Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с Spongospora )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Порошковая парша
Sporosori (структура выживания) возбудителя порошкообразной парши
Sporosori (структура выживания) возбудителя порошкообразной парши
Научная классификация
(без рейтинга):
SAR
(без рейтинга):
Ризария
Тип:
Cercozoa
Класс:
Фитомиксея
Приказ:
Плазмодиофориды
Семья:
Plasmodiophoraceae
Род:
Spongospora
Разновидность:
Spongospora subterranea
Трехчленное имя
Spongospora subterranea f. sp. subterranea
( Wallr. ) Lagerh. 1892 г.

Порошковая парша - заболевание клубней картофеля . [1] Это вызвано серкозойным Spongospora subterranea f. sp. subterranea и широко распространен в картофелеводческих странах. [2] [3] Симптомы порошкообразной парши включают небольшие поражения на ранних стадиях болезни , которые прогрессируют до возвышающихся пустул, содержащих порошкообразную массу. Со временем они могут разорваться внутри перидермы клубня . [4] Порошкообразные пустулы содержат споры, высвобождающие анизоконт зооспоры (бесполые споры с двумя неравными длинами). жгутики ) для заражения корневых волосков картофеля или помидоров. [5] Порошковая парша - это косметический дефект клубней, который может привести к отказу от картофеля. Зараженный картофель можно очистить от кожуры, чтобы удалить инфицированную кожицу, а оставшуюся часть картофеля можно приготовить и съесть. [6]

Цикл болезни [ править ]

В целом о жизненном цикле Spongospora subterranea f.sp subterranea (Sss) известно немного . Большая часть предлагаемого в настоящее время жизненного цикла основана на жизненном цикле Plasmodiophora brassicae , близкородственного и лучше изученного простейшего . Было предложено, из-за этого сходства, что есть две различные стадии, в которых может существовать Sss; бесполая и половая стадии.

Бесполая стадия: зооспора поражает ткань корня и превращается в одноядерный плазмодий . Этот плазмодий подвергается митотическому делению ядра (создает множество ядер в одной клетке) и превращается в многоядерный плазмодий. Затем многоядерный плазмодий образует зооспорангий , который в конечном итоге выделяет больше зооспор. Этот процесс может происходить относительно быстро и может выступать в качестве важного источника вторичного посевного материала на поле. [7]

Сексуальная стадия: эта стадия следует той же схеме, что и асексуальная стадия, но с некоторыми исключениями. Предполагается, что две зооспоры сливаются вместе, образуя дикариотическую зооспору (с двумя отдельными гаплоидными ядрами, n + n), а затем заражают корни. Как только происходит инфекция, дикариотическая зооспора превращается в двухъядерный плазмодий (одна пара на ядрах, n + n). Подобно бесполой стадии, этот плазмодий также будет реплицировать свое ядро, чтобы создать многоядерный плазмодий (много пар ядер, n + n). Здесь происходит второе главное различие между этапами. Пары ядер (n + n) будут сливаться в результате кариогамии , и плазмодий быстро разделится на многочисленные покоящиеся споры внутри спорозори (мешок со спорами, который также называютцистосори ). Эти покоящиеся споры имеют трехслойные стенки и чрезвычайно устойчивы к воздействию окружающей среды, что позволяет им сохраняться в почве более 10 лет. [7]

Напоминаем, что большая часть жизненного цикла все еще не ясна. Однако присутствие зооспор, плазмодиев, зооспорангии и покоящихся спор было обнаружено в полевых и лабораторных условиях. [8] В плоидности уровни и кариогамия событие только теоретизировали и до сих пор не доказаны.

