Бактериальный ожог хлопка

Xanthomonas axonopodis pv. мальвацеарум
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Псевдомонадота
Сорт:	Гаммапротеобактерии
Заказ:	Ксантомонадалы
Семья:	Ксантомонадовые
Род:	Ксантомонада
Разновидность:	X. аксоноподис
Патовари:	Х. а. пв. мальвацеарум
Трехчленное имя
Xanthomonas axonopodis pv. мальвацеарум

Бактериальный ожог хлопчатника – это заболевание, поражающее растение хлопчатника, возникающее в результате заражения Xanthomonas axonopodis pathovarmalvacearum (Xcm), грамотрицательной, подвижной палочковидной, неспорообразующей бактерией с одним полярным жгутиком.

Симптомы

Бактерии могут поражать хлопчатник на всех стадиях роста, заражая стебли, листья, прицветники и коробочки. Вызывает фитофтороз рассады, пятнистость листьев, черную руку (на стебле и черешках), черную жилку и гниль коробочки. На семядолях образуются мелкие зеленые, смоченные водой округлые (или неправильные) пятна, которые буреют. При интенсивном заражении семядоли могут деформироваться. Черные и удлиненные поражения могут опоясывать гипокотили и погибать всходы. На листьях на нижней поверхности образуются разбросанные мелкие тёмно-зелёные, мокнущие, ореолистые пятна размером 1–2 мм, которые в проходящем свете кажутся полупрозрачными. Пятна увеличиваются в диаметре до 5 мм, становятся угловатыми (из-за жилкования листьев), коричневыми, а затем становятся темно-коричневыми или черноватыми, становясь заметными на верхней поверхности. На восприимчивых сортах могут появиться многочисленные пятна, вызывающие хлороз, некроз и деформацию листьев и, в конечном итоге, дефолиацию. симптом черной руки характеризуется поражениями от темно-коричневого до черного цвета, которые могут сливаться, а затем обширный некроз опоясывает стебель с закупоркой сосудистой системы в зараженных местах, что препятствует движению воды и питательных веществ через систему растения. С этим затруднением движения воды и питательных веществ связано поникание листьев. У зараженных растений наблюдаются также растрескивание стебля и гуммоз. В результате сломанный стебель, который обычно свисает в виде сухой черной ветки, называется «черной рукой». Сообщается также, что возбудитель вызывает почернение вен и прожилок, придавая им типичный «увядающий» вид.

Физиология и механизмы

Защита растений играет важную роль в формировании устойчивости растений к различным заболеваниям, которые угрожают атаковать растение. Они обеспечивают самую дешевую и лучшую стратегию борьбы с вредителями и болезнями, особенно у растений, выращиваемых в коммерческих целях. Несмотря на преобладающую природу бактерий, вызывающих фитофтороз, на растениях хлопчатника, некоторые генотипы хлопка выработали защитные механизмы, позволяющие противостоять инфекциям, вызываемым бактериями. Сопротивление характеризуется рядом физиологических рядов, механизмов и физических наблюдений.

Наблюдение за хлопчатобумажной тканью во время сопротивления показывает; дезорганизация органелл, таких как ядра и хлоропласты, быстрое разрушение клеток в местах заражения и конденсация цитоплазмы (Аль-Мусави и др., 1982). Физиологическая резистентность осуществляется рядом механизмов; окислительный взрыв, систематическая резистентность, оксилипиновый путь и накопление сесквитерпеноидов (Martinez et al., 2000).

Окислительный взрыв, возникающий во время удлинения волокна, ответственен за высвобождение активных форм кислорода. Систематическая резистентность — это фаза резистентного ответа (SAR), характеризующаяся высвобождением салициловой кислоты в инфицированных участках окислительного взрыва. Путь оксилипина характеризуется факторами транскрипции, реагирующими на этилен, которые играют важную роль в интеграции сигналов для активации жасмоновой кислоты, которая инициирует устойчивость (Champion et al., 2009). Последняя фаза характеризуется накоплением сесквитерпеноидных фитоалексинов, которые останавливают размножение бактерий.

