Пуччиния короната - Puccinia coronata
| Пуччиния короната | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Королевство: | Грибы |
| Разделение: | Базидиомицеты |
| Учебный класс: | Пуччиниомицеты |
| Заказ: | Pucciniales |
| Семья: | Pucciniaceae |
| Род: | Пуччиния |
| Разновидность: | P. coronata |
| Биномиальное имя | |
| Пуччиния короната Корда (1837) | |
| Синонимы | |
Aecidium crassum Чел. (1801) | |
Пуччиния короната это возбудитель растений и возбудитель овса и ячменная коронная ржавчина. Патоген распространен во всем мире, поражая как дикий, так и культурный овес. Коронная ржавчина представляет угрозу для производства ячменя, поскольку первые заражения ячменя происходят в начале сезона из-за местных инокулят.[1] Коронная ржавчина в ответ на резистентность хозяина сформировала множество различных физиологических рас внутри разных видов. Каждая патогенная раса может атаковать определенную линию растений в пределах типичного хозяина вида. Например, существует более 290 рас P. coronata.[2] Часто выращиваются культуры с устойчивыми фенотипами, но через несколько лет возникли вирулентные расы и P. coronata может заразить их.[3]
Симптомы
Урединии линейные, светло-оранжевые, встречаются в основном на пластинках листьев, но иногда встречаются и на влагалищах листьев. цветоносы и ости. Обширный хлороз часто ассоциируется с урединией. Телия в основном линейная, от черного до темно-коричневого, и покрыта эпидермисом хозяина.[4] Хотя заражение кроной ржавчиной обычно не приводит к гибели целого растения, оно действительно приводит к гибели отдельных листьев растений. Это значительно снижает фотосинтетические процессы, что, в свою очередь, снижает рост и урожайность. Кроме того, если растения сильно заражены, они становятся более чувствительными к условиям засухи, которые могут вызвать смерть.[5]
Цикл болезни
Телиоспоры на ячменной соломе и остатках уязвимых трав, оставленных в поле, прорастают весной и дают базидиоспоры это заразить R. cathartica. Пикниальные и эциальные стадии образуются на альтернативном хозяине. Эциоспоры из R. cathartica являются первичным инокулятом для заражения ячменя. Первичные инфекции, которые могут возникать весной на стадии трехлистного ячменя, развиваются в урединия. Урединиоспоры, продуцируемые в урединия повторяют процесс заражения, и грибок претерпевает несколько циклов размножения на ячмене за вегетационный период. Разносимые ветром урединиоспоры могут переносить гриб на некоторое расстояние от кустов R. cathartica, которые были первоисточниками первичного инокулята, хотя такое вторичное распространение кажется гораздо менее обширным, чем распространение ржавчины кроны овса.[4] Фактически, P. coronata avenae могут оставаться жизнеспособными на расстояниях в несколько сотен миль.[5]
Коронная ржавчина ячменя может заразить рожь а также ячмень. Кроме того, он также поражает ряд диких трав, в том числе крякву (Elytrigia repens ), пырей тонкий (Elymus tranchycaulus ), пырей западный (Pascopyrum smithii ), ячмень лисохвостый (Hordeum jubatum ) и несколько пырей (Elytrigia spp.) и диких ржаных трав (Элим виды и Леймус виды). На этих хозяевах гриб легко образует телии, которые служат резервуаром зимующих телиоспор. Кряква может быть важнейшим резервуаром для перезимовавших телий. Этот вездесущий многолетний сорняк очень восприимчив к ржавчине и часто растет около рамнуса.
Внутривидовая классификация
Урединиальные / телиальные стадии также встречаются у широкого круга видов трав (Poaceae) в родах. Агростис, Arrhenatherum, Бромус, Calamagrostis, Элим, Festuca, Глицерия, Холкус, Ордеум, Лолиум, Poa и Щедонор и т. д. Недавние молекулярные исследования показывают, что при высокой внутривидовой генетической изменчивости Пуччиния короната имеет несколько филогенетических линий. Семь филогенетических видов распознаются на основе специфичности хозяина, морфологии и мультигенного филогенетического анализа, а именно: P. coronata s.str., P. coronati-agrostidis, P. coronati-brevispora, P. coronati-calamagrostidis, P. coronati-hordei, P. coronati-japonica, и P. coronati-longispora. Пуччиния короната s.str. делится на две разновидности: P. coronata var. Avenae и P. coronata var. короната. Первый состоит из двух видов speciales: P. coronata var. Avenae f. sp. Avenae и P. coronata var. Avenae f. sp. Graminicola. Возбудитель коронной ржавчины на овсе относится к P. coronata var. Avenae f. sp. Avenae.[6][7]
Puccinia coronata avenae
Puccinia coronata avenae это разновидность грибка кроны ржавчины, которая поражает растения овса (Авена сатива).[8] Почти каждый регион выращивания овса в тот или иной момент был поражен этим патогеном.[5] Во время особо тяжелых эпидемий урожайность сельскохозяйственных культур во всем мире снизилась на 40%.[5] Одна причина, почему P. coronata avenae оказывает такое заметное влияние, что условия, благоприятствующие выращиванию овса, также способствуют росту и заражению ржавчины - это означает, что годы, в которые ожидается самый высокий урожай сельскохозяйственных культур, являются теми же годами, в которые потери также являются самыми высокими.[5] P. coronata var. Avenae Лучше всего уредоспоры прорастают при температуре 10-30 ° C, а рост зародышевых трубок оптимизируется при 20 ° C.[9]
