Споризориум рейлианский
| Споризориум рейлианский | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | Грибы |
| Разделение: | Базидиомикота |
| Сорт: | Устилагиномицеты |
| Заказ: | Устилагиналес |
| Семья: | Устилагиновые |
| Род: | Споризорий |
| Разновидность: | С. рейлианум
|
| Биномиальное имя | |
| Споризориум рейлианский (Дж. Г. Кюн) Лэнгдон и Фулл. (1978)
| |
| Синонимы [ 1 ] | |
| |
Sporisorium reilianum (JG Kühn) Langdon & Full., (1978), ранее известный как Sphacelotheca reilianum и Sporisorium reilianum , представляет собой вид биотрофного гриба семейства Ustilaginaceae . Это патоген растений , поражающий кукурузу и сорго .
Хозяева и симптомы
[ редактировать ]Sporisorium reilianum вызывает головню кукурузы и головню сорго. Этот почвенный головневый гриб имеет две специальные формы . С. reilianum f. сп. reilianum специфичен для сорго и S. reilianum f. сп. zeae специфичен для кукурузы. [ 2 ] Неизвестно, почему две формы Speciales не могут образовывать споры на своих нелюбимых хозяевах. [ 3 ]
Симптомы гриба выражены как на метелках кукурузы и сорго, так и на самом початке в виде крупных головневых галлов. [ 4 ] Когда метелка сорго заражена, хрупкая желчная мембрана может содержать от нескольких черных спор до большой массы черных спор, покрывающих метелку. [ 4 ] Споры являются признаком болезни и используются для распространения болезни на другие растения кукурузы и сорго. Когда початок кукурузы заражен, он выглядит очень маленьким и имеет каплевидную форму, и кажется, будто внутри него вообще нет початка. [ 5 ] Початок заменяется белыми сорусами , которые представляют собой структуры, образующие и удерживающие споры гриба. [ 2 ] Если есть зараженная кисточка, вполне вероятно, что в ушах также будет головня. [ 5 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Отмечено, что у Sporisorium reilianum половая стадия цикла заболевания аналогична таковой у Ustilago maydis. [ 6 ] Первичное заражение происходит на корнях молодых сеянцев. Возбудитель развивается системно и обнаруживается на тканях початков и метелок по мере созревания растения-хозяина. В зрелом возрасте телиоспоры можно обнаружить в белых сорусах зараженных колосьев кукурузы. Они будут легко разнесены ветром. [ 2 ] Благоприятная питательная почва и погодные условия около 23-30°С способствуют прорастанию телиоспор в почве. [ 7 ] Происходит образование четырехклеточной базидии , приводящей к гаплоидным базидиоспорам, образующим споридии . Эти споридии сливаются из-за совместимости или сходства, что вызывает образование дикариотического мицелия, который является инфекционным и паразитическим. Этот внутриклеточный мицелий можно обнаружить в некоторых частях цветущей кукурузы, а S. reilianum может полностью уменьшать цветочную ткань благодаря способности обнаруживать цветочную индукцию.
