Сои нематода ( SCN ), Heterodera глицины , является самым разрушительным вредитель урожайности в США, [1] ориентация корней сои и других бобовых растений. При тяжелой инфекции SCN вызывают задержку роста, пожелтение, нарушение развития растительного покрова и потерю урожая. [2] Симптомы, вызванные SCN, могут легко остаться незамеченными фермерами - в некоторых случаях предупреждающие симптомы отсутствуют до потери 40% урожая. [RM 1] Из-за небольшого отставания в росте и пожелтения многие фермеры могут ошибочно принять эти симптомы за экологические проблемы, хотя на самом деле они являются SCN. [3]Из-за того, что нематоды соевых бобов могут самостоятельно перемещаться в почве только на несколько сантиметров, они в основном распространяются через обработку почвы или пересадку растений. Эта зона инфекции будет выглядеть неоднородной и неоднородной, что затруднит диагностику для фермеров. [2] Их можно увидеть в корнях летних растений сои, если их очень осторожно вынуть и осторожно промыть водой. [RM 2] Яичная масса должна выглядеть как ярко-белые или желтые «жемчужины» на корнях. Чем позже вытянуты корни, тем труднее будет диагностировать, поскольку самка SCN умирает и приобретает более темный цвет, образуя «кисту». [4] Лучший способ узнать, заражено ли поле нематодами соевых бобов, - это взять образец почвы у нематолога.
Соевые цисты нематоды | |
---|---|
Нематода цисты сои и яйцо | |
Научная классификация | |
Королевство: | Animalia |
Тип: | Нематода |
Заказ: | Тайленхида |
Семья: | Гетеродериды |
Род: | Гетеродера |
Разновидность: | Х. глицины |
Биномиальное имя | |
Гетеродеры глицины Ичинохе, 1952 г. |
Биология
По мере того, как нематода питается, она набухает. Самка так раздувается, что ее задний конец вырывается из корня, и она становится видимой невооруженным глазом. Напротив, взрослый самец приобретает червеобразную форму и оставляет корень, чтобы найти и оплодотворить крупных самок. Самка продолжает кормиться, откладывая от 200 до 400 яиц в желтой студенистой матрице, образуя яичный мешок, который остается внутри нее. Затем она умирает, и ее кутикула затвердевает, образуя кисту. Яйца могут вылупиться, когда условия в почве благоприятны, личинки развиваются внутри цисты, и биологический цикл повторяется. Обычно в году бывает три поколения. Осенью или в неблагоприятных условиях цисты с покоящимися личинками могут оставаться в почве целыми несколько лет. [5] Хотя соя является основным хозяином SCN, другие бобовые также могут служить хозяевами.
Цикл болезни
Нематоды-цисты сои настолько разрушительны из-за того, что их жизненный цикл настолько эффективен для размножения. У них 6 стадий жизни, что является нормой для всех нематод. Эти стадии включают: яйцо, молодь (J1-J4) и взрослую особь и могут пройти несколько циклов в течение одного вегетационного периода. [3] SCNs делают свою первую линьку, еще находясь внутри яйца, переходя от молоди 1 (J1) к молоди 2 (J2). Когда цистовая нематода сои представляет собой J2, она может проникнуть в корень растения, обычно сразу за кончиком корня. [6] После того, как SCN проникнут в корень, он создаст специализированную питающую клетку, называемую синцитием, проникая в перицикл, энтодерму или клетку коры своим стилетом, чтобы принять питательные вещества из растения. [6] Это клеточные массы с множественными ядрами, которые образуются в результате растворения и слияния клеточной стенки. Затем J2 продолжит свое развитие только тогда, когда будет создана синцитиевая клетка. [4] SCN самок останутся там на всю оставшуюся жизнь, а самцы покинут корень по достижении взрослого возраста. Самцов привлекает феромон, который выделяется самкой, когда ее яйцеклетка готова к оплодотворению. Когда яйца из яичной массы оплодотворяются, некоторые из них вылупляются в течение того же года роста, чтобы продолжить заражение. [6] Яйца все еще остаются внутри самки, и когда она умирает и превращается в «цисту», они переходят в состояние покоя до следующего вегетационного периода или до тех пор, пока условия не станут благоприятными. [6] Эта киста очень устойчива к условиям окружающей среды и может вместить до 250 яиц. [4]
Локации
- Африка : Египет
- Азия : Иран (провинция Голестан и провинция Мазандаран), Китай (Хэбэй, Хубэй, Хэйлунцзян, Хэнань, Цзянсу, Ляонин), Индонезия (Ява), Корейский полуостров, Япония, Тайвань (не подтверждено), Россия (Амурская область на Дальнем Востоке) .
