Карнальская головня - Karnal bunt

Тиллетия индика
Карнальная головня spore.jpg
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Разделение:
Базидиомицеты
Учебный класс:
Экзобазидиомицеты
Заказ:
Tilletiales
Семья:
Tilletiaceae
Род:
Тиллетия
Разновидность:
Т. индика
Биномиальное имя
Тиллетия индика
Митра, (1931)
Синонимы

Неовоссия индика

Карнальская головня (также известен как частичная головня) является грибковым заболеванием пшеница, твердая пшеница, и тритикале. В головня грибок Тиллетия индика, базидиомицет, вторгается в ядра и получает питательные вещества из эндосперм, оставляя после себя отходы с неприятным запах это делает ядра с головкой слишком неприятными для использования в мука или макароны. Хотя головня Карнала, как правило, не приводит к разрушительным потерям урожая, она может значительно снизить урожайность и создает дополнительные экономические проблемы из-за карантина, ограничивающего экспорт предполагаемых заразных продуктов пшеницы из определенных районов, включая США. Для Карнала существует несколько методов химического контроля. головку пшеницы, но еще предстоит проделать большую работу по определению устойчивых сортов-хозяев.

Хозяева и симптомы

Карнальская головня поражает твердую пшеницу, рожь и тритикале, гибрид пшеницы и ржи. Несмотря на то, что карнальская головня предпочитает обычные культуры, ее чрезвычайно сложно диагностировать в полевых условиях по многим причинам. Во-первых, не все ядра на головке растения будут инфицированы, и поэтому инфицированные растения не так легко идентифицировать. Это распределение является причиной того, что Карнальская головня называется частичной головкой. Еще один фактор, затрудняющий диагностику Karnal bunt в полевых условиях, заключается в том, что большинство зараженных ядер не проявляют симптомов до созревания.

Болезнь вызывает темный цвет и рыбный запах инфицированных ядер. Обычно симптомы проявляются только на зародышевом конце ядра, но иногда все ядро ​​может выглядеть больным. Потемнение ядра является результатом преобразования ткани ядра в телиоспорную массу грибком. Другой симптом называется «симптомом каноэ», так как в процессе замены здорового ядра телиоспорами болезнь имеет тенденцию выдавливать ядра хозяина, что приводит к их форме.[1] В то время как темные телиоспоры гриба могут быть диагностическими, диагностика головни головни Карнала создает дополнительную сложность дифференцирования головни головни Карнала от других инфекций, которые также приводят к вышеупомянутым симптомам, таким как черная точка, головня обыкновенная и головня карликовая.[2]

Цикл болезни

Болезнь в основном распространяется через зараженные семена или сельскохозяйственное оборудование, хотя она также может переноситься ветром на небольшие расстояния, особенно после сжигания пшеничных полей. Свидетельства важности распространения по воздуху Тиллетия индика было продемонстрировано Halasz et al. в 2014 году, когда они обнаружили сильную корреляцию между концентрацией телиоспор в воздухе над урожаем пшеницы и последующим количеством инфицированных зерен пшеницы. Исследователи пришли к выводу, что распространение телиоспор по воздуху может также привести к развитию послеуборочной болезни.[3] Грибок споры затем могут оставаться всхожими в течение нескольких лет, прорастая, когда погодные условия становятся благоприятными для развития.[4] Как только споры прорастают, они заражают цветки пшеницы и образуют большие массы спор на зародышевом конце ядер (обычно не поражается все ядро).[5]

В предпочтительных погодных условиях телиоспора, успешно прикрепившаяся к восприимчивому хозяину, прорастет с образованием так называемого промицелиума. Таким образом, на вершине этой структуры можно найти 65–180 первичных споридий. Вторичные споридии могут образоваться либо из первичных споридий, либо из грибковых нитей самого мицелия. Эти вторичные споридии ответственны за заражение молодых растений-хозяев через стенку яичников на стадии цветения. Вторичные споридии достигают этого, проникая в эпидермис чешуек хозяина через зародышевые трубочки. Затем споридии могут проникать в созревающие ядра и оставлять огромное количество телиоспор там, где раньше была здоровая ткань ядра. Во время сбора урожая телиоспоры падают из зерен в почву, откуда они могут быть перенесены в другое место ветром или инструментами, тем самым возобновляя цикл болезни.[6]

Среда

Карнальская головня названа в честь Карнала, Индия, где болезнь была впервые обнаружена на урожае пшеницы в 1931 году. С тех пор о болезни сообщали во всех крупных штатах, выращивающих пшеницу, в Индии, Пакистане, Афганистане, Мексике и в некоторых районах страны. юго-запад Соединенных Штатов, таких как Нью-Мексико, Аризона и некоторые части Техаса.[2]

Патогенез карнальной головни во многом зависит от погодных условий. Относительная влажность более 70% способствует развитию телиоспор. Кроме того, дневные температуры в диапазоне 18–24 ° C и температура почвы в диапазоне 17–21 ° C также увеличивают вредоносность карнальской головни.[4]

Управление

Контроль над Тиллетия индика оказалось сложной задачей по многим причинам. Во-первых, поскольку телиоспоры не заражают ядра систематически, химический контроль путем обработки семян не является жизнеспособным решением. Было доказано, что несколько других методов, таких как отсрочка посадки во избежание погодных условий, способствующих прорастанию телиоспор, в определенной степени эффективны, но также создают риск снижения урожайности. Другие меры культурного контроля, такие как севооборот, могут быть практичными, поскольку посев видов, не являющихся хозяевами, на несколько лет может значительно снизить количество телиоспор на данном поле.[7]

