Фитофтора соя
| Фитофтора соя | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Клэйд : | потогонные средства |
| Клэйд : | САР |
| Клэйд : | Страменопилес |
| Тип: | Оомикота |
| Заказ: | Пероноспоралес |
| Семья: | Пероноспоровые |
| Род: | Фитофтора |
| Разновидность: | П. соджаэ
|
| Биномиальное имя | |
| Фитофтора соя Кауфм. и Герд., 1958.
| |
Phytophthora sojae — оомицет и почвенный патоген растений вызывающий стеблевые и корневые гнили сои , . Это распространенное заболевание в большинстве регионов выращивания сои и основная причина потерь урожая. [ 1 ] Во влажных условиях возбудитель образует зооспоры , которые перемещаются в воде и притягиваются к корням сои. Зооспоры могут прикрепляться к корням, прорастать и заражать ткани растения. На больных корнях появляются поражения, которые могут распространиться вверх по стеблю и в конечном итоге привести к гибели всего растения. Phytophthora sojae также производит ооспоры , которые могут оставаться в состоянии покоя в почве в течение зимы или дольше и прорастать при благоприятных условиях. Ооспоры также могут распространяться животными или механизмами. [ 2 ]
Phytophthora sojae — диплоидный организм с генома размером 95 Мб (миллионы пар оснований). [ 3 ]
Природный химический фариномалеин (метаболит энтомопатогенного гриба Paecilomyces Farinosus) . [ 3 ] ) продемонстрировал мощное и селективное ингибирование (0,15-5 мкг/диск) в отношении восьми изолятов растительного патогена Phytophthora sojae . [ 2 ] Эти результаты позволяют предположить, что фариномалеин может быть полезен в качестве пестицида- кандидата для лечения фитофторальной стеблевой гнили сои. [ 2 ]
Phytophthora sojae настолько похожа на Phytophthora megasperma , что их часто путают друг с другом. В первые годы исследований Phytophthora sojae и Phytophthora medicaginis были известны соответственно как Phytophthora megasperma f. сп. глицины и Phytophthora megasperma f. сп. медикагинис . [ 1 ] Однако недавние открытия об их молекулярной структуре доказали, что это действительно были однозначные виды .
Хозяева и симптомы
[ редактировать ]Phytophthora sojae поражает растения сои (Glycine max) и многих представителей рода Lupinus . [ 4 ] Они обладают способностью заражать соевые бобы на любом этапе процесса их развития, в том числе во время развития семян.
Они вызывают гниение семян, а также пред- и послевсходовое выпревание при затоплении почвы после посадки. Корни рассады могут иметь светло-коричневую мягкую гниль, как только рассада начнет прорастать из почвы. [ 5 ]
Он также вызывает гниль корней и стеблей, а тяжесть инфекции зависит от того, насколько восприимчиво или толерантно растение к патогенам. У высокотолерантных растений сои корневая гниль просто приведет к задержке роста и легкой хлоротичности , а не к гибели растения. Напротив, заражение низкотолерантного растения сои, скорее всего, приведет к гибели растения. Инфекция начинается в корнях, а затем распространяется на несколько узлов вверх по стеблю, при этом корень и стебель становятся коричневыми, а листья желтыми. [ 5 ] По мере прогрессирования возбудителя все растение приобретает оранжево-коричневый цвет. Увядшие листья наклоняются к растению и остаются прикрепленными, пока оно умирает. [ 6 ]
Фитофтороз листьев также является симптомом Phytophthora sojae , особенно если растение недавно пережило сильный дождь. Растение сои обладает возрастной устойчивостью, при которой старые листья не восприимчивы к фитофторозу. [ 7 ]
Поля сои, зараженные Phytophthora sojae, можно легко обнаружить, если поискать чахлые растения сои или пустые участки, где были посажены семена сои.
Идентификация под микроскопом ооспор диаметром около 40 микрометров в образце растения сои является явным признаком Phytophthora sojae . Ооспоры обычно имеют диаметр около 20-45 микрометров и имеют очень толстые клеточные стенки из целлюлозы, пригодные для зимовки. [ 7 ]
Цикл заболевания
[ редактировать ]Phytophthora sojae зимует в растительных остатках и почве в виде ооспор. Ооспоры образуются после того, как мужская гамета ( антеридий ) и женская гамета ( оогоний ) подвергаются оплодотворению, а затем половой рекомбинации ( мейозу ). Они обладают толстыми клеточными стенками с целлюлозой , что позволяет им выдерживать суровые условия в почве, не прорастая в течение нескольких лет. Они начинают прорастать, когда весной условия окружающей среды становятся благоприятными (см. § Окружающая среда ) и производят спорангии . Они могут прорастать прямо или косвенно. При прямом прорастании спорангии непосредственно проникают в клетки-хозяева на кончиках корней растения (если они находятся в пределах досягаемости). Косвенное прорастание включает в себя высвобождение спорангиев зооспор (если корень находится на большем расстоянии от спорангиев), которые инцистируются в клетках растения-хозяина и прорастают. Зооспоры — двужгутиковые бесполые подвижные споры. Они рассеиваются потоком воды в почве и способны инокулировать корни растений или семена. Химические вещества, такие как даидзеин и генистеин высвобождается на кончиках корней растений и привлекает высвободившиеся зооспоры. [ 8 ]
Как только зооспоры вступают в контакт с корнем хозяина, они инцистируют на поверхности, разрушают стенку растительной клетки с помощью протеолитических ферментов и начинают прорастать. [ 7 ] Их гифы начнут прорастать через межклеточное пространство растительных клеток. После создания гаустории для питательных веществ в корковых клетках корня начнет образовываться больше ооспор. у растения-хозяина начнут проявляться вторичные симптомы, такие как язва стебля, увядание и хлороз Phytophthora sojae По мере продолжения размножения . Такое непрерывное размножение приводит к гибели растения в конце сезона. Затем ооспоры оставляют зимовать в остатках мертвого растения и почве. Цикл повторяется еще раз весной, когда условия окружающей среды благоприятны (см. § Окружающая среда ). Болезнь чаще всего локализуется там, где зооспоры первоначально заразили растение-хозяин.
Phytophthora sojae считается моноциклическим возбудителем и имеет в своем цикле одну эффективную инфекцию. Это связано с тем, что ооспоры не прорастают вместе одновременно; скорее, у каждого из них есть свои собственные благоприятные условия, в которых они начнут прорастать. [ 7 ]
Среда
[ редактировать ]Phytophthora sojae предпочитает поля с плохим дренажем или высокой подверженностью наводнениям. Решение этой проблемы только путем создания оптимального дренажа не ограничивает распространение патогена, поскольку поле может подвергаться постоянным проливным дождям, которые вызывают наводнения. [ 9 ] Как и в случае с другими видами фитофторы , благоприятными условиями для развития и распространения заболевания являются теплая почва, кратковременный дождь (включая брызги дождя, образующиеся в результате дождя) и ветреная погода. Оптимальная температура для развития заболевания выше 60 °F (16 °C). [ 7 ]
Управление
[ редактировать ]Устойчивость хозяина является основным методом борьбы с Phytophthora sojae . Существует три типа устойчивости: устойчивость, опосредованная геном R , устойчивость корней и частичная устойчивость. [ 10 ] В настоящее время существует 14 генов Rps , то есть 14 различных генов одиночной устойчивости, которые были идентифицированы для устойчивости, опосредованной R-геном, и картированы в геноме сои . [ 11 ] По сути, наибольший ущерб, который может нанести оомицет, — это повреждение. Корневая устойчивость передается по наследству и обычно выражается в корнях. [ 12 ] В этом случае наиболее восприимчив стебель прорастающего саженца. Как только начинают появляться первые листья, выражена частичная устойчивость растения. [ 13 ] Колонизация снижается, а поражения по сравнению с этим меньше. Такой подход предотвращает прорастание зооспор в кончике корня и, следовательно, образование гиф, необходимых для выживания.
С фитофторой сои также можно бороться с помощью фунгицидов . Например, для обработки семян сои применяется металаксил , фунгицид, специально предназначенный для борьбы с оомицетами. Применяется для предотвращения загнивания семян и довсходового выпревания. Было замечено, что этот фунгицид более эффективен на высокотолерантных растениях сои. Металаксил наиболее эффективен при внесении в почву, поскольку он позволяет растению усваивать его через корни и продлевать контрольный период по сравнению с внесением семян. [ 14 ] спор Phytophthora sojae Металаксил предотвращает попадание в ткани растения сои. Как и все фунгициды, Металаксил эффективен только для профилактики и должен применяться до того, как болезнь распространится в тканях растения сои. [ 14 ] Пересадку необходимо производить, как только наблюдается сильное довсходовое выпревание.
Улучшение дренажа полей и обработка почвы – это культурные практики, которые могут помочь свести к минимуму воздействие Phytophthora sojae . Улучшение обработки почвы может помочь устранить ооспоры из почвы. Ооспоры очень прочные и могут оставаться в почве в течение длительного времени, поэтому один только севооборот неэффективен. [ 7 ] Правильный дренаж поля предотвращает затопление и, следовательно, препятствует перемещению зооспор к хозяину.
