Фузариоз початков - Fusarium ear blight

Симптом на пшенице, вызванный F. graminearum (справа: привиты, слева: не привиты)

Фузариоз початков (ФЕВ) (также называемый Фузариоз головы, FHB, или же струп), это грибковый болезнь хлопья, включая пшеницу, ячмень, овес, рожь и тритикале.[1] FEB вызвано рядом Фузариум грибок, который поражает колосья урожая, снижая урожай зерна. Заболевание часто связано с заражением микотоксины вырабатываются грибами уже тогда, когда урожай растет в поле. Заболевание может привести к серьезным экономическим потерям, поскольку зараженное зерно нельзя продать в пищу или на корм.

Причинный организм

Фузариозом уха вызывают несколько видов Фузариум грибы, относящиеся к Аскомикота. Наиболее частыми видами, вызывающими FEB, являются:[1]

Fusarium graminearum считается наиболее важным возбудителем.[2]

Макроконидии F. Graminearum

Фузариум виды, вызывающие FEB, могут производить несколько типов споры. На бесполой стадии грибка образуются споры, называемые макроконидии. Немного Фузариум грибы имеют более сложный жизненный цикл, включая половая стадия, Например F. graminearum. На половой стадии грибок производит споры, называемые аскоспорами. На половой стадии формируются плодовые тела, называемые перитециями, в которых аскоспоры образуются в мешочке, известном как аск (множественное число асков).[2] Некоторые виды, в том числе F. culmorum, производят устойчивые хламидоспоры, которые могут долгое время сохраняться в почве.

Цикл болезней и эпидемиология

Фузариум грибы могут перезимовать как сапротрофы в почве или на растительных остатках, которые могут служить инокулят для следующего урожая. Грибок также может распространяться через зараженные семена. Наличие Фузариум грибки на растительных остатках или семенах могут вызвать Фузариум фитофтороз и росток и корневая гниль.[1] Позже может произойти заражение кочанов из-за распространения спор через брызги дождя из инфицированных пожнивных остатков. Другой важный путь заражения - это инокулят, переносимый по воздуху, поскольку споры могут переноситься ветром на большие расстояния.[3] Зерновые культуры наиболее восприимчивы к цветение а вероятность заражения повышается при высокой влажности и влажности во время цветения.[2]

Симптомы

В пшенице, Фузариум поражает голову (отсюда и название «фузариоз головы») и заставляет ядра сморщиваться и становиться мелово-белыми. Кроме того, грибок может производить микотоксины что еще больше снижает качество ядра.

Зараженные соцветия (особенно наружные чешуйки) становятся слегка затемненными и маслянистыми. В спородохиях образуются макроконидии, которые придают шипу ярко-розовый или оранжевый цвет. Зараженные зерна могут быть пропитаны мицелием, а поверхность соцветий полностью покрыта белыми сплетенными мицелиями.

Микотоксины

Фузариум виды, связанные с FEB, производят ряд микотоксинов - грибковые вторичные метаболиты с токсическим действием на животных. Один микотоксин может вырабатываться несколькими Фузариум видов, а один вид может продуцировать несколько микотоксинов. Важный Фузариум микотоксины включают:

Токсины фузариоза отрицательно влияют на иммунную, желудочно-кишечную и репродуктивную системы животных.[4] ДОН является ингибитором синтеза белка, также называемым вомитоксином, из-за его негативного воздействия на потребление корма в свиньи. Свиньи наиболее чувствительны к ДОНу, а жвачный животные, такие как крупный рогатый скот, имеют более высокую переносимость.[5]

Многие страны проводят мониторинг Фузариум микотоксины в зерне для ограничения негативного воздействия на здоровье. В США существуют рекомендуемые уровни ДОН в продуктах питания для людей и кормах для скота.[6] В Евросоюз имеет законодательные ограничения для нескольких Фузариум микотоксины в зерне, предназначенные для потребления человеком[7] и рекомендуемые пределы для кормов для животных.[8]

Меры борьбы

Устойчивые сорта

Устойчивые сорта может быть наиболее эффективным методом борьбы с фузариозом уха.[9] Сопротивление разведение включает скрининг линий растений, подвергнутых искусственной инокуляции Фузариум. Линии растений с пониженным ростом грибков и низким уровнем загрязнения семян микотоксинами отбираются для дополнительных селекционных испытаний. В параллели, генетические маркеры связанные с резистентностью, проверяются на так называемые отбор с помощью маркеров. Устойчивость к фузариозу початков сложна. черта, включающий несколько генов, и зависит от взаимодействия с окружающей средой.[10][11]