Методы химического контроля также открывают перспективы для борьбы с головней пшеницы Карнал. В исследовании 1986 года Smilanick et al. смогли уничтожить более 80% Тиллетия индика заражение пшеницы после двух некорневых обработок фунгицидом пропиконозолом. Исследователи добились такого же успеха, используя четыре листовых обработки фунгицидом манкоцеб или гидроксидом меди. Эти химические обработки были наиболее эффективными при применении к листве хозяина через 72 часа после заражения, но не были эффективны вообще при применении к семенам хозяина.[8]

В 2009 году исследователи исследовали Muscodor albus гриб как средство биоконтроля карнальской головне пшеницы. Хотя биофумигация этим грибком была эффективной в снижении способности других видов Tellitia вызывать заболевания, этот метод был неэффективен против спящих телиоспор Tellitia indica.[9] В аналогичных усилиях исследователи протестировали различные экстракты растений в надежде найти нехимический метод борьбы с головней пшеницы Карнал. Исследователи обнаружили, что экстракт Acalypha indica и Lantana camara при опрыскивании листьев пшеницы снижает количество зараженных растений на 65%.[10]

Как и в случае любого заболевания растений, устойчивость хозяина является наиболее практичным и желательным методом борьбы. Исследователи проанализировали сорт HD29 Triticum aestivum, или мягкой пшеницы, чтобы изучить возможность контроля через сопротивление хозяина. Исследователи идентифицировали три гена, кодирующих устойчивость к изоляту болезни Ni8, и два гена, кодирующие устойчивость к изоляту Ni7. Два гена, кодирующие устойчивость к Ni7, также кодируют устойчивость к Ni8, что означает, что можно идентифицировать общий ген, который может придавать устойчивость к T. indica.[11]

Важность

На Karnal bunt потери урожая составляют примерно 0,5% в год, что незначительно. Некоторые поля особенно восприимчивых сортов пшеницы в Индии, однако, несли потери до 40% в прошлом, но такие случаи редки. Значительные экономические потери урожая пшеницы происходят из-за карантина и других экспортных ограничений, установленных на зараженных территориях.[12] Более того, пшеничная головня Карнал не представляет угрозы для жизни людей в Соединенных Штатах, поскольку нормативные акты считают пшеницу, содержащую более 3% ядер с головкой, непригодной для употребления в пищу, и эти культуры вместо этого используются в кормах для животных.[2]

Появление болезни в США в начале 1996 г. привело к Инспекционная служба по охране здоровья животных и растений (APHIS) реализует программу экстренного карантина, инспекции и сертификации пшеницы, вывозимой из зараженных территорий, наряду с правилами санитарной обработки оборудования и складских помещений. Во многих зарубежных странах есть нетерпимость за карнальную головку в импортных поставках. Поскольку мы являемся одним из крупнейших мировых экспортеров пшеницы, такие ограничения негативно сказываются на экономике США.[13]

Рекомендации

  1. ^ Министерство сельского хозяйства США, 2001 г. http://www.invasive.org/publications/aphis/karnel.pdf
  2. ^ а б c Р. Л. Форстер и Б. Дж. 1996. Козочки.http://www.uiweb.uidaho.edu/ag/plantdisease/kbwheat.htm
  3. ^ Халаш, А. 2014 Аэробиологические аспекты карантинных рисков на зерновых складах: исследование распространения головни (Tilletia spp.)
  4. ^ а б Министерство сельского хозяйства США 2007 г. http://www.aphis.usda.gov/import_export/plants/manuals/domestic/downloads/kb.pdf
  5. ^ Болезнь карнальной головни. Департамент сельского хозяйства Техаса. Проверено 26 октября 2008.
  6. ^ Подразделение по укреплению здоровья растений, Управление здоровья и качества растений (DPHQ), Министерство сельского хозяйства. 2001 г. http://www.nda.agric.za/docs/GenPub/karnalbunt.htm
  7. ^ Майк Оттман. Университет Аризоны, 2002 г. http://cals.arizona.edu/pubs/crops/az1287/
  8. ^ Смиланик, Дж. Л. 1986 http://www.apsnet.org/publications/plantdisease/backissues/Documents/1987Articles/PlantDisease71n01_94.pdf
  9. ^ Гоутс, Б. 2009 http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/w08-104#.VF5MzvnF-So
  10. ^ Шарма, Б. 1999 http://apps.webofknowledge.com/full_record.do?product=WOS&search_mode=GeneralSearch&qid=4&SID=4E6SNK4fm4ooAcbQgqe&page=2&doc=15
  11. ^ Харджит-Сингх; Grewal; Панну; Дхаливал (1999). Euphytica. 105 (2): 125–131. Дои:10.1023 / А: 1003425729370. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  12. ^ Карнал Бант: грибковая болезнь пшеницы В архиве 2008-09-21 на Wayback Machine. Служба инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США, март 2004 г. Проверено 26 октября 2008 г.
  13. ^ Отчет CRS для Конгресса: Сельское хозяйство: Глоссарий терминов, программ и законов, издание 2005 г. - Код заказа 97-905 В архиве 2011-08-10 на Wayback Machine

внешняя ссылка