Важность
[ редактировать ]Корневая и стеблевая гниль сои была впервые обнаружена в США в Индиане в 1948 году, а ее возбудитель, Phytophthora sojae , впервые идентифицирован в 1958 году. [ 15 ] В 1970-х годах растения сои имели только один ген устойчивости, а это означало, что они были более восприимчивы к инфекции. [ 9 ] В конце концов растения с этим геном были уничтожены новыми расами Phytophthora sojae . В результате несколько штатов понесли значительные потери урожая, особенно в штате Огайо , где за год было потеряно 300 000 акров растений сои. Вскоре после этого были внедрены различные новые методы профилактики заболеваний, и в результате это заболевание в настоящее время является одним из хорошо контролируемых и хорошо известных заболеваний сои в США. [ 1 ]
Источник
[ редактировать ]Недавно появились доказательства того, что растения сои из Южной Кореи и Китая обладают разнообразной устойчивостью, которая в этих странах намного выше, чем в других странах, выращивающих сою. [ 6 ] Это указывает на то, что растения сои существовали в этих районах дольше и, следовательно, имели больше времени для развития устойчивости к различным заболеваниям, включая Phytophthora sojae .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Шмиттеннер, А.Ф. 1985. Проблемы и прогресс в борьбе с фитофторозной корневой гнилью сои. Болезни растений 69:362-368.
- ^ Jump up to: а б с Састиа Прама Путри, Хироши Киносита, Масаясу Като и Такуя Нихира. Антимикробная и антиомицетная активность нового антибиотика фариномалеина . Стендовый доклад 2P-2124, Ежегодная конференция Общества биологических наук и биоинженерии, Япония, 28 октября 2010 г.
- ^ Jump up to: а б Хироши Киносита, Фумио Ихара, Ясухиро Игараси и Такуя Нихира. Фариномалеин, малеимидсодержащее соединение энтомопатогенного гриба Paecilomyces Farinosus. Дж. Нэт. Изд., 2009, 72(8), стр. 1544-1546. дои : 10.1021/np9002806
- ^ http://nt.ars-grin.gov/fungaldatabases/new_allView.cfm ? Whichone=FungusHost&thisName=Phytophthora%20sojae&organismtype=Fungus&fromAllCount=yes [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б Джи, Х., В. Ким и В. Чо. 1998. Возникновение корневой гнили фитофторы на сое (Glycine max) и идентификация возбудителя. Защита урожая 40:16-22.
- ^ Jump up to: а б Эрвин, округ Колумбия и ОК Рибейро. 1996. Фитофторозные заболевания во всем мире. APS Press, Сент-Пол, Миннесота.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Агриос, Джордж Н. 2005. Патология растений. 5-е изд. Elsevier Academic Press, Берлингтон, Массачусетс.
- ^ Моррис, PF и EWB Уорд. 1992. Хемоаттрактация зооспор возбудителя сои Phytophthora sojae изофлавонами. Физиологическая и молекулярная патология растений 40:17-22
- ^ Jump up to: а б Шмиттеннер, А.Ф. 1988. Фитофторозная гниль сои. Страницы 71-80 в: Болезни сои в Северо-Центральном регионе, TD Wyllie и DH Scott, ред. APS Press, Сент-Пол, Миннесота.
- ^ Дорранс, А.Э., Х. Цзя и Т.С. Эбни. 2004. Оценка различий соевых бобов на предмет их взаимодействия с Phytophthora sojae . Прогресс в области здоровья растений. дои : 10.1094/PHP-2004-0309-01-RS .
- ^ Кутоб, Д., П.Т. Храбер, Б.В. Собрал и М. Гийзен. 2000. Сравнительный анализ экспрессируемых последовательностей Phytophthora sojae . Физиология растений 123: 243-254.
- ^ Уокер, А.К., и Шмиттеннер, А.Ф. 1984. Наследственность толерантности к фитофторозной гнили соевых бобов. Наука о растениеводстве. 24:490-491.
- ^ Грау, CR, А.Э. Дорранс, Дж. Бонд и Дж. С. Руссин. 2004. Грибковые заболевания. Страницы 679–763 в: Соевые бобы: улучшение, производство и использование, 3-е изд. Агрономическая монография №. 16. HR Boerma и JE Specht, ред.
- ^ Jump up to: а б Андерсон Т.Р. и Баззелл Р.И. 1982. Эффективность металаксила в борьбе с фитофторозной корневой и стеблевой гнилью сортов сои, различающихся полевой устойчивостью. Завод Дис. 66:1144-1145
- ^ Кауфманн, М.Дж. и Дж.В. Гердеманн, 1958. Корневая и стеблевая гниль сои, вызванная Phytophthora sojae n. сп. Фитопатология 48:201-208.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