Окружающая среда [ править ]

Патогенез Spongospora subterranea наиболее эффективен в прохладных влажных средах, таких как северная Британия, бассейн Колумбии в южно-центральном Вашингтоне и северо-центральный Орегон. [6] Условия окружающей среды особенно критичны во время высвобождения инфекционных агентов (зооспор) в почву и окружающую среду. После освобождения от покоящихся спор зооспорам требуется влага, чтобы подплыть к клубню или корням хозяина. [9] Одно исследование показало, что порошкообразная парша значительно чаще встречается на растениях, выращиваемых при постоянной влажности, по сравнению с растениями, выращиваемыми с различным уровнем влажности. [10]В этом же исследовании она пришла к выводу, что риск заболевания больше связан с окружающей средой или уровнем влажности, чем с уровнем присутствующего посевного материала. Инокулят может присутствовать, но не может распространяться из-за условий окружающей среды и, следовательно, не достигает ткани хозяина для заражения. Другие факторы окружающей среды, влияющие на инфекцию Spongospora subterranea , напрямую связаны с агрономической практикой. Более частое использование удобрений, содержащих нитратный или аммонийный азот, увеличивает заболеваемость и тяжесть мучнистой парши. [11] Считается, что оплодотворение увеличивает рост корней и, таким образом, дает больше ткани для распространения инфекций и болезней. Кроме того, пониженная целлюлозавнутри клеточных стенок, вызванный избытком азота, может повысить восприимчивость хозяина к инфекции. Очевидно, что окружающая среда может напрямую влиять как на восприимчивость хозяина, так и на распространение патогена, в конечном итоге задавая темп для цикла болезни.

Патогенез [ править ]

Клубень картофеля, покрытый порошкообразной коркой

S. subterranea - облигатный паразит- фитомикс [12] , поражающий подземные структуры хозяина. Инфекция приводит к гипертрофии и гиперплазии клеток-хозяев и, в конечном итоге, к их взрыву. [13] Однако механизм этого до сих пор неизвестен. [10] Зооспоры заражают корневые волоски , прикрепляясь к внешней поверхности, энцистируя , а затем проникая в эпидермис через чечевицы и устьица . [14]Попав внутрь, многоядерный плазмодий делится, чтобы распространиться и произвести больше зооспор. Плазмодий заставляет инфицированные клетки-хозяева быстро размножаться и превращаться в желчный пузырь. Это быстрое размножение также приводит к образованию одноядерных клеток, которые объединяются в спорозоры. [13] Sporosori выглядят как порошкообразная масса внутри желчного пузыря, что и дало название этой болезни. [15] В конце концов, галл раздувается и вырывает эпидермис клубня, высвобождая споры обратно в почву. Степень тяжести желчного пузыря зависит от уровня посевного материала, окружающей среды и типа кожуры картофеля. Инфекция наиболее распространена на ранних стадиях клубнеобразования, когда ткань картофеля еще не прорублена. [13]Но заражение может происходить на всех стадиях развития. Картофель с белой и красной кожицей и очень восприимчив, в то время как красновато-коричневый картофель несколько устойчив. [16] Рыжая кожа толще и имеет более высокий уровень белка LOX, который используется в качестве маркера устойчивости. [6] О вариациях и половой рекомбинации внутри S. subterranea известно мало , поэтому первоочередное внимание уделяется изучению вариаций внутри сортов картофеля для изучения взаимоотношений хозяин / патоген и управления ими. [17]

Важность [ править ]

Порошковая парша имеет важное значение для коммерческого земледелия. Мало того, что сам патоген причиняет вред, он также является переносчиком вируса швабры картофеля , другого патогена растений. В результате его присутствие серьезно угрожает урожайности картофеля для фермеров. Прорвавшиеся пустулы также могут служить раной для заражения других грибов, таких как Phytophthora erythroseptica и Phytophthora infestans . Таким образом, клубни с мучнистой паршой могут иметь повышенную заболеваемость другими разрушительными болезнями, включая розовую гниль, сухую гниль, черную точку и фитофтороз . [6]Клубни картофеля образуют пустулы порошкообразной парши, которые препятствуют их продаже. Многие рынки отказываются покупать картофель с уродливыми рубцами, даже если он безопасен для употребления. Исследования пока не нашли эффективного способа очистить корки, не повредив картофель. [6] Картофель, который не продается, создает большое финансовое бремя для фермеров. [16] Кроме того, поскольку почвенный посевной материал может сохраняться в течение многих лет в виде спор, патоген очень трудно устранить, если он присутствует. В Великобритании недавний диагностический проект, финансируемый Картофельным советом, обнаружил, что 82% полей дали положительный результат на почвенный посевной материал. [6]

Управление [ править ]

S. subterranea в настоящее время не имеет эффективных средств химического контроля. Следовательно, необходимо использовать другие методы управления культурой. Использование сертифицированных чистых семян и посев на исторически здоровых полях - лучшая форма контроля. [18] Эти методы могут предотвратить заражение спорами. Поскольку заражению способствует низкая температура почвы и высокая влажность почвы, отложенная посадка также может помочь уменьшить негативное воздействие патогена. Задержка посадки сокращает период роста в более прохладных почвах, что снижает всхожесть спор. Одним из ограничений этого метода является дополнительное снижение доходности на раннем рынке. [16] Предварительно посадка ядохимикаты с метами натрия может уменьшить пропагул возбудителя. [16]Другие распространенные средства борьбы включают использование устойчивого картофеля и севооборотов. Некоторые сорта устойчивого картофеля включают Гранола, Никола, Дитта и Гладиатор. [19] Поскольку почвенный посевной материал может сохраняться в течение многих лет, севооборот должен включать альтернативные виды, которые будут способствовать частичному жизненному циклу патогена. Таким образом, зооспоры прорастут без образования новых спор. [20] Исследователи исследовали использование бета-аминомасляной кислоты (БАБК) для повышения устойчивости картофеля. БАБК вызывает у растений системную приобретенную резистентность(SAR), естественный защитный механизм растений. Когда картофель инокулируют БАБК, а затем инокулируют патогеном S. subterranea, он демонстрирует общее снижение заболеваемости. Хотя уменьшение количества патогенов подтверждено экспериментально, необходимо провести дальнейшие эксперименты. [4] Недавно стали доступны геномные данные, включая черновик генома, который может содержать информацию, которая может быть использована для улучшения лечения заболеваний. [21]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Устойчивость к порошковой парше в картофеле» (PDF) . USDA / ARS . Проверено 11 ноября 2015 .
  2. ^ "Картофельные струпья / Садоводство RHS" . www.rhs.org.uk . Проверено 11 ноября 2015 .
  3. ^ Швельм А, Badstöber Дж, Bulman S, Desoignies N, Этемади М, Falloon RE, Gachon СМ, Legreve А, Lukeš Дж, Merz U, Nenarokova А, Strittmatter М, Салливана БК, Нойхаузер S (апрель 2018). «Не в твоей обычной десятке: протисты, заражающие растения и водоросли» . Молекулярная патология растений . 19 (4): 1029–1044. DOI : 10.1111 / mpp.12580 . PMC 5772912 . PMID 29024322 .  
  4. ^ а б Мальдонадо, М. Лорето Эрнандес, Ричард Э. Фаллун, Рут К. Батлер, Энтони Дж. Коннер и Саймон Р. Булман. « Устойчивость к Spongospora Subterranea, индуцированная у картофеля бета-аминомасляной кислотой Elicitor.» Australasian Plant Pathol. Австралазийская патология растений 44,4 (2015): 445-53. Интернет. 21 октября 2015 г.
  5. ^ "Бюллетень № 2436, Порошковая парша картофеля | Совместные публикации | Университет штата Мэн" . umaine.edu . Проверено 11 ноября 2015 .
  6. ^ Б с д е е Dennis А. Джонсона и Томаса Ф. Cummings. Влияние порошкообразных корневых галлов парши на урожайность картофеля. (2015) .Plant Disease 99:10, 1396-1403.
  7. ^ a b Мерц, Ули (16 апреля 2008 г.). «Порошковая парша картофеля - возникновение, жизненный цикл и эпидемиология». Американский журнал исследований картофеля . 85 (4): 241–246. DOI : 10.1007 / s12230-008-9019-1 . ЛВП : 20.500.11850 / 9544 . ISSN 1099-209X . S2CID 38001426 .  