- Северная Америка : Канада (Онтарио), США (Алабама, Арканзас, Делавэр, Флорида, Джорджия, Иллинойс, Индиана, Айова, Канзас, Кентукки, Луизиана, Мэриленд, Миннесота, Мичиган, Миссисипи, Миссури, Небраска, Нью-Джерси, Северная Каролина, Северная Дакота, Огайо, Оклахома, Пенсильвания, Южная Каролина, Южная Дакота, Теннесси, Техас, Вирджиния и Висконсин).
- Южная Америка : Аргентина (не подтверждено), Бразилия (не подтверждено), Чили, Колумбия , Эквадор.
Управление
Лечение нематод, вызывающих цисту сои, может быть очень сложным. Из-за того, что симптомы трудно обнаружить на ранней стадии, [RM 1] они могут довольно быстро заразить поле и сохраняться бесконечно долго. SCN могут выживать в почве в течение длительного периода времени в неблагоприятных условиях, могут воздействовать на заражение ранее устойчивых разновидностей растений [RM 3] и никогда не могут быть полностью уничтожены (только подавлены). [1] По этим причинам SCN являются очень опасными с экономической точки зрения вредителями. Ежегодные убытки SCN составляют до 1,3 миллиарда долларов США из-за их устойчивости и стойкости в почве. Нематод соевых цист можно легко предотвратить путем тщательной очистки сельскохозяйственного оборудования, чтобы предотвратить попадание в поле. [4] С другой стороны, если поле уже заражено, это мало что поможет, кроме как сдержать распространение инфекции на другие поля. В настоящее время наиболее эффективным способом управления является сокращение обработки почвы, посадка устойчивых сортов [RM 4] и севооборот. [4] Уменьшение обработки почвы поможет изолировать SCN только на зараженной территории, потому что они маленькие и не разносятся очень далеко. Из SCN в форме кисты вылупляется около 50% яиц каждый год, поэтому их количество может быть значительно уменьшено, если в течение нескольких лет у них не будет хозяина для заражения. [4] Посадка устойчивых сортов, [RM 4] чередование культур с сои на кукурузу и посев покровных культур - очень эффективные стратегии управления для сокращения популяции SCN на поле. Были проведены исследования по использованию грибковых эндофитов корней, таких как фузариоз, для защиты от нематод, что могло бы стать следующим шагом в профилактике SCN. [7]
Устойчивые сорта сои
Доступны устойчивые сорта .
PI 88788
Однако подавляющее большинство полагается на одну линию разведения ( PI 88788 ) как на единственный источник устойчивости. [RM 5] (Гены устойчивости, предоставленные PI 88788, Peking и PI 90763, были охарактеризованы в 1997 г.) [8] В результате, например, в 2012 г. только 18 сортов из 807, рекомендованных Расширением Университета штата Айова, имели любой родословной за пределами PI 88788. К 2020 году ситуация оставалась примерно такой же: из 849 было 810 с некоторым происхождением от PI 88788, [9] [10] 35 из Пекина и только 2 из PI 89772. (По вопросу исключительно по происхождению PI 88788, это число не было доступно на 2020 год.) [10] Предполагалось, что это произойдет в 2012 году [RM 3] - и, очевидно, к 2020 году [9] это привело к образованию популяций SCN, вирулентных по PI 88788.
Рекомендации
- ^ a b «Рэтер, Аллен и Митчам, Мелисса. Отделение наук о растениях. Расширение Университета Миссури» .
- ^ а б «Расширение Миннесотского университета» .
