются блестящей глазурью или скоплениями засохших бактерий на поверхности листьев. ^[8] Эти отметины всего через несколько дней превращаются в коричневые пятна и могут быть окружены лаймово-зеленым ореолом. Поражения могут растягивать всю листовую пластинку. Симптомы BLS аналогичны симптомам Septoria nodorum , распространенной грибковой инфекции. Общим признаком, по которому можно отличить этот возбудитель от Septoria nodorum, является отсутствие спор на листьях, которые при заражении септориозом проявляются в виде крошечных черных пятен на поверхности листьев . Бактериальная слизь от кремового до желтого цвета, выделяемая частями растений, инфицированными BLS, также является отличительным признаком возбудителя. ^[7] Зараженные чешуи , известные как черная плева, темнеют и некротизируются. Тяжелые симптомы приводят к обесцвечиванию зерен из-за черных и фиолетовых полос. ^[9] Растения, зараженные бактериальной полосатостью листьев, приобретают оранжевый оттенок из-за симптомов на листьях и теряют урожайность и качество. ^[14]

Симптомы черной плевелы проявляются на растении пшеницы

Цикл заболевания

Бактериальная полосатость листьев пшеницы является заболеванием, передающимся через семена, и в основном переносится семенами, но также может передаваться при контакте от растения к растению в течение его жизненного цикла. Эпидемии обычно наблюдаются в конце вегетационного периода и во влажных условиях. Влага способствует высвобождению возбудителя из инокулированных семян, что приводит к колонизации листьев и инвазии в ткани. Бактерии на влажной поверхности листьев проникают через отверстия листьев, например, устьица или раны. При умеренно теплых погодных условиях (15-30 градусов Цельсия) бактерии начнут выделяться и размножаться в тканях паренхимы растения . ^[4] Затем бактерии вводят в растение ряд эффекторных белков с помощью системы секреции 3-го типа (T3SS). ^[5] . Эффекторы T3SS у Xanthomonas представляют собой эффекторы, подобные активаторам транскрипции (эффекторы TAL). Эти эффекторы TAL активируют выработку растительных генов, которые полезны при бактериальной инфекции. ^[1] Бактерии распространяются и прогрессируют вертикально вверх по растению. ^[3] Бактериальные массы образуют удлиненные полосы вдоль жилок растения. Скопление воды на листьях также приводит к распространению организма, увеличивая количество поражений листьев. Дождь, ветер, насекомые и контакт между растениями могут распространить болезнь в течение сезона и вызвать повторное заражение. ^[4] После сбора урожая или гибели растения бактерии могут перезимовать в почве; хотя его выживаемость намного выше при наличии растительных остатков. Однако бактерии не могут выжить только за счет разложения веществ, а свободные бактерии не могут выжить более 14 дней в жаркую сухую погоду. ^[7] Бактерии в основном распространяются через зараженные или контаминированные семена. ^[10] В некоторых случаях бактерия зимует на других многолетних растениях и сорняках. ^[4] Остаточные бактерии в почве, мусоре или других растениях также могут вызвать новую инфекцию в чистых семенах.

Среда

Болезнь может переносить теплую или отрицательную температуру, ^[2] но благоприятными условиями для заболевания являются влажная и влажная погода. Орошаемые поля создают благоприятную среду для заболевания. ^[14] Болезнь стала довольно распространенной в субтропических регионах, но ее можно встретить по всему миру, где выращивается пшеница. ^[13] Сильные ветры, выдувающие почву, способствуют распространению болезней. Когда распространение начинается с частиц почвы, переносимых ветром, симптомы чаще всего обнаруживаются по краям поля. ^[6]

Руководство БЛС

Бактериальную полосатость листьев пшеницы нелегко предотвратить, но ее можно контролировать с помощью чистых семян и устойчивости. Некоторые внекорневые продукты, такие как пестициды и соединения антибиотиков, были проверены на эффективность, но оказалось, что они оказывают незначительное воздействие на бактериальный патоген. Использование чистых семян с небольшим количеством инфекции принесло эффективные результаты для исследователей и производителей. С возбудителем, передающимся через семена, можно бороться путем уничтожения зараженных семян. Однако чистые семена не всегда являются надежным решением. Поскольку возбудитель все еще может жить в почве, использование чистых семян эффективно только в том случае, если и почва, и семена свободны от возбудителя. В настоящее время не существует эффективных методов обработки семян пшеницы, которые производители могли бы применить к семенам пшеницы от патогена. Устойчивость сорта – еще один вариант борьбы с заболеванием. Использование таких сортов , как Блейд, Кромвель, Фаллер, Ховард или Кнудсон, устойчивых к BLS, может снизить воздействие болезни и потенциально разорвать цикл болезни. Избегание восприимчивых сортов, таких как Hat Trick, Kelby и Samson, также может уменьшить наличие болезни и уменьшить количество остатков бактерий в почве. ^[6] Использование комплексных методов борьбы с вредителями, таких как обработка почвы для переворачивания почвы и захоронения инфекции, а также севооборот, может помочь в борьбе с болезнями, но не является окончательным методом борьбы. ^[9] В зависимости от условий бактерии могут выжить до 81 месяца. ^[4] Поскольку бактерии переносят влагу, ирригация также может увеличить риск заражения BLS. ^[8]

Важность

Бактериальная полосатость листьев является основным бактериальным заболеванием пшеницы. Потери урожайности обычно составляют менее 10%, но могут достигать 40%. Потеря урожая происходит из-за меньшего веса семян, а не из-за отсутствия урожая. Риск повреждений из-за бактериальной полосатости листьев варьируется, но его не следует упускать из виду, поскольку всегда существует вероятность эпидемии. Исследования возбудителя все еще проводятся, в частности, поиск устойчивых штаммов. Фермерам следует избегать посадки восприимчивых сортов и избегать зараженных семян, чтобы гарантировать отсутствие заражения патогеном. ^[4] Это заболевание может сохраняться в холодном и теплом климате, угрожая популяциям пшеницы во всем мире.