У пшеницы выявлена ​​устойчивость к фузариозу. сорта из Азии. Однако проблема состоит в том, чтобы объединить устойчивый материал с другими желательными характеристиками, такими как высокая урожайность и адаптация к различным районам выращивания.[10]

Сельскохозяйственные практики

Несколько методы ведения сельского хозяйства влияют на риск FEB. Одним из основных путей заражения являются инфицированные пожнивные остатки предыдущего урожая, где важны как качество, так и количество. Остатки урожая чувствительных культур, таких как зерновые, увеличивают риск FEB у следующей культуры. Кукуруза был связан с особенно высоким риском.[12] Уменьшенный обработка почвы может также увеличить риск FEB.[2] Количество пожнивных остатков можно уменьшить за счет вспашка, где остатки попадают в почву, где они разлагать Быстрее.[13] Высоко внесение азота также был связан с повышенным риском Фузариум инфекционное заболевание.[14] Профилактические методы ведения сельского хозяйства могут быть менее эффективными, если в районе присутствует много зараженного по воздуху инокулята.[2]

Химический контроль

Фунгициды может обеспечить частичный контроль FEB, но эффекты могут быть разными.[2] Тип и время применения фунгицидов важны, так как неоптимальные применения могут даже увеличиваться. Фузариум инфекционное заболевание.[15]

Биологический контроль и комплексное управление

Также ведутся исследования по стратегии биологической борьбы на основе, например, бактерий и грибов, Бациллы и Криптококк разновидность.[16]

Для FEB никакая мера контроля не является полностью эффективной и интегрированное управление необходимо задействовать несколько стратегий контроля, таких как профилактические меры, мониторинг болезней и химический контроль.[17][18] Для оценки риска FEB в зависимости от погодных условий были разработаны модели прогнозирования заболеваний.[19]

Экономическое значение

С экономической точки зрения это один из основных каша болезни, вызывающие значительное снижение урожайности зерна во всем мире.

В США и Канаде фузариоз появился в 1990-х годах как широко распространенная и серьезная угроза производству зерновых.[20] С 1998-2000 гг. Средний Запад США понесла убытки в размере 2,7 миллиарда долларов в результате эпидемии FEB.[21] С 1990 г. были проведены обширные исследования по разработке мер борьбы с фузариозом. Примером может служить Инициатива США по парше пшеницы и ячменя (USWBSI), совместная работа ученых, производителей, производителей пищевых продуктов и групп потребителей, направленная на разработку эффективных мер контроля, включая снижение уровня микотоксинов.[20]