- ^ а б "Дэвис, Э.Л. и Г.Л. Тылка. 2000. Соевые цисты нематодной болезни. Инструктор по здоровью растений" . DOI : 10,1094 / PHI-I-2000-0725-01 .
- ^ а б в г д е "Дорранс, А., Мартин, Д., Харрисон, К., Лопес-Никора, Х., и Ниблак, Т. Отделение патологии растений. Расширение государственного университета Огайо" .
- ^ АгроАтлас
- ^ а б в г «Интегрированное управление растениеводством Университета штата Айова» .
- ^ "Стром, Н., Ху, В., Харрит Д., Чен С., и Бушли К. (2020). Эндофитные грибы корня-хозяина кукурузы и сои с токсичностью по отношению к нематоде соевой кисты. Журнал фитопатологии". Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Concibido, Vergel C .; Lange, Douglas A .; Denny, Roxanne L .; Орф, Джеймс Х .; Янг, Невин Д. (1997). «Картирование генов резистентности к нематодам соевых бобов в« Пекине », PI 90763 и PI 88788 с использованием ДНК-маркеров». Наука о растениеводстве . Американское общество растениеводства ( Wiley ). 37 (1): 258–264. DOI : 10,2135 / cropsci1997.0011183x003700010046x . ISSN 0011-183X .
- ^ а б «Сорта сои с устойчивостью к SCN, отличной от PI 88788» . Комплексное управление растениеводством . Расширение государственного университета Айовы . Проверено 12 марта 2021 .
- ^ а б «SCN-устойчивые сорта сои для штата Айова - в цифрах» . Комплексное управление растениеводством . Расширение государственного университета Айовы . Проверено 12 марта 2021 .
- Галликсон, Гилл (01.10.2012). «7 ШАГОВ К ПОВЫШЕНИЮ УРОЖАЙНОСТИ СОИ» . Успешное земледелие . Корпорация Мередит .
- ^ a b «Вы можете буквально потерять 40% урожая без каких-либо симптомов», - говорит Грег Тилка, нематолог из Университета штата Айова (ISU).
- ^ Выкопанный корень может указывать на явный признак SCN маленьких белых самок SCN на корнях.
- ^ a b Были случаи, когда SCN приводил к сокращению урожайности устойчивых к SCN сортов. Опора на основной генетический источник устойчивости к SCN (PI 88788) может помочь SCN преодолеть устойчивые к SCN разновидности.
- ^ a b Генетика ... тоже играет свою роль. «При более высоких затратах на землю необходимо иметь более высокий менеджмент», - говорит он. ... Выберите ... разновидности вкупе с соответствующими защитными характеристиками ... - говорит Наив. «Вы должны выяснить, как получить нужный сорт в нужном поле», - добавляет он. ... Выбор защитных характеристик является ключевым. Мур выбирает сорта, устойчивые к нематоде соевых бобов (SCN) ... Посадка устойчивых к SCN сортов может помочь вам минимизировать потери урожая на почвах, зараженных SCN. ... На данный момент Tylka советует фермерам продолжать высаживать устойчивые к SCN сорта на зараженных почвах. В большинстве случаев они все еще работают. «Устойчивые к кистам сорта приносят дивиденды дважды - за счет уменьшения популяции яиц и увеличения урожайности», - говорит он.
- ^ Опора на основной генетический источник устойчивости к SCN (PI 88788) может помочь SCN преодолеть устойчивые к SCN разновидности. Из 807 устойчивых сортов, перечисленных ISU в этом году, только 18 имели генетический фон за пределами PI 88788. «У нас есть много сортов, из которых можно выбирать, но генетический фон не так разнообразен, как нам хотелось бы», - говорит Тылка.
- Masonbrink, R. et al . 2019. Геном цистовой нематоды сои (Heterodera glycines) выявляет сложные модели дупликаций, участвующих в эволюции генов паразитизма . BMC Genomics
- Тылка, Г. 1995. Цистовая нематода сои . Университет штата Айова, дополнительный университет
Внешние ссылки
- Профиль видов - нематода соевых бобов ( Heterodera glycines ) , Национальный информационный центр по инвазивным видам, Национальная сельскохозяйственная библиотека США . Перечисляет общую информацию и ресурсы по нематоде соевых бобов.