S. reilianum является биотрофным растением, поскольку его рост и выживание зависят от кукурузы или сорго. На соцветие мужской или женской части растения (женский початок и мужская метелка) может влиять время заражения этим видом. Некроз и развитие болезни наиболее распространены на голове инфицированного хозяина. [ 8 ]
Среда
[ редактировать ]Головня кукурузы встречается в большинстве районов выращивания кукурузы, включая многие регионы Северной Америки, Австралии, Азии и южной Европы. [ 9 ] Вызывает колоссальные потери урожая во время вспышек заболевания из-за замещения початков крупными головневыми сорусами. [ 10 ] Для заражения корней кукурузы S. reilianum f. сп. zeae должны образовывать дикариотические паразитические гифы, что приводит к спариванию двух совместимых гаплоидных штаммов. Заражение всегда происходит в почве через корень, в отличие от Ustilago maydis , другой кукурузной головни, которая заражает растения кукурузы через надземные части. Оптимальной для полевого заражения кукурузы является температура 23-30°С, предположительно обусловленная максимальным прорастанием телиоспор. [ 7 ]
Управление
[ редактировать ]Обнаружение S. reilianum является ключевым шагом на пути к разработке эффективной системы борьбы с заболеванием. Традиционные методы, включающие выделение возбудителя и микроскопическое морфологическое исследование, трудоемки и громоздки и иногда дают неубедительные результаты. необходимы быстрые, специфичные и чувствительные молекулярные инструменты, такие как ПЦР Для обнаружения и оценки S. reilianum . [ 11 ] был разработан ДНК-анализ для обнаружения S. В 1999 году reilianum и его отличие от Ustilago maydis . был разработан метод с использованием инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье Совсем недавно, в 2012 году, для идентификации S . споры рейлианума . [ 11 ]
С головней можно бороться путем использования устойчивых сортов и обработки семян фунгицидами. Внекорневая обработка фунгицидами не контролировала заболевание. Севооборот имеет сомнительную ценность, поскольку споры головни могут сохраняться в почве в течение длительного времени. [ 12 ] Было высказано предположение, что наиболее экономичным и экологически чистым методом снижения потерь урожая кукурузы является выведение и внедрение устойчивых гибридов кукурузы. По сравнению с другими зерновыми культурами, такими как рис ( Oryza sativa ) и пшеница ( Triticum aestivum ), кукуруза имеет меньше качественных генов устойчивости, которые широко используются селекционерами. Вместо этого кукуруза имеет относительно больше локусов количественной устойчивости, используемых в полевых условиях для борьбы с большинством болезней. Другими словами, устойчивость кукурузы к S. reilianum находится под полигенным контролем. считается, что [ 9 ] Кумулятивный эффект множества локусов количественной устойчивости с меньшим эффектом может привести к высокой или даже полной устойчивости. [ 10 ]
Важность
[ редактировать ]Патогенная тенденция Sporisorium reilianum , как показано выше, заключается в том, чтобы осуществлять свой жизненный цикл в соответствии с ростом кукурузы или сорго в качестве растения-хозяина. Например, Вместо початков кукурузы; развиваются растительные сорусы. Начало этой головни спорадическое и медленно прогрессирующее, однако тяжесть заболевания высокая. Например, на кукурузном поле может быть 10% зараженных с потерей урожая, при этом явный уровень заражения составляет 80%. [ 13 ] Постинфекционное лечение, направленное на устранение или уменьшение заболевания, малоэффективно или неэффективно. Массовые потери урожая, которые может вызвать этот патоген, разрушительны для производителей, которые не знают о телиоспорах, зимующих в почве; который может просуществовать долгие годы. Обработка семян фунгицидом во время посева или перед сбором урожая важна для ограничения распространения спор, особенно если производитель знает зоны высокого риска. Важно ограничить передачу спор в свободные от болезней районы через уборочную технику или посадочные инструменты. Заболеваемость Sporisorium reilianum встречается в Африке, Европе, США и Китае. [ 14 ] Сегодняшнее использование фунгицидов на рынке указывает на то, что ежегодно во всем мире теряется около 52 миллионов акров зерновых. [ 14 ]
Патогенез
[ редактировать ]Sporosorium relanium продемонстрировал способность чувствовать присутствие близлежащих растений. Этот патоген всегда заражает через корни, а пролиферация гиф вблизи корней является характеристикой ранней стадии этого грибкового патогена. Во время базидо-фазы базидиоспоры растут как гаплоидные сапрофитные дрожжи. Эти дрожжи объединяются, образуя дикариотические гифы, которые, в свою очередь, заражают растение-хозяин через корни. На двух сортах кукурузы было продемонстрировано, что корневые выделения растений влияют на рост и ветвление эндомикоризных грибов S. relianium до контакта грибов с корнем. [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Синонимия видов GSD: Sporisorium reilianum (JG Kühn) Langdon & Full., Mycotaxon 6 (3): 452 (1978)» . Вид Fungorum. КАБ Интернешнл . Проверено 22 сентября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Мартинес, Кэрол; Ру, Кристоф; Жоно, Ален; Дарджент, Роберт (1 мая 2002 г.). «Биологический цикл Sporisorium reilianum f.sp. zeae: обзор с помощью микроскопии» . Микология . 94 (3): 505–514. дои : 10.2307/3761784 . ISSN 0027-5514 . JSTOR 3761784 . ПМИД 21156521 .
