Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Synchytrium endobioticum
Synchytridium endobioticum.jpg
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Разделение:
Chytridiomycota
Класс:
Хитридиомицеты
Заказ:
Synchytriales
Семья:
Synchytriaceae
Род:
Синхитрий
Разновидность:
С. эндобиотикум
Биномиальное имя
Synchytrium endobioticum (Schilb.) Percival 1909 г.

Synchytrium endobioticum - хитридный гриб , вызывающийзаболевание картофельной бородавкой или черной паршой . [1] Он также поражает некоторые другие растения рода Solanum , хотя картофель является единственным культивируемым хозяином .

Систематика [ править ]

Традиционно Synchytrium endobioticum относили к подроду Mesochytrium , но было высказано предположение, что на основе способа прорастания его следует перевести в подрод Microsynchytrium . Впервые он был идентифицирован и изучен Верой Чарльз . Новозеландский ученый Кэтлин Мэйси Кертис также изучала Synchytrium endobioticum для своей докторской диссертации, которая в 1919 году привела к тому, что она была признана ведущей новаторских исследований патологии организма. [2]

Существует по крайней мере 18 патотипов гриба, большинство из которых имеют довольно ограниченные ареалы в Центральной Европе. Наиболее распространен патотип 1.

Морфология [ править ]

Как и некоторые другие Chytridiales, Synchytrium endobioticum не развивает мицелий . Гриб образует толстостенную структуру, известную как зимний спорангий . Он имеет диаметр 25-75 мкм и содержит 200-300 спор. Спорангии группируются в тонкостенные сорусы . На подвижной стадии жизни зооспора имеет диаметр около 0,5 мкм и один задний жгутик .

Жизненный цикл [ править ]

Весной при более высокой температуре и влажности зимующие спорангии прорастают, высвобождая подвижные зооспоры, которые заражают подходящие эпидермальные клетки хозяина . В инфицированных клетках развиваются летние спорангии, которые быстро высвобождают новые популяции зооспор. Инфекционный цикл может повторяться до тех пор, пока подходят условия заражения. Инфицированные растительные клетки набухают, делятся и окружают делящиеся зооспоры, в результате чего образуются бородавки.

В определенных стрессовых условиях некоторые пары зооспор сливаются, в результате чего образуется зигота . Клетки-хозяева, несущие зиготу, делятся, образуя в конечном итоге стенки нового зимнего спорангия. Осенью бородавки загнивают и распадаются, выпуская в почву новые толстостенные покоящиеся споры гриба. В диплоидных покоящихся спорах (про- soruses ) пройти период покоя , и перед прорастанием (возможно) в мейотическом делении и несколько митотических делений, став Сорус.

Экология [ править ]

Synchytrium endobioticum - облигатный паразит , поражающий несколько растений рода Solanum . Наиболее благоприятные условия для его развития - теплые температуры (но не выше 20 ° C) при достаточной влажности. Зимние спорангии могут сохранять жизнеспособность до 20–30 лет. Может выжить на глубине до 50 см в почве. Было замечено, что на покоящихся спорангиях паразитируют три разных грибка.

S. endobioticum происходит из Андского региона Южной Америки , и в настоящее время он распространен почти во всем мире в районах выращивания картофеля (отсутствует в большей части тропической Африки , Ближнего Востока , большей части Канады , Японии и Австралии ).

Окружающая среда [ править ]

Прохладные и влажные почвы способствуют развитию болезни картофельных бородавок. Несмотря на то, что существуют расхождения в заявленных температурах для максимального заражения картофельной бородавкой, лето со средней температурой 18 ° C или ниже, зима ниже 5 ° C и годовое количество осадков 700 мм или более считаются благоприятными для болезни. [3] pH почвы, по-видимому, не связан с возникновением болезни; Инфекции S. endobioticum регистрировались в почвах с pH от 3,9 до 8,5. [4]

Зимующие спорангии S. endobioticum чрезвычайно устойчивы. Сухие спорангии могут выжить при 100 ° C в течение 11–12 часов, [5] компостирование в течение 12 дней при 60–65 ° C, пастеризация в течение 90 минут при 70 ° C, [6] пищеварительная система животных, питающихся инфицированными клубнями, а также обработка в 1% формальдегиде и 0,1% хлориде ртути в течение одного часа и трех часов соответственно. [7] Для прорастания спорангиев и распространения зооспор требуется температура почвы не менее 8 ° C и вода. [8] Сообщалось, что микроэлементы B, Cu, Zn и Mo вызывают прорастание спорангиев после перезимовки. [9]

Управление [ править ]

Устойчивый характер покоящихся спор, зимующих спорангиев, является основной проблемой в борьбе с этим заболеванием. Было исследовано несколько средств контроля, включая химические [10] [11] и биологические [12], но они в значительной степени оказались неэффективными, непрактичными или игнорировались. Выращивание устойчивых сортов - лучший подход к управлению. Однако создание устойчивых сортов затруднено открытием новых патотипов и полигенной природой устойчивости к картофельным бородавкам. [13]Несмотря на эти проблемы, были приняты законодательные меры, которые увеличивают использование устойчивых сортов и эффективно ограничивают распространение картофельных бородавок. Это действие предусматривает разграничение загрязненных участков и безопасных зон, а также удаление зараженного картофельного материала. Зоны безопасности - это районы, где можно выращивать только устойчивые сорта, а картофель нельзя выращивать на участках, пока не будет продемонстрировано отсутствие спорангиев. Эти законодательные меры также включают меры, запрещающие торговлю инфицированным картофелем и наличие болезни в производстве семян картофеля.

Патогенез [ править ]

О патогенезе S. endobioticum на молекулярном уровне известно очень мало . Действительно, это верно для хитридов в целом, за исключением нескольких хорошо изученных видов. [14] Однако недавнее секвенирование генома и аннотация S. endobioticum пролили свет на потенциальные молекулярные механизмы патогенеза. [15] Например, этот анализ продемонстрировал способность S. endobioticum кодировать сложные сахара, которые могут включать целлюлозу и крахмал. Однако гены гемицеллюлаз, разрушающих клеточную стенку, уменьшены у S. endobioticum по сравнению с близкородственным сапрофитным хитридом S. microbalum.Отсутствие гемицеллюлаз может позволить патогену уклоняться от защитных реакций, запускаемых молекулярными паттернами, связанными с повреждением, от деградации клеточной стенки. [16] Некоторые области в геноме были идентифицированы как возможные эффекторные кодирующие области, но для подтверждения этого потребуется дальнейшая работа. S. endobioticum не содержал генов, кодирующих ферменты, которые имеют решающее значение для биосинтеза пурина и пиримидина. Вероятно, S. endobioticum забирает пурин и пиримидин из своего хозяина.

Правовой [ править ]

Добавлен в федеральный список биотерроризма США для патогенов сельскохозяйственных растений в 2002 году в соответствии с Законом о безопасности общественного здравоохранения и готовности к биотерроризму .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Профессор Алан Геммелл Садоводство , Книга викторин вдохновителя (редактор: Ричард Моргейл)
  2. ↑ Thomson, AD «Леди Кэтлин Ригг, пионер в области растений» . Новозеландский научный ежемесячный Интернет . Webcentre Ltd. Архивировано из оригинала 14 января 2015 года . Проверено 19 марта 2015 года .
  3. Перейти ↑ Weiss, Freeman (июль 1925 г.). «Условия заражения при картофельной бородавке» . Американский журнал ботаники . 12 (7): 413–443. DOI : 10.1002 / j.1537-2197.1925.tb05846.x . ISSN 0002-9122 . 
  4. Перейти ↑ Weiss, Freeman (июль 1925 г.). «Условия заражения при картофельной бородавке» . Американский журнал ботаники . 12 (7): 413–443. DOI : 10.1002 / j.1537-2197.1925.tb05846.x . ISSN 0002-9122 . 
  5. ^ ГЛИНН, МЭРИ Д. (февраль 1926 г.). "Жизнеспособность зимнего спорангия Synchytrium Endobioticum (Schilb.) Perc., Организма, вызывающего заболевание бородавок у картофеля" . Летопись прикладной биологии . 13 (1): 19–36. DOI : 10.1111 / j.1744-7348.1926.tb04250.x . ISSN 0003-4746 . 
  6. ^ Steinmöller, Silke; Бандте, Мартина; Бюттнер, Кармен; Мюллер, Петра (09.02.2012). «Влияние санитарных процессов на выживаемость Synchytrium endobioticum и Globodera rostochiensis» . Европейский журнал патологии растений . 133 (3): 753–763. DOI : 10.1007 / s10658-012-9955-у . ISSN 0929-1873 . S2CID 14648345 .  
  7. Перейти ↑ Weiss, Freeman (1928). «Факторы распространения и подавления картофельной бородавки». Технический бюллетень . 56 : 13.
  8. ^ Chisnall Хэмпсон, M. (декабрь 1993). «История, биология и борьба с заболеванием картофельных бородавок в Канаде» . Канадский журнал патологии растений . 15 (4): 223–244. DOI : 10.1080 / 07060669309501918 . ISSN 0706-0661 . 
  9. Перейти ↑ Tarasova, VP (1969). «Роль окружающей среды в разрушении бородавок и прорастании зооспорангиев Synchytrium endobioticum на картофеле». Бюлл ВН 1 1 Защиты Растений .
  10. Перейти ↑ Hampson, MC (1977). «Скрининг системных фунгицидов на болезнь картофельных бородавок». Можно посадить Dis Surv . 57 : 75–78.
  11. ^ Ренье, N (2006). «Возможные контакты с отраслью по контролю за химическими веществами и средствами защиты растений для восстановления после появления отдельных возбудителей болезней растений в сельском хозяйстве США». Отчет фонда Croplife, Вашингтон, округ Колумбия .
  12. ^ ROACH, Вашингтон; ГЛИНН, МЭРИ Д .; БРИЕРЛИ, ВМ. B .; КРОУТЕР Э.М. (май 1925 г.). «Эксперименты по борьбе с бородавками картофеля путем обработки почвы с особым упором на использование серы» . Летопись прикладной биологии . 12 (2): 152–190. DOI : 10.1111 / j.1744-7348.1925.tb02261.x . ISSN 0003-4746 . 
  13. ↑ Марис, Б. (ноябрь 1961 г.). «Расы картофельной бородавки, вызывающие гриб Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. И некоторые данные о наследовании устойчивости к расе 6» . Euphytica . 10 (3): 269–276. DOI : 10.1007 / bf00039096 . ISSN 0014-2336 . S2CID 19403203 .  
  14. ^ ван де Фоссенберг, Барт TLH; Продомм, Шарлотта; ван Аркель, Герт; ван Гент-Пельцер, Marga PE; Бергервоэт, Марьян; Бранкович, Балаж; Пшетакевич, Ярослав; Виссер, Ричард Г.Ф.; ван дер Ли, Тео Эй Джей (22 мая 2019 г.). «Synchytrium endobioticum AvrSen1 вызывает гиперчувствительный ответ у картофеля Sen1, в то время как естественные варианты ускользают от обнаружения» . dx.doi.org . DOI : 10.1101 / 646984 . S2CID 182330467 . Проверено 7 декабря 2020 . 
  15. ^ ван де Фоссенберг, Барт TLH; Варрис, Свен; Nguyen, Hai DT; ван Гент-Пельцер, Marga PE; Джоли, Дэвид Л .; ван де Гест, Анри С .; Бонантс, Питер JM; Смит, Донна С .; Левеск, К. Андре; ван дер Ли, Тео Эй Джей (17.06.2019). «Сравнительная геномика хитридных грибов раскрывает понимание облигатного биотрофного и патогенного образа жизни Synchytrium endobioticum» . Научные отчеты . 9 (1): 8672. Bibcode : 2019NatSR ... 9.8672V . DOI : 10.1038 / s41598-019-45128-9 . ISSN 2045-2322 . PMC 6572847 . PMID 31209237 .   
  16. ↑ Чхве, Хён Ву; Клессиг, Дэниел Ф. (2016-10-26). «DAMPs, MAMPs и NAMPs в врожденном иммунитете растений» . BMC Plant Biology . 16 (1): 232. DOI : 10,1186 / s12870-016-0921-2 . ISSN 1471-2229 . PMC 5080799 . PMID 27782807 .   
  • Паспорт ЕОКЗР на S.endobioticum [1]
  • Прорастание покоящихся спор в Synchytrium endobioticum [2]
  • Прорастание и паразитирование покоящихся спорангиев Synchytrium endobioticum [3]
  • О картофельной бородавке [4]