Рекомендации

  1. ^ а б c Парри, Д. В .; Jenkinson, P .; Маклеод, Л. (1995). «Фузариоз (парша) у мелкозернистых злаков - обзор». Патология растений. 44 (2): 207–238. Дои:10.1111 / j.1365-3059.1995.tb02773.x. ISSN  1365-3059.
  2. ^ а б c d е ж «Фузариоз головы (FHB) или парша». Статьи о функциях APSnet. 2003. Дои:10.1094 / phi-i-2003-0612-01.
  3. ^ Келлер, Мелисса Д .; Бергстром, Гэри Ч .; Шилдс, Элсон Дж. (2014-06-01). «Аэробиология Fusarium graminearum». Аэробиология. 30 (2): 123–136. Дои:10.1007 / s10453-013-9321-3. ISSN  0393-5965.
  4. ^ D’Mello, J.P.F .; Placinta, C.M .; Макдональд, A.M.C. (1999). «Микотоксины Fusarium: обзор глобальных последствий для здоровья, благополучия и продуктивности животных». Наука и технология кормов для животных. 80 (3–4): 183–205. CiteSeerX  10.1.1.453.2615. Дои:10.1016 / s0377-8401 (99) 00059-0.
  5. ^ Миллер, Дж. Дэвид (01.02.2008). «Микотоксины в мелком зерне и кукурузе: старые проблемы, новые вызовы». Пищевые добавки и загрязняющие вещества: часть А. 25 (2): 219–230. Дои:10.1080/02652030701744520. ISSN  1944-0049. PMID  18286412.
  6. ^ Питание, Центр безопасности пищевых продуктов и прикладных технологий. «Химические загрязнители, металлы, природные токсины и пестициды - Руководство для промышленности и FDA: рекомендательные уровни дезоксиниваленола (DON) в готовых продуктах из пшеницы для потребления человеком, а также в зерне и побочных продуктах зерна, используемых в кормах для животных». www.fda.gov. Получено 2017-03-13.
  7. ^ "EUR-Lex - 32006R1881 - EN - EUR-Lex". eur-lex.europa.eu. Получено 2017-03-13.
  8. ^ "EUR-Lex - 32006H0576 - EN - EUR-Lex". eur-lex.europa.eu. 2006-08-23. Получено 2017-03-13.
  9. ^ Штайнер, Барбара; Бюрстмайр, Мария; Мишель, Себастьян; Швайгер, Вольфганг; Лемменс, Марк; Буэрстмайр, Германн (21.02.2017). «Селекционные стратегии и достижения в селекции линий на устойчивость к фузариозу пшеницы». Патология тропических растений. 42 (3): 165–174. Дои:10.1007 / s40858-017-0127-7. ISSN  1983-2052.
  10. ^ а б Bai GH, Shaner GE (2004) Управление и устойчивость у пшеницы Bai GH, Shaner GE (2004) Управление и устойчивость у пшеницы 42: 135–161
  11. ^ Buerstmayr, H .; Ban, T .; Андерсон, Дж. А. (2009-02-01). «Картирование QTL и селекция с помощью маркеров на устойчивость к фузариозу у пшеницы: обзор». Селекция растений. 128 (1): 1–26. Дои:10.1111 / j.1439-0523.2008.01550.x. ISSN  1439-0523.
  12. ^ Dill-Macky, R .; Джонс, Р. К. (2000-01-01). «Влияние предшествующих пожнивных остатков и обработки почвы на фузариозный фитофтороз пшеницы». Болезнь растений. 84 (1): 71–76. Дои:10.1094 / PDIS.2000.84.1.71. ISSN  0191-2917.
  13. ^ Леплат, Иоганн; Фриберг, Ханна; Абид, Мухаммад; Стейнберг, Кристиан (1 января 2013 г.). «Выживаемость Fusarium graminearum, возбудителя фузариоза. Обзор» (PDF). Агрономия в интересах устойчивого развития. 33 (1): 97–111. Дои:10.1007 / s13593-012-0098-5. ISSN  1774-0746.
  14. ^ Bernhoft, A .; Торп, М .; Clasen, P.-E .; Løes, A.-K .; Кристофферсен, А. Б. (01.07.2012). «Влияние агрономических и климатических факторов на заражение фузариозом и заражение зерновых культур микотоксинами в Норвегии». Пищевые добавки и загрязняющие вещества: часть А. 29 (7): 1129–1140. Дои:10.1080/19440049.2012.672476. ISSN  1944-0049. ЧВК  3379782. PMID  22494553.
  15. ^ Henriksen, B .; Элен, О. (2005-04-01). «Уровень заражения зерна естественным фузарием в пшенице, ячмене и овсе после раннего применения фунгицидов и гербицидов». Журнал фитопатологии. 153 (4): 214–220. Дои:10.1111 / j.1439-0434.2005.00955.x. ISSN  1439-0434.
  16. ^ Гилберт, Джинни; Хабер, Стив (2013-04-01). «Обзор некоторых недавних исследований в области фузариоза пшеницы». Канадский журнал патологии растений. 35 (2): 149–174. Дои:10.1080/07060661.2013.772921. ISSN  0706-0661.
  17. ^ "ScabSmart | Менеджмент". scabsmart.org. Получено 2017-03-14.
  18. ^ Агентство пищевых стандартов (2007). Кодекс надлежащей сельскохозяйственной практики Великобритании по сокращению микотоксинов фузариоза в зерновых (PDF).
  19. ^ «Инструмент карты рисков». www.wheatscab.psu.edu. Получено 2017-03-14.
  20. ^ а б Макмаллен, Марсия; Бергстром, Гэри; Де Вольф, Эрик; Дилл-Маки, Рут; Хершман, Дон; Шэнер, Грег; Ван Сэнфорд, Дэйв (11.07.2012). «Объединенные усилия по борьбе с врагом пшеницы и ячменя: фузариозом головы». Болезнь растений. 96 (12): 1712–1728. Дои:10.1094 / PDIS-03-12-0291-FE. ISSN  0191-2917.
  21. ^ «Разнообразная пшеница, выявленная противогрибковыми генами: USDA ARS». www.ars.usda.gov. Получено 2017-03-05.

внешняя ссылка

Возвращение старой проблемы: фузариоз мелких зерен

Фузариоз в Канаде

Инициатива США по парше пшеницы и ячменя

Инструмент оценки риска фузариоза

Парша Смарт