- ^ Полони, Алана; Ширавски, Ян (1 декабря 2015 г.). «Специфичность хозяина у Sporisorium reilianum определяется разными механизмами у кукурузы и сорго» . Молекулярная патология растений . 17 (5): 741–754. дои : 10.1111/mpp.12326 . ISSN 1364-3703 . ПМК 6638427 . ПМИД 26419898 .
- ^ Jump up to: а б «UC IPM: Рекомендации UC по управлению головней на кукурузе» . www.ipm.ucdavis.edu . Проверено 1 декабря 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «головня кукурузы (Sphacelotheca reiliana)» . www.plantwise.org . Проверено 22 октября 2015 г.
- ^ АГРИОС, ГН. БОЛЕЗНИ РАСТЕНИЙ, ВЫЗВАННЫЕ ГРИБАМИ, «Патология растений» (пятое издание), под редакцией ДЖОРДЖА Н. АГРИОСА, Academic Press, Сан-Диего, 2005, страницы 385–614, ISBN 9780120445653 , два : 10.1016/B978-0-08-047378-9.50017-8
- ^ Jump up to: а б Мартинес, К. (2000). «Раннее заражение корней кукурузы Sporisorium reilianum f. sp. Zeae». Протоплазма . 213 (1–2): 83–92. дои : 10.1007/bf01280508 . S2CID 29538026 .
- ^ Jump up to: а б Гариб, Хасан; Беккер, Аннетт; Ивен, Тим; Фойсснер, Иво; Ширавски, Ян (1 августа 2011 г.). «Инфекция Sporisorium reilianum изменяет соцветие и структуру ветвления кукурузы1[C][W][OA]» . Физиология растений . 156 (4): 2037–2052. дои : 10.1104/стр.111.179499 . ISSN 0032-0889 . ПМК 3149921 . ПМИД 21653782 .
- ^ Jump up to: а б Ю, Тао; Ван, Чжэньхуа; Цзинь, Сяочунь; Лю, Сяньцзюнь; Кан, Шуайшуай (01 сентября 2014 г.). «Анализ профилей экспрессии генов в ответ на Sporisorium reilianum f. sp. zeae у кукурузы (Zea mays L.)» . Электронный журнал биотехнологии . 17 (5): 230–237. дои : 10.1016/j.ejbt.2014.07.006 .
- ^ Jump up to: а б Цзо, Вэйлян; Чжан, Нань; Е, Цзяньжун; Ли, Байлинь; Чжан, Боци; «Киназа, связанная с кукурузными стенками». придает количественную устойчивость к головне». Nature Genetics . 47 (2): 151–157. doi : / нг.3170 ISSN 1061-4036 . PMID 25531751 10.1038
- ^ Jump up to: а б Чжао, Сяньжун; Вэй, Лай; Син, Юэсиан; Чао, Цин; Сюй, Минлян (01.04.2015) . головня» . The Crop Journal . 3 (2): 87–95 дои : 10.1016/j.cj.2015.02.001 .
- ^ Райт, Пи Джей; Фуллертон, РА; Коллард, JP (01 марта 2006 г.). «Фунгицидная борьба с головней (Sporisorium reilianum) сахарной кукурузы (Zea mays)» Новозеландский журнал растениеводства и садоводства . 34 (1): 23–26. дои : 10.1080/01140671.2006.9514383 . ISSN 0114-0671 . S2CID 84291940 .
- ^ Фредериксен Р.А., 1977 Головня кукурузы и сорго. В: Лоден Х.А., Уилкинсон Д., ред. Материалы ежегодной конференции по исследованию кукурузного сорго, 32-я. Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация торговли семенами. стр. 89–105
- ^ Jump up to: а б Смит, К. Уэйн; Фредериксен, Ричард А. (25 декабря 2000 г.). Сорго: происхождение, история, технология и производство . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780471242376 .