Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Pantoea stewartii )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Увядание Стюарта
Cornfleabeetle.jpg
Кукурузы блоха жук является вектором увядания Стюарта
ВозбудителиPantoea stewartii
Хостыкукуруза
Векторыкукурузная блоха ( Chaetocnema pulicaria )
Кодекс ЕОКЗРERWIST

Pantoea stewartii
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гамма-протеобактерии
Заказ:
Enterobacterales
Семья:
Erwiniaceae
Род:
Пантоя
Биномиальное имя
Pantoea stewartii
( Смит 1898 г.)
Mergaert et al. 1993 г.
Подвиды

П. с. subsp. stewartii
P. s. subsp. индологены

Синонимы

Pseudomonas stewarti ( sic ) Smith 1898
Bacterium stewarti (Smith 1898) Smith 1911
Aplanobacter stewarti (Smith 1898) McCulloch 1918
Phytomonas stewarti (Smith 1898) Bergey et al. 1923
Xanthomonas stewarti (Smith 1898) Dowson 1939
Pseudobacterium stewarti (Smith 1898) Красильников 1949
Erwinia stewartii (Smith 1898) Краситель 1963

Увядание Стюарта - серьезное бактериальное заболевание кукурузы, вызываемое бактерией Pantoea stewartii . Эта бактерия поражает растения , особенно такие виды кукурузы , как сладкая, кремень, вмятина, мука и попкорн. [1] Заболевание, также известное как бактериальное увядание или бактериальный ожог листьев, вызывает серьезные проблемы у сладкой кукурузы. [2] [3] Болезнь эндемична в регионах Средней Атлантики и долины реки Огайо, а также в южной части кукурузного пояса.

Хосты и симптомы [ править ]

Увядание Стюарта может быть серьезным заболеванием многих видов кукурузы, включая сладкую, вмятину, кремневую, мучную и попкорн. [1] Сорта сладкой кукурузы и попкорна более восприимчивы к увяданию Стюарта, чем полевая (вмятина) кукуруза, но некоторые инбреды и гибриды вмятины более восприимчивы. Производство факторов вирулентности может быть вызвано системой связи между бактериями, известной как определение кворума . [4] Увядание Стюарта вызывает снижение урожайности за счет уменьшения размера кукурузного древостоя или ограничения его производства, что приводит к уменьшению количества початков кукурузы. [5]

Заболевание наблюдается в некоторых частях Арканзаса, Делавэра, Иллинойса, Индианы, Кентукки, Мэриленда, Миссури, Нью-Джерси, Нью-Йорка, Огайо, Пенсильвании, Теннесси, Вирджинии и Западной Вирджинии. [ требуется пояснение ] У Стюарта есть две фазы симптомов: фаза увядания и фаза фитофтороза. На обеих фазах симптомы сначала проявляются в виде поражений листьев, начинающихся от шрамов от кормления кукурузных блох. Сначала поражения на листьях кажутся длинными и неправильной формы, от светло-зеленого до желтого, а затем соломенного цвета. У взрослых растений вдоль жилок листа проходят желтоватые полосы с волнистыми краями. [2]Эта фаза фитофтороза часто преобладает после уборки метелками, и симптомы похожи на повреждение морозом, засуху, нарушение питательных веществ, северный ожог листьев кукурузы (вызываемый Exserohilum turcicum ) и особенно увядание Госса (вызываемое Clavibacter michiganensis ssp. Nebraskensis ). [5] [ неудачная проверка ] Хороший способ определить, есть ли у кукурузы симптомы увядания Стюарта, - это посмотреть на ткань листа под микроскопом. Если в бактериальном иле обнаруживаются не желтые, не образующие спор, палочковидные бактерии, вероятность увядания Стюарта велика. [6]

Кукуруза блоха жук питается кукурузной ткани листьев и затем передает P. stewartii бактерии в растение. При питании больших популяций кукурузных блох может происходить скелетирование листьев и гибель всходов. [7]

В большинстве случаев фаза увядания происходит на всходах, но для некоторых типов кукурузы (например, сладкой кукурузы) более зрелые растения могут увядать. Фаза увядания носит системный характер, что означает, что большая часть растения инфицирована через перемещение бактерий и колонизацию сосудистой системы растения. Когда бактерия распространяется по растению, листья начинают увядать и могут погибнуть. Растения отстают в росте, и иногда все растение может увядать и погибать. Карликовые, обесцвеченные кисточки обычны. Часто у растений с симптомами увядания также наблюдаются симптомы фитофтороза.

