Фузариоз ушей
Фузариоз початков ( ФЭБ ) (также называемый фузариозом колоса , FHB или паршой ) — грибковое заболевание зерновых культур , включая пшеницу, ячмень, овес, рожь и тритикале. [1] FEB вызывается рядом грибов Fusarium , которые поражают колосья, снижая урожайность зерна. Заболевание часто связано с заражением микотоксинами, вырабатываемыми грибами уже во время выращивания урожая в поле. Заболевание может привести к серьезным экономическим потерям, поскольку зараженное микотоксинами зерно невозможно продать для производства продуктов питания или кормов.
Причинный организм
[ редактировать ]Фузариоз ушей вызывают несколько видов грибов Fusarium , принадлежащих к роду Ascomycota . Наиболее распространенными видами, вызывающими ФЭБ, являются: [1]
- Fusarium avenaceum ( телеоморф : Gibberella avenacea )
- Фузариозные стебли
- Fusarium graminearum (телеоморф: Gibberella zeae )
- Фузариоз Poae
- Microdochium nivale (телеоморф: Monographella nivalis , ранее Fusarium nivale )
- Фузариум трицинктум [2]
Fusarium graminearum считался наиболее важным возбудителем. [3]
Виды Fusarium, вызывающие FEB, могут образовывать несколько типов спор . На бесполой стадии гриба образуются споры, называемые макроконидиями . Некоторые грибы Fusarium имеют более сложный жизненный цикл, включая половую стадию , например F. graminearum . На половой стадии гриб образует споры, называемые аскоспорами. На половой стадии образуются плодовые тела, называемые перитециями, в которых аскоспоры образуются в мешочке, известном как аска (множественное число аски). [3] Некоторые виды, в том числе F. culmorum, образуют устойчивые хламидоспоры, которые могут длительное время сохраняться в почве.
Цикл заболевания и эпидемиология
[ редактировать ]Грибы Fusarium могут зимовать в виде сапротрофов в почве или на пожнивных остатках, которые могут служить инокулятом для следующего урожая. Грибок также может распространяться через зараженные семена. Присутствие грибов Fusarium на растительных остатках или семенах может вызвать фузариозную болезнь рассады, а также ножковую и корневую гнили . [1] В дальнейшем заражение кочанов может произойти спорами, распространяющимися с брызгами дождя с зараженных пожнивных остатков. Другим основным путем заражения является воздушно-капельный путь заражения, поскольку споры могут перемещаться с ветром на большие расстояния. [4] Зерновые культуры наиболее восприимчивы во время цветения , и вероятность заражения возрастает при высокой влажности и влажности во время цветения. [3]
Симптомы
[ редактировать ]У пшеницы фузариоз поражает кочан (отсюда и название «фузариоз кочана»), в результате чего зерна сморщиваются и становятся мелово-белыми. Кроме того, гриб может вырабатывать микотоксины , которые еще больше снижают качество ядра.
Зараженные цветки (особенно внешние чешуйки) становятся слегка темными и маслянистыми. Макроконидии образуются в спородохиях, которые придают колосу ярко-розовый или оранжевый цвет. Зараженные зерна могут быть пронизаны мицелием, а поверхность соцветий полностью покрыта белым матовым мицелием.
Микотоксины
[ редактировать ]Виды Fusarium, ассоциированные с FEB, продуцируют ряд микотоксинов — вторичных метаболитов грибов, оказывающих токсическое воздействие на животных. Один микотоксин может продуцироваться несколькими видами Fusarium , а один вид может продуцировать несколько микотоксинов. Важные микотоксины фузариоза включают:
- Дезоксиниваленол производства Ф. (ДОН ) graminearum и F. кульминация
- Зеараленон производства Ф. (ЗЕН ) травы и Ф. из соломинок
- производства Ф. ХТ-2 и Т- 2 лангсетии
Токсины фузариоза оказывают негативное воздействие на иммунную, желудочно-кишечную и репродуктивную системы животных. [5] ДОН является ингибитором синтеза белка, также называемым вомитоксином из-за его негативного влияния на потребление корма свиньями . Свиньи наиболее чувствительны к ДОНу, тогда как жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, имеют более высокую толерантность. [6]
Многие страны контролируют содержание микотоксинов Fusarium в зерне, чтобы ограничить негативное воздействие на здоровье. В США существуют рекомендательные уровни содержания ДОН в пищевых продуктах для человека и кормах для скота. [7] В Европейском Союзе установлены законодательные ограничения на содержание некоторых микотоксинов Fusarium в зерне, предназначенном для потребления человеком. [8] и рекомендуемые пределы для кормов для животных. [9]
Меры борьбы
[ редактировать ]Устойчивые сорта
[ редактировать ]Устойчивые сорта могут быть наиболее эффективным методом борьбы с фузариозом початков. [10] устойчивости Селекция предполагает скрининг линий растений, подвергнутых искусственной инокуляции фузариозом . Линии растений со сниженным ростом грибков и низким уровнем загрязнения семян микотоксинами отбираются для дополнительных селекционных испытаний. Параллельно генетические маркеры проверяются , связанные с устойчивостью, так называемый отбор с помощью маркеров . Устойчивость к фузариозу ушей — это сложный признак , включающий несколько генов и зависящий от взаимодействия с окружающей средой. [11] [12]
Устойчивость к фузариозу початков была выявлена у сортов пшеницы из Азии. Однако задача состоит в том, чтобы объединить устойчивый материал с другими желательными характеристиками, такими как высокая урожайность и адаптация к различным регионам выращивания. [11]
Сельскохозяйственная практика
[ редактировать ]Некоторые методы ведения сельского хозяйства влияют на риск FEB. Одним из основных путей заражения являются зараженные остатки предыдущего урожая, где важны как качество, так и количество. Пожнивные остатки восприимчивых культур, таких как зерновые, увеличивают риск FEB для следующей культуры. кукурузой . Особенно высокий риск связан с [13] Снижение обработки почвы также может увеличить риск ФЭБ. [3] Количество пожнивных остатков можно уменьшить за счет вспашки , при которой остатки заделываются в почву, где они разлагаются быстрее. [14] Внесение высоких доз азота также связано с повышенным риском заражения фузариозом . [15] Профилактические методы ведения сельского хозяйства могут быть менее эффективными, если на участке присутствует большое количество переносимого по воздуху инокулята. [3]
Химический контроль
[ редактировать ]Фунгициды могут обеспечить частичный контроль FEB, но эффект может быть различным. [3] Тип и время применения фунгицида важны, поскольку неоптимальное применение может даже увеличить заражение фузариозом . [16]
Биологический контроль и комплексное управление
[ редактировать ]Также были начаты исследования стратегий биологического контроля на основе бактерий и грибов, например, Bacillus и Cryptococcus видов . [17]
Для FEB ни одна мера контроля не является полностью эффективной, и комплексное управление, включающее несколько стратегий контроля, таких как профилактические меры, мониторинг заболеваний и химический контроль. необходимо [18] [19] Для оценки риска ФЭБ в зависимости от погодных условий были разработаны модели прогнозирования заболеваний. [20]
Экономическое значение
[ редактировать ]С экономической точки зрения это одно из основных заболеваний зерновых , вызывающее значительное снижение урожайности зерна во всем мире.
В США и Канаде фузариоз ушей появился в 1990-х годах как широко распространенная и серьезная угроза производству зерновых. [21] С 1998 по 2000 год Средний Запад США понес убытки в размере 2,7 миллиарда долларов из-за эпидемии FEB. [22] Если мы учтем первичные и вторичные экономические потери, стоимость FHB составила 7,67 миллиарда долларов США с 1993 по 2001 год. [23] С 1990 года проводятся обширные исследования по разработке мер борьбы с фузариозом ушей. Примером может служить Инициатива США по парше пшеницы и ячменя (USWBSI), совместная работа ученых, производителей, производителей пищевых продуктов и групп потребителей, направленная на разработку эффективных мер борьбы, включая снижение содержания микотоксинов. [21]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Парри, Д.В.; Дженкинсон, П.; Маклеод, Л. (1995). «Фузариоз початков (парша) мелкозерновых злаков - обзор». Патология растений . 44 (2): 207–238. дои : 10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x . ISSN 1365-3059 .
