Панамская болезнь - Panama disease

Панамская болезнь
Общие именаПанамская болезнь
Фузариозное увядание банана
Сосудистое увядание банана
ВозбудителиFusarium oxysporum f.sp. Cubense
Хостыбанан
Векторывода, остатки почвы, пересадка отводок, сельскохозяйственные орудия и транспорт, лиственный мусор
Кодекс ЕОКЗРFUSACB
РаспределениеИндонезия, Китай, Малайзия, Австралия, Филиппины, Иордания, Вьетнам, Лаос, Пакистан, Ливан, Мозамбик, Оман

Панамская болезнь (или же Фузариозное увядание) это болезнь растений что заражает банан растения (Муса виды). Это заболевание увядания, вызванное грибком. Fusarium oxysporum f. sp. Cubense (Foc). Возбудитель устойчив к фунгициды и его контроль ограничен фитосанитарный меры.[1]

В 1950-х годах вспышка панамской болезни почти уничтожила коммерческие Банан Гро Мишель производство. Банан Gros Michel был доминирующим сорт бананов и фузариозного увядания повлекли за собой огромные затраты и вынудили производителей перейти на другие, устойчивые к болезням сорта. В настоящее время новая вспышка панамской болезни, вызванная штаммом Tropical Race 4 (TR4), угрожает производству Банан Кавендиш, самый популярный сорт на сегодняшний день.

Распределение

Не все страны-производители бананов пострадали от вспышки панамской болезни. Tropical Race 4 (TR4) был впервые обнаружен на Тайване,[2] а оттуда быстро распространилась в Индонезию, Китай, Малайзию, Австралию и Филиппины.[3] Первоначально считалось, что болезнь распространяется только в Азии, но затем в 2013 году болезнь была выявлена ​​в Иордании.[4] TR4 позже распространился во Вьетнам[5] и Лаос,[6] а также на Ближний Восток, о которых сообщают в Пакистане и Ливане.[7] В 2015 году болезнь распространилась на Африку, о чем неофициально объявили в Мозамбике и Омане.[3] В августе 2019 года TR4 прибыл в Колумбия, страна в Латинская Америка, регион, в котором находятся крупнейшие в мире экспортеры бананов.[8]

Симптомы

Панамскую болезнь бананов можно охарактеризовать двумя внешними симптомами:

  • Синдром желтого листа, пожелтение каймы листьев, что со временем приводит к искривлению черешка.[1]
  • Синдром зеленых листьев, который встречается у некоторых сортов, характеризуется постоянством зеленого цвета листьев с последующим изгибом черешка, как при синдроме желтых листьев. Внутренне заболевание характеризуется изменением цвета сосудов. Это начинается в корнях и корневищах с пожелтения, которое переходит в красновато-коричневый цвет в псевдостебле, поскольку патоген блокирует транспорт питательных веществ и воды для растения.[1][9]
  • При продолжающейся инфекции псевдостебель банана может расколоться, и в конечном итоге все растение разрушится.[1]

Внешние симптомы часто путают с симптомами бактериального увядания банана, но способы дифференцировать эти два заболевания включают:

  • Фузариозное увядание переходит от старых к более молодым листьям, а бактериальное увядание - наоборот.
  • Фузариозное увядание не имеет симптомов на растущих почках или побегах, нет видимых выделений внутри растения и никаких симптомов на плодах. Бактериальное увядание может характеризоваться деформированными или некротическими почками, бактериальным илом внутри растения, а также гнилью и некрозом плодов.[9]

После заражения бананового растения выздоровление происходит редко, но если это произойдет, любые новые появляющиеся побеги уже будут инфицированы и могут распространять болезнь, если их посадить.[9]

Классификация и диапазон хозяев

Fusarium oxysporum f. sp. Cubense (Foc) является членом Fusarium oxysporum видовой комплекс, группа грибов аскомицетов с морфологическим сходством.[10][11] В зависимости от их различных видов-хозяев, патогенные грибы растений этого комплекса видов делятся примерно на 150 особых форм (formae specialis, f.sp.).[12] Fusarium oxysprorum f.sp. Cubense в основном заражает банан (Муса) разновидность. Особая форма Cubense был разделен на четыре разные расы, каждая из которых атакует разные группы генотипов бананов.