Когда бактерии достигают стеблей кукурузы, сосудистые пучки становятся коричневыми и некротическими. Хорошим индикатором того, заразили ли бактерии стебли, является то, сочатся ли желтые массы бактерий из сосудистых пучков. У некоторых гибридов сладкой кукурузы желтая слизистая слизь накапливается на шелухе внутреннего уха и / или покрывает зерна кукурузы. Ядра также могут иметь сероватые поражения с темными краями или могут быть неправильной формы и карликовыми. Другой распространенный симптом бактерий - образование открытых полостей в ткани стебля. В то время как растения слабые и уязвимые, грибы гнили стеблей могут еще больше проникнуть в кукурузу. [8]

Цикл болезни [ править ]

Chaetocnema pulicaria , основной переносчик P. stewartii , зимует во взрослом состоянии и рано весной начинает питаться проростками кукурузы. Зимует бактерия в кишечнике взрослых кукурузных блох. Более теплые зимние температуры обеспечивают большую выживаемость жуков и, по сути, большую популяцию весной. Вылупляющиеся весной жуки переносят бактерии в ткань листьев кукурузы через питание. Кукурузные блохи повредили лист и загрязнили раны мукой насекомых.(экскременты), которые дополнительно содержат бактерии. Попав внутрь растения, бактерии размножаются и заполняют ксилему и межклеточные пространства листьев. Степень размножения сильно зависит от восприимчивости сорта. Высокочувствительные растения становятся системно инфицированными и сталкиваются с такими симптомами, как задержка роста, увядание и смерть. В менее тяжелых случаях на растении могут появиться длинные поражения листьев неправильной формы. Некоторые генотипы способны сильно ограничивать рост патогенов. У таких растений поражения листьев короткие, незначительные или даже могут отсутствовать. Зерна некоторых сортов кукурузы могут быть инфицированы позже в вегетационный период после цветения. Хотя зерна кукурузы могут быть источником инокулята, передача через семена происходит довольно редко. [8]

Окружающая среда и контроль [ править ]

Количество блох, выходящих весной из спячки, зависит от суровости зимних температур. Теплые зимние температуры способствуют выживанию блох-переносчиков и повышают риск болезни Стюарта. Число появляющихся взрослых особей можно оценить, рассчитав индекс зимней температуры путем усреднения средних температур декабря, января и февраля. Если среднее значение средней температуры составляет 90 ° F (32 ° C) или выше, жуки выживут в большом количестве и риск заболевания высок; если среднее значение составляет от 85 до 90 ° F (от 29 до 32 ° C), риск от среднего до высокого; От 80 до 85 ° F (от 27 до 29 ° C), от умеренного до низкого; а среднее значение ниже 80 ° F (27 ° C) представляет низкий риск. [8]

Блохи не выживают в северной половине штата Иллинойс из-за низких зимних температур. Те, что встречаются в конце весны или летом, мигрировали с юга. Снежный или другой зимний покров явно не обеспечивает достаточного укрытия для увеличения выживаемости зимующих блох. Продолжительные периоды влажной летней погоды неблагоприятны для размножения и питания жуков, тогда как сухая погода благоприятна. Следовательно, хотя эта болезнь была обнаружена во всем мире, бактерия никогда не выживала и не распространялась, кроме Северной Америки, потому что болезнь зависит от того, где C. pulicariaпроисходит. В Северной Америке увядание Стюарта встречается в средней части Атлантического океана и в долине реки Огайо, а также в южной части кукурузного пояса. Этот регион включает части Коннектикута, Делавэра, Иллинойса, Индианы, Айовы, Кентукки, Мэриленда, Миссури, Нью-Джерси, Нью-Йорка, Огайо, Пенсильвании, Род-Айленда, Вирджинии и Западной Вирджинии. Увядание Стюарта также можно найти в штатах Восточного и Среднего Запада и некоторых частях Канады, но это зависит от того, переживут ли кукурузные блошки зимы. Кукурузные блохи могут переносить бактерии на север летом, но если насекомые-переносчики не могут пережить суровые зимние температуры, бактерии не могут распространяться. [9] зубчатая блоха жук , взрослые 12-пятнистой огурцы жук ,личинка из семян кукурузы , проволочник пшеницы , белые личинки и личинки корневых червей также могут переносить P. stewartii с одного растения на другое в течение лета. Эти вредители не могут перезимовать и передать болезнь. [10]