- ^ Ван, Юн; Ван, Жоюй; Ша, Юэсия (26 июля 2022 г.). «Распространение, патогенность и борьба с Fusarium tricinctum » . Границы микробиологии . 13 : 939927. дои : 10.3389/fmicb.2022.939927 . ПМЦ 9360978 . ПМИД 35958126 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Фузариоз головки (ФГБ) или парша» . Тематические статьи APSnet . 2003. doi : 10.1094/phi-i-2003-0612-01 . Архивировано из оригинала 3 февраля 2012 г. Проверено 21 декабря 2011 г.
- ^ Келлер, Мелисса Д.; Бергстром, Гэри К.; Шилдс, Элсон Дж. (01 июня 2014 г.). «Аэробиология Fusarium graminearum». Аэробиология . 30 (2): 123–136. Бибкод : 2014Aerob..30..123K . дои : 10.1007/s10453-013-9321-3 . ISSN 0393-5965 . S2CID 84048532 .
- ^ Д'Мелло, JPF; Плацинта, CM; Макдональд, AMC (1999). «Микотоксины фузариоза: обзор глобальных последствий для здоровья, благополучия и продуктивности животных». Наука и технология кормов для животных . 80 (3–4): 183–205. CiteSeerX 10.1.1.453.2615 . дои : 10.1016/s0377-8401(99)00059-0 .
- ^ Миллер, Дж. Дэвид (1 февраля 2008 г.). «Микотоксины в мелких зернах и кукурузе: старые проблемы, новые вызовы» . Пищевые добавки и загрязняющие вещества: Часть А. 25 (2): 219–230. дои : 10.1080/02652030701744520 . ISSN 1944-0049 . ПМИД 18286412 . S2CID 32428433 .
- ^ Питание, Центр безопасности пищевых продуктов и приложений. «Химические загрязнители, металлы, природные токсины и пестициды - Руководство для промышленности и FDA: Рекомендательные уровни содержания дезоксиниваленола (ДОН) в готовых продуктах из пшеницы для потребления человеком, а также в зерне и побочных продуктах зерна, используемых в качестве корма для животных» . www.fda.gov . Проверено 13 марта 2017 г.
- ^ «ЕВР-Лекс-32006Р1881-RU-ЕВР-Лекс» . eur-lex.europa.eu . Проверено 13 марта 2017 г.
- ^ "ЕВР-Лекс - 32006Х0576 - RU - ЕВРО-Лекс" . eur-lex.europa.eu . 23 августа 2006 г. Проверено 13 марта 2017 г.
- ^ Штайнер, Барбара; Буерстмайр, Мария; Мишель, Себастьян; Швайгер, Вольфганг; Лемменс, Марк; Бюрстмайр, Герман (21 февраля 2017 г.). «Стратегии селекции и достижения в выборе линий пшеницы, устойчивых к фузариозу» . Патология тропических растений . 42 (3): 165–174. дои : 10.1007/s40858-017-0127-7 . ISSN 1983-2052 .
- ^ Перейти обратно: а б Бай Г.Х., Шанер Г.Е. (2004) Управление и устойчивость пшеницы Бай Г.Х., Шанер Г.Е. (2004) Управление и устойчивость пшеницы 42: 135–161
- ^ Буерстмайр, Х.; Бан, Т.; Андерсон, Дж.А. (1 февраля 2009 г.). «Картирование QTL и селекция с помощью маркеров на устойчивость пшеницы к фузариозу: обзор» . Селекция растений . 128 (1): 1–26. дои : 10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x . ISSN 1439-0523 .
- ^ Дилл-Маки, Р.; Джонс, РК (1 января 2000 г.). «Влияние остатков предыдущего урожая и обработки почвы на фузариоз колоса пшеницы» . Болезни растений . 84 (1): 71–76. дои : 10.1094/PDIS.2000.84.1.71 . ISSN 0191-2917 . ПМИД 30841225 .