  8. ^ Цюй, Синьшунь; Христос, Барбара Дж. (2007-12-01). «Культура in vitro облигатного паразита Spongospora subterranea (cercozoa; Plasmodiophorida), связанного с индуцирующими корнеобразование трансформированными перенесенной ДНК волосистыми корнями картофеля». Журнал эукариотической микробиологии . 54 (6): 465–467. DOI : 10.1111 / j.1550-7408.2007.00289.x . ISSN 1066-5234 . PMID 18070323 . S2CID 8842628 .   
  9. ^ Балендрес, Массачусетс; Тегг, РС; Уилсон, CR (5 февраля 2016 г.). «Ключевые события в патогенезе болезней spongospora картофеля: обзор». Австралазийская патология растений . 45 (3): 229–240. DOI : 10.1007 / s13313-016-0398-3 . ISSN 0815-3191 . S2CID 13658887 .  
  10. ^ a b Лиз, Элисон К .; Грааф, Питер ван де; Уэйл, Стюарт (2008-04-23). «Идентификация и обнаружение Spongospora subterranea и факторов, влияющих на инфекцию и болезнь». Американский журнал исследований картофеля . 85 (4): 247–252. DOI : 10.1007 / s12230-008-9018-2 . ISSN 1099-209X . S2CID 29987047 .  
  11. ^ Шах, Фархат А .; Фаллон, Ричард Э .; Батлер, Рут С .; Lister, Ros A .; Томас, Стив М .; Куртин, Денис (17 сентября 2014 г.). «Агрономические факторы влияют на мучнистую паршу картофеля и количество ДНК Spongospora subterranea в почве». Австралазийская патология растений . 43 (6): 679–689. DOI : 10.1007 / s13313-014-0317-4 . hdl : 10182/10430 . ISSN 0815-3191 . S2CID 18388456 .  
  12. ^ Швельм, Арне; Бадстёбер, Юлия; Булман, Саймон; Дезуаньи, Николас; Этемади, Мохаммад; Фаллон, Ричард Э .; Гачон, Клэр ММ; Легрев, Энн; Лукеш, Юлий; Мерц, Ули; Ненарокова, Анна; Стритматтер, Мартина; Салливан, Брук К .; Нойхаузер, Сигрид (2018). «Не в твоей обычной десятке: простейшие, заражающие растения и водоросли» . Молекулярная патология растений . 19 (4): 1029–1044. DOI : 10.1111 / mpp.12580 . PMID 29024322 . 
  13. ^ a b c Уэйл, Стюарт; Платт, Бад; Кэттлин, Найджел Д. (11 апреля 2008 г.). Болезни, вредители и недуги картофеля: справочник цветов . CRC Press. ISBN 9781840765083.
  14. Перейти ↑ Jones, DG (2013). Эпидемиология болезней растений . Springer Science & Business Media. С. 108–109. ISBN 978-9401733021.
  15. ^ "Порошковая парша | Картофель AHDB" . potatoes.ahdb.org.uk . Проверено 22 октября 2015 .
  16. ^ a b c d «Как бороться с вредителями». UC IPM: UC Management Guidelines for Powdery Scab on Potato . Np, nd Web. 19 октября 2015 г.
  17. ^ Merz, U .; Фаллон, РЭ (26 сентября 2008 г.). «Обзор: мучнистая парша картофеля - расширенные знания в области биологии патогенов и эпидемиологии болезней для эффективного управления болезнями». Картофельные исследования . 52 (1): 17–37. DOI : 10.1007 / s11540-008-9105-2 . ЛВП : 20.500.11850 / 380051 . ISSN 0014-3065 . S2CID 37670848 .  
  18. ^ Гудместад, Нил. «Потенциальное управление вирусом порошистой парши и швабры с помощью интеграции фумигации почвы и генетической устойчивости» (PDF) . Кафедра патологии растений, Государственный университет Северной Дакоты, Фарго, Северная Дакота .
  19. ^ CR Браун, Г. Вандемарк, Д. Джонсон, Том Каммингс, Даллас Бэтчелор, Джефф Миллер, Крис Олсен. Устойчивость картофеля к мучнистой парше . Интернет. 11 ноября 2015 г.
  20. ^ Nitzan, Надав, Деннис Джонсон, Даллас Бачелор, и Чак Браун. «Порошковая парша». Страна картофеля (2007): 6-7. Распечатать.
  21. ^ Ciaghi S, S Нойхаузер, Швельм А (2018). "Проект ресурса генома патогена порошковой парши картофеля Spongospora subterranea" . Молекулярные взаимодействия растений и микробов . 31 (12): 1227–1229. DOI : 10,1094 / MPMI-06-18-0163-А . PMC 6443038 . PMID 29969057 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Фотографии порошковой парши из Корнельского университета
  • Устойчивость к мучнистой парше картофеля от Министерства сельского хозяйства США