Все сорта сладкой кукурузы подвержены увяданию на стадии первых листьев. По мере взросления растений восприимчивость снижается, и достигается естественный контроль. Внешняя борьба с болезнями проводится путем опрыскивания инсектицидами, чтобы остановить раннее кормление зимующих блох-жуков. [1] Инсектициды следует распылять, как только кукуруза впервые коснется поверхности почвы. При принятии мер контроля опрыскивание следует повторить несколько раз, чтобы ограничить присутствие инсектицидных продуктов на поле. [11] Обычными инсектицидами, используемыми для борьбы с увяданием Стюарта, являются клотианидин , имидаклоприд и тиаметоксам.. Эти инсектициды наиболее эффективно используются при норме 1,25 (мг действующего вещества на ядро), при этом наиболее эффективным является клотианидин. Нормы внесения на этикетках могут немного отличаться, поэтому соблюдайте нормы расхода для каждого инсектицида. [12] Лучшие результаты получаются, когда семена опрыскиваются до прорастания. При опрыскивании по бороздам и послевсходовом опрыскивании листьев может быть неэффективным. [ требуется разъяснение ] [6]

Хотя инсектициды эффективны, устойчивые гибриды - лучшее средство борьбы с болезнями. [13] Гибридные сорта сладкой кукурузы также доступны для контроля. Гибриды дент-кукурузы более устойчивы к заболеванию, чем сладкая кукуруза, поэтому не требуют инсектицидов. [ необходима цитата ]

Важность [ править ]

Потери сладкой кукурузы столь же значительны, как и у гибридных сортов, но используются только на периодической основе. [ требуется уточнение ] У восприимчивых сортов потери составляют от 40 до 100% при заражении до стадии пятилистников. Потери составляют 15–35% и 3–15% для стадий с семью и девятью листьями соответственно. Влияние Стюарта может привести к дополнительным затратам на фитосанитарные правила со стороны торговых партнеров. Такие правила в первую очередь влияют на торговлю семенами, препятствуя экспорту семян или создавая дополнительные расходы на фитосанитарные проверки.до экспорта. Во время эпидемий 1990-х годов увядание Стюарта было серьезной экономической проблемой для индустрии семян кукурузы из-за логистики торговли и обмена большими объемами семян полевой кукурузы по всему миру. Увядание Стюарта также создает косвенные издержки для производителей семян - так же, как и любое серьезное заболевание, - поскольку необходимо использовать ресурсы для скрининга зародышевой плазмы и разведения кукурузы на устойчивость к увяданию Стюарта, чтобы вывести гибриды, которые эффективно и действенно управляют болезнью. [6] В Кентукки болезнь приносит огромные убытки производителям кукурузы. Воздействие увядания Стюарта включает сокращение насаждений, производство меньшего количества колосьев и их меньшего размера, а также повышенную восприимчивость инфицированных вилтом растений к поражению стеблей гниющих организмов.

Происхождение [ править ]

Впервые увядание Стюарта наблюдал Т.Дж. Беррилл в конце 1880-х годов, изучая ожоги на кукурузных полях в южном Иллинойсе. Беррилл связал обнаруженные им симптомы с засушливой погодой и повреждением чинчинками , но указал, что причиной болезни могут быть бактерии. Тем не менее, ему не удалось выполнить постулаты Коха по определению возбудителя болезни.

Затем, в 1895 году, Стюарт заметил увядание растений сахарной кукурузы в Лонг-Айленде , штат Нью-Йорк. Завершив постулаты Коха о бактериях сладкой кукурузы, Стюарт дал точный отчет о симптомах и назвал патоген Pseudomonas stewartii в 1898 году. С помощью своих коллег Стюарт пришел к выводу, что бактерии легко распространяются через семена. Еще 25 лет спустя кукурузная блоха Chaetocnema pulicaria была определена как основной переносчик, ответственный за распространение болезни в середине сезона.