Источники

• Бох, Йенс; Бонас, Улла (2010). «Эффекторы семейства Xanthomonas AvrBs3 III типа: открытие и функция». Ежегодный обзор фитопатологии . 48 : 419–36. doi : 10.1146/annurev-phyto-080508-081936 . ПМИД   19400638 .
• Бем Д. «Понимание бактериальных заболеваний пшеницы». АгриПро: Сингента. < http://www.smallgrains.org/2009conf/bacterialdiseaseswheatboehm.pdf >
• Дин, Пол. «Функциональные домены и мотивы бактериальных эффекторных белков типа III и их роль в инфекции». Обзоры микробиологии FEMS (2011): 1000-125. Федерация европейских микробиологических обществ. Веб. 4 декабря 2014 г. < http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1111/j.1574-6976.2011.00271.x/asset/j.1574-6976.2011.00271.x.pdf?v=1&t=i39g1k19&s= 599f77ee47c941f8ed7303d9c003f5419b16b44d >.
• Дювейлер Э., Брагард К. и Марайт Х. «Бактериальная полосатость листьев и черная плева». Репозиторий корпоративных документов ФАО. < http://www.fao.org/docrep/006/y4011e/y4011e0n.htm >
• Гардинер, Дональд М.; Упадхьяя, Нараяна М.; Стиллер, Иржи; Эллис, Джефф Г.; Доддс, Питер Н.; Казань, Кемаль; Маннерс, Джон М. (2014). «Геномный анализ патогенных микроорганизмов Xanthomonas Translucens на пшенице и ячмене выявляет события переноса генов между королевствами и разнообразные системы доставки белков». Эд. Тургай Унвер" . PLOS ONE . 9 (1): E84995. : 10.1371 /journal.pone.0084995 . PMC   3887016. . PMID   24416331 doi
• Хершман Д.Э. и Бачи П.Р. «Пшеничная бактериальная полоса/черная плевела». (2010) Служба повышения квалификации Университета Кентукки. < https://web.archive.org/web/20141208162124/http://www2.ca.uky.edu/agcollege/plantpathology/ext_files/PPFShtml/ppfsagsg2.pdf >
• Линдбек, Курт. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПЛАН БИОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗЕРНОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Np: Plant Health Australia и Plant Health Australia. Июнь 2011 г. Интернет. 4 декабря 2014 г.
• Макмаллен М. и Адхикари Т. «Бактериальная полосатость листьев и черная плевела пшеницы». (2011) Служба распространения знаний NDSU по борьбе с болезнями растений. < http://www.ag.ndsu.edu/pubs/plantsci/smgrains/pp1566.pdf >
• МакМаллен, член парламента, и Лами, Х.А. 1997. Симптомы и меры борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур. Бюллетень расширения NDSU PP-533
• Мехта, Йешвант Рамчандра. «Колючие заболевания, вызываемые бактериями». Болезни пшеницы и борьба с ними. Лондон: Springer International, 2014. 105–115. Распечатать.
• Смит, М. «Обновленная информация о болезнях мелкозернистого зерна». (2013). Университет Миннесоты. < https://web.archive.org/web/20160314042208/https://www.ag.ndsu.edu/smallgrains/presentations/2013-best-of-the-best-in-wheat-and-soybean/smith >
• Тиллман Б.Л. и Харрисон С.А. «Наследственность устойчивости к бактериальной полосе у озимой пшеницы». (1996) Земледелие: Том. 36 № 2, с. 412-418. < https://www.crops.org/publications/cs/abstracts/36/2/CS0360020412?search-result=1 >
• Тиллман Б.Л., Харрисон С.А., Рассин Дж.С. и К.А. Кларк. «Взаимосвязь между бактериальной полосатостью листьев и симптомами черной плевелы у озимой пшеницы». (1996) Crop Science: Vol. 36 № 1, с. 74-78. < https://www.crops.org/publications/cs/abstracts/36/1/CS0360010074?search-result=1 >
• Wegulo SN "Черная плева". Университет Небраски, Центральный центр болезней растений (2013). < https://pdc.unl.edu/agriculturalcrops/wheat/blackchaff. Архивировано 9 декабря 2014 г. в Wayback Machine >
• Се X, Чен Z, Цао Дж, Гуань Х, Линь Д и др. (2014) К позиционному клонированию qBlsr5a, QTL, лежащего в основе устойчивости к бактериальной полосатости листьев, с использованием перекрывающихся суб-CSSL в рисе» PLoS ONE 9(4): e95751. < http://www.plosone.org/article/info %3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0095751 >