  • Раса 1 была вовлечена в вспышку Панамской болезни 1960-х годов, которая уничтожила большую часть банановых плантаций Гро-Мишель в Центральной Америке. Помимо Гроса Мишеля, Race 1 также атакует других членов геномной группы банановых AAB, включая Abacá, Maqueño, подгруппу Silk, подгруппу Pome, Pisang Awak, Ducasse и Lady Finger.[13] Сорта Кавендиша устойчивы к 1-й расе.
  • Race 2 заражает кулинарные бананы геномом ABB и подгруппой Bluggoe.[10]
  • Заражение расы 3 Heliconia виды больше не считается патогенным для бананов,[1] но входит в Fusarium oxysporum f.sp. Heliconiae.[10]
  • Раса 4 является возбудителем нынешней вспышки болезни в Панаме, поскольку она патогенна для используемых в настоящее время сортов Кавендиш (геном AAA). Гонка 4 подразделяется на тропическую гонку 4 (TR4) и субтропическую гонку 4 (STR4). Последний заражает только Кавендиш и расы 1 и 2 при абиотическом стрессе.[14]

Цикл болезни

Современные коммерчески выращиваемые банановые растения размножается бесполым путем, путем повторной посадки прикорневого побега растения, который вырастает после срезки исходного растения. Существование триплоид, плод не содержит семян, и мужской цветок не дает пыльца пригоден для опыления, запрещая половое размножение. Это приводит к тому, что все бананы одной породы почти генетически идентичны. Гриб легко распространяется с растения на растение, потому что защита отдельных растений практически идентична.[15]

Болезнь распространяется через споры или инфицированный материал, который перемещается в поверхностных водах или при сельскохозяйственной деятельности. Одна из самых больших проблем в распространении болезни - это способы посадки новых банановых растений. Присоски берут с одного растения и клонально размножают для выращивания новых деревьев. Около 30-40% присосок больного растения инфицированы и не у всех проявляются симптомы, поэтому вероятность вырастить новое, уже зараженное растение довольно высока. Наконец, известно, что болезнь поражает определенные сорняки, не проявляя симптомов, что означает, что она может выжить в отсутствие банановых растений и остаться незамеченной в том месте, где бананы будут посажены позже.[16]

Считается, что FOC сохраняется только бесполым путем, поскольку половая фаза (телеоморф) не наблюдалась. События рекомбинации могут происходить через соматическую гибридизацию и парасексуальный цикл.[17]

Это означает, что выживание и распространение болезни зависят исключительно от бесполых споров и структур. Болезнь выживает в хламидоспорах, которые высвобождаются при гибели растения и могут сохраняться в почве до 30 лет. Когда окружающая среда идеальна и есть корни-хозяева (гриб привлекает корневые экссудаты), эти хламидоспоры прорастают, и гифы проникают в корни, вызывая инфекцию. Когда появляются соцветия, количество симптоматических растений увеличивается, а наиболее высокая заболеваемость наблюдается непосредственно перед сбором урожая.[16] После заражения микроконидии образуются и размножаются в сосудах сосудистой системы растения. Макроконидии - еще одна бесполая спора, которая часто встречается на поверхности растений, погибших от панамской болезни.[18] Инфекция носит системный характер, распространяется по сосудистой системе и вызывает пожелтение и коробление, которые начинаются на старых листьях и переходят на более молодые листья, пока не погибнет все растение.[16]

История

Эпоха опустошения Гро-Мишеля

В Гро-Мишель был единственным видом банана, который ели в Соединенных Штатах с конца 19 века до окончания Второй мировой войны. Заболевание было серьезным и диагностировано в Панаме. банановые плантации из Центральная Америка. За несколько десятилетий гриб распространился из Панамы в соседние страны, продвигаясь на север через Коста-Рика к Гватемала и на юг в Колумбия и Эквадор.

Банановая промышленность находилась в серьезном кризисе, поэтому был найден и принят новый банан, который, как считалось, невосприимчив к панамской болезни. Кавендиш. Через несколько лет опустошенные плантации возобновили свою обычную деятельность, и переход на американский рынок прошел гладко. Вскоре после этого, Малайзия вошел в бизнес по выращиванию бананов. Банановые плантации Кавендиш были новыми для этой страны в 1980-х, но они быстро расширились, чтобы удовлетворить спрос. Тысячи акров дождевые леса и бывший пальмовое масло плантации были переведены на выращивание бананов. Однако через несколько лет новые растения начали умирать. На поиски потребовалось несколько лет, но в конечном итоге причину списали на панамскую болезнь. Хотя тогда считалось, что Кавендиш невосприимчивый, он был невосприимчив только к штамму гриба, уничтожившего Гро-Мишель. Версия, которая уничтожила Гро-Мишель, была обнаружена только в Западном полушарии, но версия, найденная на малазийской земле, была другой, и Кавендиш восприимчив к этому. Он убивал и распространялся быстрее, вызывая больше паники, чем его более ранний аналог в Панаме. Недавно открытый штамм F. oxysporum был назван тропическая гонка 4 (TR4).

Эпоха опустошения TR4

Tropical Race 4 (TR4) была обнаружена в Тайвань в 1989 г.[19] В июле 2013 года члены OIRSA, латиноамериканская региональная организация по здоровью растений и животных, разработала специальный план действий в чрезвычайных ситуациях для TR4 для своих девяти стран-членов (Белиз, Коста-Рика, Доминиканская Республика, Сальвадор, Гватемала, Гондурас, Мексика, Никарагуа и Панама), план доступно только на испанском языке.[20]В марте 2015 года производители из Латинской Америки встретились, чтобы создать региональную оборону, и планировали встретиться снова в сентябре или октябре того же года. Никаких конкретных региональных мер нет. Эквадорские производители попросили правительство провести фумигацию всех контейнеров.[21]

Ученые пытаются изменить банановое растение, чтобы оно могло противостоять панамской болезни и многим другим серьезным заболеваниям бананов, начиная от грибка и заканчивая грибковыми заболеваниями. бактериальный, и популярный инфекции нематодам и жуки. Исследователи прочесывают далекие джунгли в поисках новых диких бананов. Гибридный бананы создаются в надежде создать новый сорт с высокой устойчивостью к болезням. Немного[ВОЗ? ] считают, что лучшая надежда на более устойчивый банан - это генная инженерия. Однако полученные фрукты также должны иметь приятный вкус, созревать за предсказуемый период времени, путешествовать на большие расстояния без повреждений и легко выращиваться в больших количествах. В настоящее время ни один сорт или гибрид не отвечает всем этим критериям.

Австралийский карантин

В Квинсленде ферма в Талли, 1500 км к северу от г. Брисбен, был помещен в карантин, а некоторые растения были уничтожены после обнаружения TR4 3 марта 2015 года. После первоначальной остановки зараженной фермы в апреле уехали грузовики с фруктами, и сбор урожая был возобновлен в соответствии со строгими условиями биобезопасности. Правительство заявляет, что искоренить грибок невозможно. Такие исследователи, как Кема из Вагенингена, говорят, что болезнь будет продолжать распространяться, несмотря на усилия по ее сдерживанию, пока выращиваются восприимчивые сорта.[22] Заболевание было снова обнаружено в Талли в июле 2017 года, что побудило Биобезопасность Квинсленда ввести условия карантина.[23]

Распространение в Колумбию

В августе 2019 года власти Колумбии объявили национальная чрезвычайная ситуация после подтверждения того, что панамская болезнь достигла Латинской Америки. «Как только вы видите это, становится слишком поздно, и он, вероятно, уже распространился за пределы этой зоны без признания», - сказал один эксперт, цитируемый Национальная география.[8]

Лечение заболеваний

В настоящее время фунгициды и другие химические и биологические средства борьбы оказались довольно безуспешными или успешными только в пробирке или в теплицах перед лицом панамской болезни бананов. Чаще всего используются методы санитарии и карантина для предотвращения распространения панамской болезни за пределы зараженных полей. Однако наиболее эффективным средством против панамской болезни является развитие растений банана, устойчивых к Fusarium oxysporum f. sp. Cubense.[9] Клональное воспроизводство банана привело к отсутствию других разновидностей. Предпринимаются усилия по выведению устойчивых сортов, но бананы триплоиды которые не дают семян, это непростая задача. Создание клонов из культур тканей, а не отростков, оказалось в некоторой степени успешным в селекции устойчивых сортов, хотя они, как правило, не достигли успеха в отношении устойчивости к стрессу, урожайности или других полезных свойств, необходимых для коммерческих сортов.[16] Тем не менее, эти усилия приводят к наилучшей мере борьбы с панамской болезнью бананов.

Недавно,[когда? ] ген R (RGA2) был трансформирован в бананы Кавендиш, которые показали устойчивость к заболеванию тропической расой 4 Fusarium wilt. Одна специфическая трансформированная линия, которая состояла из восьми растений, показала устойчивость в полевых условиях ко всем из них. Полевые испытания длились три года, и растения показали снижение урожайности.[требуется разъяснение ][24]

Тайваньские исследователи считают, что возникновение TR4 связано с деградация почвы вызвано применением химических удобрений.[25]

Выращиванию бананов препятствует триплоидия

Одним из основных препятствий для выращивания бананов является полиплоидия; Бананы Гро-Мишель и Кавендиш триплоид и таким образом пытается мейоз на заводе семяпочки не может произвести жизнеспособный гамета. Очень редко первый редукционный отдел в мейоз в цветках растений аккуратно полностью опадают, в результате чего эуплоид триплоидная яйцеклетка, которую можно оплодотворять нормальным гаплоидный пыльца из диплоид сорт банана; целый стебель банана будет содержать только несколько семян, а иногда и вовсе. В результате получается новый сорт бананов. тетраплоид, и, таким образом, содержит семена; рынок бананов не привык к бананам с семенами. Опыт показал, что там, где оба шага мейоза терпят неудачу, возникает гептаплоид саженец, или когда саженец анеуплоид, результаты не так хороши.[нужна цитата ]

Селекция второго поколения с использованием этих новых тетраплоидов в качестве обоих родителей, как правило, не давала хороших результатов, потому что первое поколение содержит нетронутый триплоидный набор генов Гро-Мишеля (плюс, возможно, полезные функции в добавленном четвертом наборе хромосом), но во втором поколении, набор генов Гро-Мишель был разрушен мейозом.

В Гондурасский фонд сельскохозяйственных исследований выращивает несколько сортов Гро Мишель. Им удалось получить несколько семян путем ручного опыления цветов пыльцой растений. диплоид бананы с семенами.[26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Ploetz, R.C. (2015). "Фузариозное увядание банана". Фитопатология 105 (12): 1512-1521.
  2. ^ Ploetz, R.C. (2006). «Панамская болезнь, старый враг поднимает свою уродливую голову: часть 2, эпоха Кавендиша и далее». Прогресс здоровья растений: 1-17.
  3. ^ а б Ордонез, Н., М. Ф. Зайдл, К. Ваалвейк, А. Дрент, А. Килиан, Б. П. Томма, Р. К. Плётц и Г. Х. Кема (2015). «Хуже до худшего: бананы и панамская болезнь - когда встречаются клоны растений и патогенов». Патогены PLoS 11 (11): e1005197.
  4. ^ Гарсиа-Бастидас, Ф., Н. Ордонез, Дж. Конкол, М. Аль-Касим, З. Насер, М. Абдельвали, Н. Салем, К. Ваалвейк, Р. К. Плётц и Г. Х. Дж. Кема (2014). «Первый отчет о тропической расе 4 Fusarium oxysporum f. Sp cubense, связанной с панамской болезнью бананов за пределами Юго-Восточной Азии». Болезни растений 98 (5): 694-694.
  5. ^ Hung, T. N., N. Q. Hung, D. Mostert, A. Viljoen, C.-P. Чао и А. Молина (2017). «Первое сообщение о фузариозном увядании бананов Кавендиш, вызванном тропической расой 4 Fusarium oxysporum f. Sp. Cubense (VCG 01213/16) во Вьетнаме». Болезнь растений: PDIS-08-17-1140-PDN.
  6. ^ К. Читтарат, Д. Мостерт, К. С. Крю, А. Вилджоэн, Г. Конг, А. Молина и Дж. Э. Томас (2017). «Первое сообщение о тропической расе 4 Fusarium oxysporum f. Sp. Cubense (VCG 01213/16), связанной с бананами Кавендиш в Лаосе». Болезнь растений: PDIS-08-17-1197-PDN.
  7. ^ Ордонез, Л. Н., Ф. Гарсиа-Бастидас, Х. Б. Лагари, М. Ю. Аккари, Э. Н. Харфуш, Б. Н. аль-Авар и Г. Х. Дж. Кема (2016). «Первый отчет о тропической расе 4 Fusarium oxysporum f. Sp cubense, вызывающей панамскую болезнь в бананах Кавендиш в Пакистане и Ливане». Болезни растений 100 (1): 209-210.
  8. ^ а б Карп, Майлз (12 августа 2019 г.). «Банан на шаг ближе к исчезновению». Национальная география. Получено 16 августа 2019.
  9. ^ а б c d Перес-Винсент, Луис; Дита, Мигель А .; Мартинес-де-ла-Парте, Эйнар (май 2014 г.). Техническое руководство: Профилактика и диагностика Fusarium Wilt (панамской болезни) бананов, вызываемой Fusarium oxysporum f. sp. Cubense Тропическая гонка 4 (TR4). Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций.
  10. ^ а б c Ploetz, R.C. (2006). «Фузариозное увядание банана вызывается несколькими патогенами, называемыми Fusarium oxysporum f. Sp. Cubense». Фитопатология 96 (6): 653-656.
  11. ^ Снайдер, В. К. и Х. Хансен (1940). «Видовая концепция в фузариуме». Американский журнал ботаники: 64-67.
  12. ^ Баайен, Р. П., К. О'Доннелл, П. Дж. М. Бонантс, Э. Цигельник, Л. Кроон, Э. Дж. А. Робрук и К. Ваалвейк (2000). «Генная генеалогия и анализ AFLP в комплексе Fusarium oxysporum выявляют монофилетические и немонофилетические формы speciales, вызывающие увядание и гниль». Фитопатология 90 (8): 891-900.
  13. ^ Дрент, А. и Д. И. Гест (2016). Грибковые и оомицетные болезни плодовых культур тропических деревьев. Ежегодный обзор фитопатологии, Том 54. Дж. Э. Лич и С. Линдоу. 54: 373-395.
  14. ^ Ploetz, R.C. (2005). «Панамская болезнь, старый враг поднимает свою уродливую голову: часть 1, начало экспортной торговли бананами». Прогресс здоровья растений (декабрь): 1-10.
  15. ^ Бертон, Рег (4 марта 2015 г.). «Панамская болезнь угрожает бананам NQ». Fairfax Media.
  16. ^ а б c d Хван, Шин-Чуань; Ко, Вэнь-Сюин (июнь 2004 г.). «Сорта бананов Кавендиш, устойчивые к фузариозному увяданию, приобретенные в результате сомаклональных вариаций на Тайване». Болезнь растений. 88 (6): 580–588. Дои:10.1094 / pdis.2004.88.6.580. PMID  30812575.
  17. ^ М. Дж. Карлайл, С. К. Уоткинсон, Г. В. Гудей, 2001, Паразиты и мутуалистические симбионты в «Грибы (второе издание)» Редакторы: те же, что и авторы, Academic Press, стр. 363-460,
  18. ^ "Fusarium oxysporum f. Sp. Cubense". ProMusa. Июль 2017 г.. Получено 25 октября 2017.
  19. ^ РЕЙНОЛДС, МЭТТ. «Грибок может навсегда уничтожить банан». Проводной. Получено 26 февраля 2020.
  20. ^ https://www.oirsa.org/contenido/biblioteca/PlandecontingenciacontraFocR4TOIRSA.pdf
  21. ^ «Тропическая гонка 4 - TR4».
  22. ^ Седжман, Фиби. "Самый лучший банан в мире не может быть спасения". Bloomberg.com. Получено 2015-06-06.
  23. ^ Маккиллоп, Чарли (13 июля 2017 г.). «Вспышка панамской болезни на банановой ферме в Квинсленде вызывает карантинные ограничения». Австралийская радиовещательная корпорация. Получено 27 июля 2017.
  24. ^ Дейл, Джеймс; и другие. (14 ноября 2017 г.). «Трансгенные бананы Кавендиш с устойчивостью к фузариозу тропической расы 4». Nature Communications. 8 (1): 1496. Bibcode:2017НатКо ... 8.1496D. Дои:10.1038 / s41467-017-01670-6. ISSN  2041-1723. ЧВК  5684404. PMID  29133817.
  25. ^ Чиа-нань, Лин. «ICDF помогает другим странам с банановой болезнью». taipeitimes.com. Тайбэй Таймс. Получено 1 марта 2020.
  26. ^ Карла Хелфферих (1990). «Битва за бананы». Научный форум Аляски. Архивировано из оригинал на 2008-02-23. Получено 2008-06-02.

Библиография

  • “

внешняя ссылка