- ^ Леплат, Иоганн; Фриберг, Ханна; Абид, Мухаммад; Стейнберг, Кристиан (1 января 2013 г.). «Выживаемость Fusarium graminearum, возбудителя фузариоза кочана. Обзор» (PDF) . Агрономия для устойчивого развития . 33 (1): 97–111. дои : 10.1007/s13593-012-0098-5 . ISSN 1774-0746 . S2CID 21709401 .
- ^ Бернхофт, А.; Торп, М.; Класен, П.-Э.; Лёс, А.-К.; Кристофферсен, AB (01 июля 2012 г.). «Влияние агрономических и климатических факторов на фузариозную зараженность и зараженность микотоксинами зерновых культур в Норвегии» . Пищевые добавки и загрязняющие вещества: Часть А. 29 (7): 1129–1140. дои : 10.1080/19440049.2012.672476 . ISSN 1944-0049 . ПМЦ 3379782 . ПМИД 22494553 .
- ^ Хенриксен, Б.; Элен, О. (1 апреля 2005 г.). «Уровень естественного заражения зерна фузариозом пшеницы, ячменя и овса после раннего применения фунгицидов и гербицидов» . Журнал фитопатологии . 153 (4): 214–220. дои : 10.1111/j.1439-0434.2005.00955.x . ISSN 1439-0434 .
- ^ Гилберт, Джинни; Хабер, Стив (01 апреля 2013 г.). «Обзор некоторых последних научных разработок в области фузариоза колоса пшеницы». Канадский журнал патологии растений . 35 (2): 149–174. Бибкод : 2013CaJPP..35..149G . дои : 10.1080/07060661.2013.772921 . ISSN 0706-0661 . S2CID 83784062 .
- ^ «ScabSmart | Менеджмент» . scabsmart.org . Проверено 14 марта 2017 г.
- ^ Агентство по пищевым стандартам (2007). Кодекс надлежащей сельскохозяйственной практики Великобритании по снижению содержания микотоксинов фузариоза в зерновых (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2017 г. Проверено 14 марта 2017 г.
- ^ «Инструмент карты рисков» . www.wheatscab.psu.edu . Проверено 14 марта 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Макмаллен, Марсия; Бергстром, Гэри; Де Вольф, Эрик; Дилл-Маки, Рут; Хершман, Дон; Шэнер, Грег; Ван Сэнфорд, Дэйв (11 июля 2012 г.). «Объединенные усилия для борьбы с врагом пшеницы и ячменя: фузариозом колосков» . Болезни растений . 96 (12): 1712–1728. doi : 10.1094/PDIS-03-12-0291-FE . ISSN 0191-2917 . ПМИД 30727259 .
- ^ «Разнообразная пшеница, обнаруженная в поисках противогрибковых генов: Министерство сельского хозяйства США ARS» . www.ars.usda.gov . Проверено 05 марта 2017 г.
- ^ Рават, Нидхи; Памфри, Майкл О; Лю, Сиксин; Чжан, Сяофэй; Тивари, Виджай К; Андо, Каори; Трик, Гарольд Н; Бокус, Уильям В.; Ахунов, Эдуард; Андерсон, Джеймс А; Гилл, Бикрам С. (24 октября 2016 г.). «Fhb1 пшеницы кодирует химерный лектин с агглютининовыми доменами и порообразующим токсиноподобным доменом, придающим устойчивость к фузариозу колоса». Природная генетика . 48 (12). Исследования природы : 1576–1580. дои : 10.1038/ng.3706 . ISSN 1061-4036 . ПМИД 27776114 . S2CID 4177196 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сайт Американской фитопатологии FHB. Архивировано 3 февраля 2012 г. на Wayback Machine.
Возвращение старой проблемы: фузариоз колоса мелких зерен
- http://www.apsnet.org/publications/apsnetfeatures/Pages/headblight.aspx. Архивировано 15 марта 2017 г. на Wayback Machine.
Фузариоз головки в Канаде
Инициатива США по парше пшеницы и ячменя
Инструмент оценки риска поражения головки фузариозом
Парша Смарт