Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Phytophthora sojae
Научная классификация редактировать
Клэйд :SAR
Тип:Oomycota
Заказ:Peronosporales
Семья:Peronosporaceae
Род:Фитофтора
Разновидность:
P. sojae
Биномиальное имя
Phytophthora sojae
Kaufm. И Герд., 1958

Фитофтора sojae является оомицетами и почвенный патогеном растений , что вызывает стебель и корневая гниль из сои . Это распространенное заболевание в большинстве регионов выращивания сои и основная причина потери урожая. [1] Во влажных условиях патоген производит зооспоры, которые перемещаются в воде и притягиваются к корням сои. Зооспоры могут прикрепляться к корням, прорастать и заражать ткани растений. На пораженных корнях образуются поражения, которые могут распространяться по стеблю и в конечном итоге убить все растение. Phytophthora sojae также производит ооспоры.которые могут оставаться в состоянии покоя в почве зимой или дольше и прорастать при благоприятных условиях. Ооспоры также могут передаваться животными или механизмами. [2]

Phytophthora sojae - диплоидный организм с размером генома 95 Мбит / с (миллионы пар оснований). [3]

Природный химический фариномалеин (метаболит энтомопатогенного гриба Paecilomyces farinosus [3] ) показал сильное и избирательное ингибирование (0,15-5 мкг / диск) против восьми изолятов патогенного растения Phytophthora sojae . [2] Эти результаты предполагают, что фариномалеин может быть использован в качестве пестицида- кандидата для лечения стеблевой гнили Phytophthora сои. [2]

Phytophthora sojae настолько похожа на Phytophthora megasperma, что их часто принимают друг за друга. В первые годы исследований Phytophthora sojae и Phytophthora medicaginis были соответственно известны как Phytophthora megasperma f. sp. глицины и Phytophthora megasperma f. sp. medicaginis . [1] Однако недавние открытия об их молекулярной структуре доказали, что это действительно однозначные виды .

Хосты и симптомы [ править ]

Phytophthora sojae поражает растения сои (Glycine max) и многих представителей рода Lupinus . [4] Они способны инфицировать сою в любой момент в процессе ее развития, в том числе во время развития семян.

Они вызывают загнивание семян, а также пред- и послевсходовое увлажнение при затоплении почвы после посадки. У корней саженцев может появиться светло-коричневая мягкая гниль, как только саженцы начнут прорастать из почвы. [5]

Это также вызывает гниение корней и стеблей, а серьезность инфекции зависит от того, насколько растение восприимчиво к патогенам или толерантно. У высокотолерантных растений сои корневая гниль просто приводит к задержке роста и легкой хлоротичности растения, а не к гибели растения. Напротив, заражение растения сои с низкой толерантностью, скорее всего, приведет к гибели растения. Инфекция начинается в корнях, а затем распространяется на несколько узлов вверх по стеблю, делая корень и стебель коричневыми, а листья желтыми. [5] По мере развития патогена все растение приобретает оранжево-коричневый цвет. Увядшие листья наклоняются к растению и остаются прикрепленными, пока оно погибает. [6]

Фитофтороз также является признаком Phytophthora sojae , особенно если растение недавно пережило сильный дождь. Растение сои обладает возрастной устойчивостью, при которой более старые листья не подвержены листву. [7]

Поля сои, зараженные Phytophthora sojae, можно легко обнаружить, отыскав низкорослые растения сои или пустые участки на том месте, где были посажены семена сои.

Идентификация под микроскопом ооспор размером около 40 микрометров в образце растения сои является определенным признаком Phytophthora sojae . Ооспоры, как правило, имеют диаметр около 20-45 микрометров и имеют очень толстые стенки целлюлозных клеток для перезимовки. [7]

Цикл болезни [ править ]

Phytophthora sojae зимует в растительных остатках и почве в виде ооспор. Ооспоры образуются после того, как мужская гамета , антеридий , и женская гамета, оогоний , проходят оплодотворение и затем половую рекомбинацию ( мейоз ). Они обладают толстыми клеточными стенками с целлюлозой, что позволяет им выжить в суровых почвенных условиях без прорастания в течение нескольких лет. Они начинают прорастать при благоприятных погодных условиях весной (см. § Окружающая среда ) и производят спорангии.. Они могут прорастать прямо или косвенно. При прямом прорастании спорангии напрямую проникают в клетки-хозяева на кончиках корней растения (если они находятся в пределах досягаемости). Непрямое прорастание включает спорангии, высвобождающие зооспоры (если корень находится дальше от спорангиев), которые проникают в клетки растения-хозяина и прорастают. Зооспоры представляют собой бесполые подвижные споры двужгутиковых . Они рассеиваются потоком воды в почве и способны заражать корни растений или семена. На кончиках корней растений выделяются химические вещества, такие как даидзеины и генистеин , которые привлекают высвободившиеся зооспоры. [8]

Как только зооспоры вступают в контакт с корнем хозяина, они проникают на поверхность, разрушают клеточную стенку растений протеолитическими ферментами и начинают прорастать. [7] Их гифы начнут прорастать через межклеточное пространство растительных клеток. После установления его гаусторий для питательных веществ в корковых клетках корня начнет формироваться больше ооспор. У растения-хозяина начнут проявляться вторичные симптомы, такие как рак стебля, увядание и хлороз, как Phytophthora sojae.продолжать воспроизводить. Это непрерывное размножение приводит к гибели растения в конце сезона. Затем ооспоры оставляют перезимовать в остатках мертвого растения и в почве. Цикл повторяется еще раз весной, когда условия окружающей среды являются благоприятными (см. § Окружающая среда ). Болезнь чаще всего локализуется там, где зооспоры первоначально заразили растение-хозяин.

Phytophthora sojae считается моноциклическим патогеном и имеет одну эффективную инфекцию в своем цикле. Это связано с тем, что ооспоры не прорастают вместе одновременно; скорее, у каждого из них есть свои собственные отличные благоприятные условия, в которых они начнут свое прорастание. [7]

Окружающая среда [ править ]

Phytophthora sojae предпочитает поля, которые плохо дренируются или сильно подвержены наводнениям. Решение этой проблемы только путем создания оптимального дренажа не ограничивает распространение болезнетворных микроорганизмов, потому что поле может подвергаться постоянным сильным дождям, вызывающим наводнения. [9] Подобно другим фитофторам , теплая почва, кратковременный дождь (в том числе брызги дождя, вызванные дождем) и ветреная погода являются благоприятными условиями для развития и распространения болезни соответственно. Оптимальная температура для развития болезни - выше 60 ° F (16 ° C). [7]

Управление [ править ]

Устойчивость хозяев - основной метод борьбы с Phytophthora sojae . Существует три типа устойчивости: устойчивость, опосредованная геном R, устойчивость корней и частичная устойчивость. [10] В настоящее время существует 14 генов Rps , то есть 14 различных генов с одной резистентностью, которые были идентифицированы для опосредованной R-геном устойчивости и картированы в геноме сои . [11] Фактически, наибольший ущерб, который может нанести оомицет, - это поражение. Устойчивость корней передается по наследству и обычно выражается в корнях. [12] В этом случае стебель прорастающего сеянца наиболее уязвим. Когда начинают прорастать первые листья, выражается частичное сопротивление растения.[13] Колонизация уменьшается, и поражения меньше по сравнению с этим. Такое управление предотвращает прорастание зооспор в кончике корня и, следовательно, неспособность производить гифы, необходимые для выживания.

С Phytophthora sojae также можно бороться с помощью фунгицидов . Например, металаксил , фунгицид, который специально используется для оомицетов, используется для обработки семян сои. Используется для предотвращения загнивания семян и довсходового усыпления. Было обнаружено, что этот фунгицид более эффективен на очень устойчивых растениях сои. Металаксил наиболее эффективен при внесении в почву, поскольку он позволяет растению проникать через корни и продлевать контрольный период по сравнению с внесением семян. [14] Металаксил предотвращает появление спор Phytophthora sojae.от попадания в ткани растений сои. Как и все фунгициды, Металаксил эффективен только для профилактики и должен применяться до того, как болезнь проникнет в ткани растения сои. [14] Пересадку необходимо производить, как только наблюдается сильное предвсходовое усыхание.

Улучшение дренажа полей и обработка почвы - это культурные практики, которые могут помочь минимизировать воздействие Phytophthora sojae . Улучшение обработки почвы может помочь устранить ооспоры из почвы. Ооспоры очень прочные и могут оставаться в почве в течение длительного времени, поэтому один севооборот неэффективен. [7] Правильный дренаж поля предотвращает затопление и, следовательно, препятствует движению зооспор к хозяину.

Важность [ править ]

Корневая и стеблевая гниль сои фитофторы впервые наблюдалась в США в Индиане в 1948 году, а ее возбудитель, Phytophthora sojae , был впервые выявлен в 1958 году. [15] В 1970-х годах растения сои имели только один единственный ген устойчивости, то есть они были более восприимчивы к инфекции. [9] В конце концов растение с этим геномом , было убито новыми расами из Phytophthora sojae . В результате несколько штатов понесли значительные потери урожая, особенно в штате Огайо., который потерял 300 000 акров соевых бобов за год. Вскоре после этого было внедрено множество новых методов профилактики заболеваний, и в результате это заболевание в настоящее время является одним из хорошо контролируемых и хорошо известных заболеваний сои в США. [1]

Происхождение [ править ]

Недавно появились доказательства того, что растения сои из Южной Кореи и Китая обладают разнообразной устойчивостью, которая в этих странах намного выше, чем в других странах, выращивающих сою. [6] Это указывает на то, что растения сои существуют в этих областях дольше и, следовательно, у них было больше времени для развития устойчивости к различным заболеваниям, включая Phytophthora sojae .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Schmitthenner, AF 1985. Проблемы и прогресс в борьбе с корневой гнилью Phytophthora сои. Болезни растений 69: 362-368.
  2. ^ a b c Састия Прама Путри, Хироши Киношита, Масаясу Като и Такуя Нихира. Антимикробная и противомицетная активность нового антибиотика фариномалеина . Стендовая презентация 2P-2124, Ежегодная конференция, Общество биологических наук и биоинженерии, Япония, 28 октября 2010 г.
  3. ^ a b Састия П. Путри, Хироши Киношита, Фумио Ихара, Ясухиро Игараси и Такуя Нихира. Фариномалеин, соединение, несущее малеимид, из энтомопатогенного гриба Paecilomyces farinosus. J. Nat. Прод, 2009, 72 (8), стр 1544-1546. DOI : 10.1021 / np9002806
  4. ^ http://nt.ars-grin.gov/fungaldatabases/new_allView.cfm?whichone=FungusHost&thisName=Phytophthora%20sojae&organismtype=Fungus&fromAllCount=yes [ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ a b Джи, Х., В. Ким и В. Чо. 1998. Возникновение корневой гнили Phytophthora на сое (Glycine max) и идентификация возбудителя. Защита урожая 40: 16-22.
  6. ^ а б Эрвин, округ Колумбия и ОК Рибейро. 1996. Болезни фитофторы во всем мире. APS Press, Сент-Пол, Миннесота.
  7. ^ Б с д е е Agrios, Джордж Н. 2005. Фитопатология. 5-е изд. Elsevier Academic Press, Берлингтон, Массачусетс.
  8. ^ Моррис, П.Ф. и Уорд EWB. 1992. Хемоаттракция зооспор возбудителя сои, Phytophthora sojae , изофлавонами. Физиологическая и молекулярная патология растений 40: 17-22
  9. ^ a b Schmitthenner, AF 1988. Фитофтора гнили сои. Страницы 71-80 в: Болезни сои в Северо-Центральном регионе, Т. Д. Уилли и Д. Г. Скотт, ред. APS Press, Сент-Пол, Миннесота.
  10. ^ Дорранс, AE, Х. Цзя и Т.С. Эбни. 2004. Оценка дифференциалов сои на их взаимодействие с Phytophthora sojae . Прогресс здоровья растений. DOI : 10.1094 / PHP-2004-0309-01-RS .
  11. ^ Qutob Д., PT Hraber, BW Собрал и М. Gijzen. 2000. Сравнительный анализ экспрессируемых последовательностей у Phytophthora sojae . Физиология растений 123: 243-254.
  12. ^ Уокер, AK, и Шмиттеннер, AF 1984. Наследование устойчивости к фитофторной гнили сои. Crop Sci. 24: 490-491.
  13. ^ Грау, CR, AE Дорранс, Дж. Бонд, и JS Russin. 2004. Грибковые заболевания. Страницы 679-763 в: Соевые бобы: улучшение, производство и использование, 3-е изд. Монография по агрономии No. 16. HR Boerma и JE Specht, ред.
  14. ^ a b Андерсон, Т.Р., и Баззелл, Р.И. 1982. Эффективность металаксила в борьбе с гнилью корней и стеблей Phytophthora сортов сои, различающихся полевой устойчивостью. Завод Дис. 66: 1144-1145
  15. ^ Кауфман, МДж, Д.У. Gerdemann 1958. корня и гниль соивызванная Phytophthora sojae н. sp. Фитопатология 48: 201-208.