Временная последовательность физиологических событий хлопчатника при устойчивости к бактериальному фитофторозу

При заражении бактериями фитофтороза (1 и 3) бактериальные клетки вводят в ядра хозяина эффекторы, созданные для выработки генов устойчивости. Когда R-белки хозяина распознают бактерии, через сигнальные пути активируются некоторые специфические механизмы. Гены группы ERF IX3 транскрибируются параллельно продукции АФК (t = 3 ч; 2: локализация H ₂ O ₂ в устойчивых листьях). Накопление салициловой кислоты на стадии систематической резистентности достигает кульминации после взрыва, приводящего к активации гена 9- или 13-Lox (t = 9 ч), транскрипции генов транскрипционных факторов этиленового ответа (ERF) и синтезу OPDA/JA ( т = 12ч). В то же время высвобождаются флавоноиды и общая пероксидазная активность, помогающая противостоять бактериям. Устойчивость направлена ​​на остановку роста бактерий (7: зеленая линия) по сравнению с ростом восприимчивых растений (7: синяя линия), и ей предшествует коллапс клеток (6: конденсация цитоплазмы клеток HR), завершающий цикл HR. (Джаллул и др., 2015).

Устойчивость к бактериям хлопчатника является одной из основных задач селекционеров хлопчатника. Хотя устойчивость растений хлопчатника может относиться к определенной расе Xcm, это показывает, как физиологические характеристики растений могут эффективно способствовать устойчивости растений к болезням и атакам вредителей. Клонирование генов R можно использовать для развития мультигенетической устойчивости. Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на установлении взаимосвязи между R-белками хлопка и эффекторами Xcm. Это послужит основой для разработки хлопка, устойчивого к Xcm, для увеличения производства и снижения затрат.

Ссылки

• Аль-Мусави, Али Х. (1982). «Ультраструктурные исследования совместимого взаимодействия между Xanthomonas Campestrispv.malvacearum и хлопком» . Фитопатология . 72 (9): 1222. doi : 10.1094/phyto-72-1222 . ISSN   0031-949X .
• ЧЕМПИОН, ЭНТОНИЙ; ЭБРАР, ЭЖЕНИ; ПАРРА, БЕНУА; БУРНО, КЭРОЛИН; МАРМЕЙ, ФИЛИПП; ТРАШАН, КРИСТИНА; НИКОЛЬ, МИШЕЛЬ (июль 2009 г.). «Молекулярное разнообразие и экспрессия генов факторов транскрипции ERF хлопка показывают, что члены группы IXa чувствительны к жасмонату, этилену и ксантомонаде» . Молекулярная патология растений . 10 (4): 471–485. дои : 10.1111/j.1364-3703.2009.00549.x . ISSN   1464-6722 . ПМК   6640365 . ПМИД   19523101 .
• Деланной, Э.; Лион, BR; Марми, П.; Джаллул, А.; Дэниел, Дж. Ф.; Монтийе, JL; Эссенберг, М.; Николь, М. (сентябрь 2005 г.). «Устойчивость хлопка к Xanthomonas Campestris pv. Malvacearum» . Ежегодный обзор фитопатологии . 43 (1): 63–82. doi : 10.1146/annurev.phyto.43.040204.140251 . ISSN   0066-4286 . ПМИД   16078877 .
• ЖАЛЛУЛ, Аида; САЙЕХ, Мажд; ЧЕМПИОН, Энтони; НИКОЛЬ, Мишель (12 апреля 2015 г.). «Бактериальный ожог хлопка» . Фитопатология Средиземноморья . 54 (1). doi : 10.14601/Phytopathol_Mediterr-14690 .
• Мартинес, Кристель; Бакку, Жан-Клод; Брессон, Эстель; Бэссак, Ив; Даниэль, Жан-Франсуа; Джаллул, Айда; Монтийе, Жан-Люк; Гейгер, Жан-Поль; Асигбетце, Коми; Николь, Мишель (01 марта 2000 г.). «Салициловая кислота, опосредованная окислительным взрывом, является ключевой молекулой в местных и системных реакциях хлопка на вызов авирулентной расы Xanthomonas Campestris pvmalvacearum» . Физиология растений . 122 (3): 757–766. дои : 10.1104/стр.122.3.757 . ISSN   0032-0889 . ПМЦ   58911 . ПМИД   10712539 .