Таксономия патогена обсуждалась на протяжении полувека, когда в 1963 году Д. В. Дай назвал его Erwinia stewartii . Краситель сделал это потому, что патоген тесно связан с другими бактериями в комплексе Erwinia herbicola - Enterobacter agglomerans . Недавно комплекс был отнесен к роду Pantoea, что не соответствовало результатам анализа последовательности 16S РНК. Из-за этого различия патоген был назван Erwinia stewartii, а совсем недавно - Pantoea stewartii .

Вильт Стюарт был в первую очередь ответственен за развитие первого широко выращиваемого однопереходного гибрида «Golden Cross Bantam». В 1923 году Гленн Смит, ученый из Министерства сельского хозяйства США, работавший в Университете Пердью, создал гибрид двух разных линий обычного, восприимчивого «Золотого бантама». Гибрид был протестирован во время одной из самых разрушительных эпидемий увядания Стюарта в северной Индиане. После успешного выступления гибрид был легализован и получил название «Golden Cross Bantam». Через несколько лет 70–80% консервированной сладкой кукурузы в США было этим сортом. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Липпс, Патрик; Дорранс Энн; Миллс Деннис. "Бактериальное увядание Стюарта и фитофтороз кукурузы" . Государственный университет Огайо. Архивировано из оригинала 24 декабря 2001 года . Проверено 2 ноября 2011 года .
  2. ^ a b Munkvold, GP «Болезнь Кукуруза Стюарта» (PDF) . Государственный университет науки и технологий Айовы. Архивировано 2 мая 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 2 ноября 2011 года .
  3. ^ Ропер, Кэролайн (2011). « Pantoea stewartii subsp. Stewartii : уроки, извлеченные из ксилемного патогена сладкой кукурузы» . Молекулярная патология растений . 12 (7): 628–637. DOI : 10.1111 / j.1364-3703.2010.00698.x . PMC 6640275 . PMID 21726365 .  
  4. ↑ Тан, Вэнь-Си (12 августа 2014 г.). « Pantoea sp., Выделенный из тропической пресной воды, демонстрирующий продукцию N-ацил-гомосерин-лактона» . Научный мировой журнал . 2014 (2014): 828971. DOI : 10,1155 / 2014/828971 . PMC 4146356 . PMID 25197715 .  
  5. ^ a b Hershman, DE; Винчелли П .; Несмит WC "Уилт кукурузы Стюарта" . Колледж сельского хозяйства Университета Кентукки. Архивировано из оригинала 9 июня 2010 года . Проверено 2 ноября 2011 года .
  6. ^ a b c d Патаки, JK "Уилт кукурузы Стюарта" . Инструктор по охране здоровья растений . Проверено 2 ноября 2011 года .
  7. ^ Кук, K (2005). «Плотность популяции кукурузной блохи (Coleoptera: Chrysomelidae) и частота увядания Стюарта в сладкой кукурузе». Журнал экономической энтомологии . Энтомологическое общество Америки. 98 (3): 673–682. DOI : 10.1603 / 0022-0493-98.3.673 . S2CID 26010713 . 
  8. ^ a b c Комплексная борьба с вредителями - Увядание и упадок сладкой кукурузы Стюарта
  9. ^ Патакай, Джеральд. «Кукурузное увядание Стюарта» . Американское фитопатологическое общество . Проверено 17 ноября 2011 года .
  10. ^ Клиника диагностики растений и насекомых. «Уилт Стюарта» . Государственный университет Айовы . Проверено 2 ноября 2011 года .
  11. ^ Шерф, Арден; Вудс Томас. «Кукурузная болезнь Стюарта» . Кафедра патологии растений Корнельского университета . Проверено 2 ноября 2011 года .
  12. ^ Патаки, JK; Michener PM; Фриман Н.Д. (март 2005 г.). «Нормы обработки семян инсектицидами и борьба с увяданием Стюарта в сладкой кукурузе» . Болезнь растений . 89 (3): 262–268. DOI : 10,1094 / PD-89-0262 . PMID 30795348 . 
  13. ^ Кухар, Томас П; Лидия Дж. Стиверс-Янг; Майкл П. Хоффманна; Алан Дж. Тейлор (февраль 2002 г.). «Борьба с кукурузной блохой и увяданием Стюарта в сладкой кукурузе с обработкой семян имидаклопридом и тиаметоксамом». Защита урожая . 21 (1): 25–31. DOI : 10.1016 / S0261-2194 (01) 00056-4 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Типовой штамм Pantoea stewartii в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию