Болезнь травянистых побегов сахарного тростника
Болезнь травянистых побегов сахарного тростника | |
---|---|
Общие имена | SCGS — болезнь травянистых побегов сахарного тростника; GSD, болезнь травянистых побегов |
Причинные агенты | « Кандидат Phytoplasma sacchari ». |
Хозяева | Сахарный тростник ( Saccharum officinarum L.) |
Векторы | цикадки ( Saccharosydne saccharivora , Matsumuratettix hiroglyphicus , Deltocephalus vulgaris и Yamatotettix flavovittatus ) |
Кодекс ЕОКЗР | PHYP48 |
Распределение | Юго-Восточная Азия и Индия |
Болезнь побегов сахарного тростника (SCGS) связана с Candidatus Phytoplasma sacchari от 5 до 20% , представляющей собой мелкую плеоморфную патогенную микоплазму, которая приводит к потерям урожая сахарного тростника . Эти потери выше в посевах крыс. Более высокая заболеваемость SCGS была зарегистрирована в некоторых частях Юго-Восточной Азии и Индии , что привело к 100% потере урожая тростника и производства сахара . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Симптомы заболевания СКГС
[ редактировать ]Зараженные фитоплазмой растения сахарного тростника демонстрируют разрастание побегов, которые придают ему типичный травянистый вид, отсюда и название «болезнь травянистых побегов». Листья зараженных растений не производят хлорофилл и поэтому кажутся белыми или кремово-желтыми. Жилки листа сначала становятся белыми, поскольку фитоплазма обитает в ткани флоэмы листа. Симптомы на ранней стадии жизненного цикла растения включают хлороз листьев , преимущественно в центральной мутовке листьев. Зараженные растения не способны производить пищу из-за отсутствия хлорофилла , что приводит к отсутствию образования тростника. Эти симптомы особенно заметны на стерне . Глазки или боковые почки на растущем тростнике прорастают раньше обычного времени. Обследование различных полей западной Махараштры показало, что травянистые побеги с хлоротичными или кремово-белыми листьями были наиболее распространенным фенотипом у растений сахарного тростника, зараженных SCGS.
Причинный организм
[ редактировать ]SCGS Заболевание связано с Candidatus Phytoplasma sacchari . [ 4 ] [ 5 ] который является одним из наиболее разрушительных возбудителей сахарного тростника ( Saccharum officinarum L.). В Индии фитоплазма SCGS распространяется с угрожающей скоростью, отрицательно влияя на урожайность сахарного тростника. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Фитоплазмы, ранее называвшиеся микоплазмоподобными организмами ( MLO ), представляют собой большую группу облигатных внутриклеточных паразитов без клеточных стенок, относящихся к классу Mollicutes. [ 2 ] [ 3 ] Фитоплазмы связаны с болезнями растений и, как известно, вызывают более 600 заболеваний у нескольких сотен видов растений, включая злаковые сорняки и злаки . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Симптомы, проявляемые инфицированными растениями, включают: побеление или пожелтение листьев , укорочение междоузлий ( приводящее к задержке роста), меньшие листья и чрезмерное разрастание побегов, что приводит к фенотипу метлы и потере апикального доминирования . [ 6 ]
Передача инфекции
[ редактировать ]Сахарный тростник является вегетативно размножаемой культурой, поэтому возбудитель передается через семенной материал и флоэмой питающимися цикадками -переносчиками, . [ 9 ] [ 10 ] Сахаросидне сахаривора , [ 11 ] Мацумуратеттикс хироглифический , [ 12 ] Дельтоцефалюс обыкновенный [ 13 ] и Yamatotettix flavovittatus [ 14 ] были подтверждены как векторы передачи фитоплазмы в сахарном тростнике. Неподтвержденные сообщения также предполагают распространение через стальные лезвия ( мачете ), используемые при сборе сахарного тростника. [ сомнительно – обсудить ]
Обнаружение
[ редактировать ]Сахарный тростник, зараженный фитоплазмой, можно распознать по визуальным симптомам, но есть ограничения. [ 1 ] Визуальные симптомы возникают только после значительного роста, обычно через две-три недели после посадки. [ 1 ] Если за этим не следить внимательно, может возникнуть путаница в различиях между симптомами заболевания SCGS и дефицитом железа. В дополнение к вышесказанному, плохая связь между симптомами и наличием фитоплазмы была подтверждена более ранними данными о том, что сами по себе симптомы не являются надежными индикаторами инфекции или личности. Это подчеркивает важность использования тестов, таких как молекулярные тесты, для проверки связи между фитоплазмой и предполагаемыми симптомами заболевания. Кроме того, это предполагает, что неспособность распознать бессимптомный сахарный тростник, содержащий фитоплазму, может привести к непреднамеренному воздействию сахарного тростника на потенциальный источник заболевания. [ 15 ] Поэтому точная диагностика необходима для эффективного выявления заболеваний и борьбы с ними. Хотя это и достоверно, гибридизация ДНК , [ 16 ] электронная микроскопия [ 10 ] и ПЦР [ 17 ] методы требуют специализированного оборудования и обученных человеческих ресурсов . Среди них полимеразная цепная реакция (ПЦР) — точный, экономичный и удобный метод, позволяющий провести анализ образцов в короткие сроки.
области рРНК оперона прокариотических организмов , и эукариотических В последние годы были секвенированы которые используются для разработки ПЦР обнаружения на основе методов . Эти последовательности очень специфичны для заражающего организма .
Рибосомальная ДНК содержит одну транскрипционную единицу с кластером генов , кодирующих 18S , 5.8S и 28S рРНК , и две внутренние транскрибируемые спейсерные области, ITS1 и ITS2. [ 18 ] у эукариот и для 16S , 5S и 23S у прокариот. Предыдущие исследования показали, что сложные регионы ITS полезны для измерения близких генеалогических связей, поскольку они демонстрируют большие межвидовые различия, чем меньшие и большие субъединицы генов рРНК. [ 8 ] Использование специфических зондов в качестве селективных праймеров для ПЦР предлагает впечатляющий подход к быстрой идентификации большого количества изолятов фитоплазмы . [ 1 ] [ 8 ] [ 17 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
Контроль
[ редактировать ]При заболевании SCGS основной задачей является предотвращение заболевания, а не его лечение. Большое количество зараженных фитоплазмой комплектов семян, используемых фермерами, обычно приводит к быстрому распространению болезни SCGS. В качестве посадочного материала предлагаются здоровые, сертифицированные «свободные от болезней» наборы сахарного тростника. Если симптомы заболевания проявляются в течение двух недель после посадки, такие растения можно заменить здоровыми. Вырванные с корнем зараженные растения сахарного тростника необходимо уничтожить путем сжигания.
Для борьбы с инфекцией рекомендуется обработка комплектов влажным горячим воздухом. [ 22 ] перед посадкой. Это снижает процент заболеваемости , но вызывает снижение процента прорастания почек. Сообщения о том, что болезнь распространяется через стальные лезвия, используемые при сборе сахарного тростника, не подтверждены, но в качестве меры предосторожности рекомендуется обрабатывать ножи дезинфицирующим средством или окунать их на некоторое время в кипящую воду.
Фитоплазменная инфекция также распространяется через насекомых-переносчиков ; поэтому важно их контролировать. Общие полевые наблюдения показывают, что посевы крысы имеют более высокий процент заболеваемости, чем исходная посевная (основная) культура. Когда заболеваемость превышает 20%, рекомендуется прекратить этот цикл выращивания культур. Всегда разумно приобретать сертифицированный посадочный материал у авторизованных производителей семян, что гарантирует отсутствие болезней посадочного материала.
Дефицит железа в сахарном тростнике и болезнь SCGS
[ редактировать ]Симптомы дефицита железа (межжилковый хлороз) очень похожи на симптомы СКГС. Листья у него кремовые, но хлороза в жилках листьев не возникает , и они остаются зелеными. В случае тяжелого дефицита железа вены могут терять хлорофилл при отсутствии железа и проявляться аналогично заболеванию SCGS. [ 23 ] [ 24 ] Дефицит железа вызван отсутствием железо в почве питательных веществ, содержащих ; поэтому можно наблюдать несколько растений с симптомами дефицита железа на локализованных участках поля. Однако растения, инфицированные фитоплазмой, могут встречаться в любом месте поля в более случайном порядке. Обработка 0,1% сернокислым железом путем опрыскивания или внесения его с удобрениями устраняет дефицит железа, но сахарный тростник, зараженный фитоплазмой, не реагирует ни на какое лечение. Растения, инфицированные фитоплазмой, растущие in vitro, проявляют чувствительность к тетрациклину . [ 23 ] [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Насаре, К.; Ядав, А.; Сингх, АК; Шивашаранаппа, КБ; Неркар, Ю.С.; Редди, В.С. (2007). «Молекулярный анализ и анализ симптомов выявили наличие новых фитоплазм, связанных с болезнью побегов сахарного тростника в Индии». Болезни растений . 91 : 1413–1418. дои : 10.1094/PDIS-91-11-1413 .
- ^ Перейти обратно: а б с Рао, Г.П. и Форд, Р.Э. (2000)Переносчики вирусных и фитоплазменных заболеваний сахарного тростника: обзор. В: Патология сахарного тростника, Том. III. Вирусные и фитоплазменные заболевания, Г.П. Рао, Р.Э. Форд, М. Тошич и Д.С. Тикл (ред.) Science Publishers , Хамшир, США, стр.: 265-314.
- ^ Перейти обратно: а б с Рао, Г.П. и Думал, К.Н. (2002) Болезнь травянистых побегов сахарного тростника. В: Управление посевами сахарного тростника, Сингх С., Рао Г. и Исватнамурти С. Публикации SCI TECH, США. Стр. 208-222.
- ^ Этот обзор... Бертаччини, Ассунта; Ароча-Розете, Яима; Контальдо, Николетта; Дудук, Боян; Фиоре, Никола; Монтано, Хелена Гульельми; Кубе, Майкл; Куо, Чи-Хорнг; Мартини, Марта; Осима, Кенро; Кваглино, Фабио; Шнайдер, Бернд; Вэй, Вэй; Саморано, Алан (2022). «Пересмотр описанию видов Candidatus рекомендаций по Phytoplasma » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 72 (4). Общество микробиологов . дои : 10.1099/ijsem.0.005353 . hdl : 2434/924764 . ISSN 1466-5026 . ...цитирует это исследование: Кирдат, Киран; Тиварекар, Бхавеш; Торат, Випул; Сате, Шиваджи; Шуше, Йогеш; Ядав, Амит (2021). « Candidatus новый Phytoplasma sacchari , таксон, связанный с болезнью побегов сахарного тростника (SCGS)» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . Общество микробиологов . дои : 10.1099/ijsem.0.004591 . ISSN 1466-5026 . ПМИД 33289626 . S2CID 227948269 .
- ^ Мехназ, Самина (2013). «Микробы – друзья и враги сахарного тростника». Журнал фундаментальной микробиологии . 53 (12). WILEY-VCH Verlag GmbH : 954–971. дои : 10.1002/jobm.201200299 . ISSN 0233-111X .
- ^ Перейти обратно: а б Ли, И.М., Дэвис, Р.Э. и Гундерсен-Риндал, Д.Э. (2000) Фитоплазма : фитопатогенные молликулы. Ежегодный обзор микробиологии 54: 221-255.
- ^ Ли, И.М., Дэвис, Р.Э., Гундерсен-Риндал, Д.Э. и Бертаччини А. (1998) Фитоплазма: экология и геномное разнообразие. Фитопатология . 88:1359-1366.
- ^ Перейти обратно: а б с Ли, И.М., Хаммонд, Р.В., Дэвис, Р.Э. и Гандерсон Д.Е. (1993)Универсальная амплификация и анализ патогенной 16SrDNA для классификации и идентификации микоплазмоподобных организмов. Молекулярная патология растений (MPP) 83 (8): 834-842.
- ^ Шоми, Т. и Сугиура, М. Группировка микоплазмоподобных организмов, передающихся переносчиком-цикадкой Macrosteles orientalis Virvaste, на основе диапазона хозяев. (1984). Энн. Фитопатолол. Соц. Япония. 50: 149-157.
- ^ Перейти обратно: а б Кавакита Х., Сайки Т., Мицухаси В., Ватанабе К. и Сато М. (2000) Идентификация фитоплазмы Mulberry Dwarf в половых органах и яйцах цикадки Hishimonoides Sellatiformis . Баттериология . 90: 909-914.
- ^ Ароча, Ю., Лопес, М., Фернандес, Б., Пинол, Д., Орта, Д., Перальта, Р., Алмейда О., Пикорнелл, С., Уилсон, М. и Джонс П. (2005) Передача фитоплазмы желтого листа сахарного тростника, обитаемой бункером растения Delphacid Saccharosydne saccharivora , новым переносчиком желтого листа сахарного тростника синдром. Патология растений . 54: 634-642.
- ^ Шанбунсонг Ю., Чусай К., Паньим С. и Дамак С. (2002). Трансовариальная передача фитоплазмы белых листьев сахарного тростника у насекомых-переносчиков Matsumuratettix hiroglyphicus (Matsumura). Молекулярная биология насекомых . 11 (1): 97–103
- ^ Шривастава С., Сингх В., Гупта П.С., Синха О.К. и Байта А. Вложенный ПЦР-анализ для обнаружения фитоплазмы травянистых побегов сахарного тростника у цикадки-переносчика Deltocephalus vulgaris , первый отчет. (2006). Растительный патол. 22:25-28.
- ^ ХАНБУНСОНГ Ю., РИТТИСОН В., ЧОСАЙ К., СИРИТОРН П. Передача фитоплазмы белых листьев сахарного тростника с помощью Yamatotettix flavovittatus , нового вектора цикадки (2006). Журнал экономической энтомологии . 99(5):1531-1537. ISSN 0022-0493
- ^ Бланш, К.Р., Тран-Нгуен, Т.Т., и Гибб, К.С., 2003. Обнаружение, идентификация и значение фитоплазм в травах северной Австралии. Патология растений . 52:505-512.
- ^ Уэбб, Д.Р., Бонфиглиоли, Р.Г., Карраро, Л., Ослер, Р. и Саймонс, Р.Х. Олигонуклеотиды в качестве зондов гибридизации для локализации фитоплазм в растениях-хозяевах и насекомых-переносчиках. (1998). Фитопатология . 89: 894-901.
- ^ Перейти обратно: а б Смарт, К.Д., Шнайдер, Б., Бломквист, К., Герра, Л.Дж., Харрисон, Н.А., Аренс, У., Лоренц, К.Х., Зеемюллер, Э. и Киркпатрик, Б.С. Идентификация праймеров для ПЦР, специфичных для штамма фитоплазмы, полученных из Спейсерные последовательности 16S/23S рРНК. (1996). Прил. Окружающая среда. Микробиол. 62: 2988-2993.
- ^ Уайт, Ти Джей, Т. Брунс, С. Ли и Дж. В. Тейлор. (1990). Амплификация и прямое секвенирование генов рибосомальных РНК грибов для филогенетики. В: Протоколы ПЦР: Руководство по методам и применениям, под ред. Иннис, М.А., Д.Х. Гельфанд, Дж.Дж. Снински и Т.Дж. Уайт. Academic Press, Inc., Нью-Йорк. Стр. 315-322.
- ^ Намба С., Като С., Иванами С., Ояизу Х., Шизава Х. и Цучизаки Т. (1993) Обнаружение и дифференциация растительно-патогенных микоплазмоподобных организмов с использованием полимеразной цепной реакции. Фитопатология . 83: 786-791.
- ^ Аренс У. и Зеемюллер Э. (1992) Обнаружение ДНК растительных патогенных микоплазмоподобных организмов с помощью полимеразной цепной реакции, которая амплифицирует последовательность гена 16S рРНК. Фитопатология . 82:828-832.
- ^ Гундерсен Д., Ли И.М., Ренер С., Дэвис Р. и Кингсбери Д. (1994) Филогения микоплазмоподобных организмов (фитоплазмы): основа их классификации. Журнал бактериологии . 176: 5244-5254.
- ^ Вишванатан, Р. Травяная съемка. В: Справочник по болезням сахарного тростника. П. Ротт, Р.А. Бэйли, Дж.К. Комсток, Б.Дж. Крофт и А.С. Саумталли, (редакторы) Франция: CIRAD ISSCT. (2000). Стр: 215–220.
- ^ Перейти обратно: а б Дамети, Т. Мамо, А. Зеллеке (1995) Исследования железного хлороза сахарного тростника (Saccharum officinarum L.) в Метахаре, Эфиопия: характеристика почвы и растений и эффективность различных источников железа. Журнал агрономии и растениеводства 175 (5), 317–324.
- ^ Перейти обратно: а б Пал Р., Д.П. Мотирамани, С.Б. Гупта и Б.С. Бхаргава (1990). Хлороз сахарного тростника: связанные свойства почвы, минеральный состав листьев и реакция сельскохозяйственных культур на железо и марганец. Журнал «Круговорот питательных веществ в агроэкосистемах» . 22 (3) 129-136.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Статистика роста сахарного тростника в Индии детализирует цифры
- Список болезней сахарного тростника
- Болезни сахарного тростника (гибриды Saccharum spp.
- Общие названия болезней сахарного тростника и их возбудителей.
- Фотографии болезней сахарного тростника
- Болезни сахарного тростника (Справочник по сахарному тростнику)
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- болезни сахарного тростника; Авторы: А. Сиванесан, Дж. М. Уоллер, Микологический институт Содружества CAB International (1986).
- Справочник по болезням сахарного тростника; Авторы:Филипп Ротт, Р.А. Бэйли, А.С. Саумталли, Международное общество технологов сахарного тростника (ISSCT), 1999.
- Патология сахарного тростника: вирусные и фитоплазменные заболевания; Авторы: Г.П. Рао, Р.Э. Форд, М. Тошич и Д.С. Тикл (ред.), ISBN 978-1-57808-128-8 ; 2001.
- Институт сахара Васантдада, деревня Манджари, Пуна, Махараштра, Индия
- Институт селекции сахарного тростника, Коимбатур, Тамилнаду, Индия
- Индийский институт исследований сахарного тростника, Лакхнау, Уттар-Прадеш, Индия