В вирулентность из P. coronata avenae а устойчивость дикорастущих растений овса - это хорошо изученная тема. Кажется, что уровень устойчивости растения овса зависит от того, какая раса P. coronata avenae действует на овес; вирулентность грибкового патогена также, по-видимому, зависит от того, какой штамм подвергается атаке.[10] Скорее всего, существует несколько признаков, которые контролируют как вирулентность, так и резистентность, что предполагает очень интерактивный совместная эволюция паразита и хозяина.[10] Было обнаружено несколько специфических локусов, обеспечивающих устойчивость, таких как PCA который придал доминантный устойчивый фенотип девяти различным изолятам P. coronata.[11] Дополнительный изолят P. coronata также сопротивлялись, хотя может быть задействован другой, несвязанный ген, что коррелирует с теорией о том, что устойчивость и вирулентность контролируются A. sativa множественные гены.[11] Некоторые исследования предполагают, что реакция зависит от физиологической расы ржавчины из-за мутаций, возникающих у разных рас.[12]
Один из способов, которым экспрессия определенных генов борется с P. coronata avenae осуществляется за счет производства авеналюминов.[8] Авеналумины представляют собой антимикробные соединения, которые подавляют рост гиф, тем самым предотвращая P. coronata от распространения.[8] Авеналумины встречаются только на зараженных участках растений и нигде больше.[8] Производство авеналуминов регулируется некоторыми из тех же генов, которые, как было установлено, придают устойчивость к определенным линиям овса, что указывает на их важность в устойчивости.[8] В дополнение к общей устойчивости к определенным расам, в таких случаях, как производство авеналюминов, частичное или горизонтальное сопротивление обеспечивает способ уменьшить эффект P. coronata.[3]
Управление
Источники устойчивости к кроновой ржавчине были выявлены в зародышевой плазме ячменя из разных регионов, но большинство пивоваренных сортов ячменя, выращиваемых в настоящее время на северных Великих равнинах Северной Америки, восприимчивы к кроновой ржавчине.[1] Обычно P. coronata может преодолеть резистентный ген в течение пяти лет, что затрудняет для исследователей контроль его разрушительного воздействия на промышленность по производству овса. Служба сельскохозяйственных исследований исследователи ввели отдельные гены, которые производят белки, которые, как считается, распознают ржавчину кроны и запускают защитную реакцию внутри растения. [1] Потому что P. coronata’s Из-за быстрой способности адаптироваться к устойчивым сортам овса исследователям пришлось обратиться к новому сорту овса (Авена Барбата), который обычно считается сорняком, для новых генов устойчивости. В лабораторных исследованиях А. барбата замечательно проявил себя в обеспечении устойчивости к различным видам коронной ржавчины. Основная цель исследователей - не только придать устойчивость к кроновой ржавчине, но и разработать сорта овса с дополнительными желательными характеристиками, такими как высокая урожайность и устойчивость к засухе.[13]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б USDA ARS
- ^ Саймонс, Марр Диксон; Мишель, LJ (1964). «Международный регистр патогенных рас Puccinia coronata var. Avenae». Репортер болезней растений. 48 (10): 763–766.
- ^ а б Briere, S.C .; Kushalappa, A.C .; Мэзер, Д.Э (1994). «Скрининг на частичную устойчивость к изоляту кроны ржавчины (Puccinia coronata f. Sp. Avenae) Race 264 в сортах овса и линиях разведения». Канадский журнал патологии растений. 16 (1): 49–55. Дои:10.1080/07060669409500787.
- ^ а б БолезньЦикл
- ^ а б c d е «Овсяная корона ржавчины». Лаборатория злаковых болезней. Министерство сельского хозяйства США | Служба сельскохозяйственных исследований. Получено 19 октября 2015.
- ^ Лю, М .; С. Хэмблтон (2012). «Создание основы для таксономического обзора Puccinia coronata s.l. в филогенетическом контексте». Mycol Progress. 12: 63–89. Дои:10.1007 / s11557-012-0814-1.
- ^ Городской, З .; Дж. Маркова (1993). «Ржавые грибы трав в Европе. I. Puccinia coronata Corda». Acta Univ Кэрол. 37: 93–147.
- ^ а б c d е Mayama, S .; Матасуура, Y; Иида, Н; Тани, Т. (март 1982 г.). «Роль авеналюмина в устойчивости овса к кроновой ржавчине, Puccinia coronoata f. Sp. Avenae». Физиологическая патология растений. 20 (2): 189–199. Дои:10.1016/0048-4059(82)90084-4.
- ^ Kochman, J.K .; Браун, Дж. Ф. (март 1976 г.). «Влияние температуры, света и хозяина на развитие предварительного проникновения Puccinia graminis avenae и Puccinia coronata avenae». Анналы прикладной биологии. 82 (2): 241–249. Дои:10.1111 / j.1744-7348.1976.tb00559.x.
- ^ а б Динор, Амос (февраль 1977 г.). «Устойчивость к ржавчине кроны овса в Израиле». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 287: 357–366. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1977.tb34253.x.
- ^ а б Rayapati, P.J .; Greogry, J.W .; Ли, М; Уайз, Р.П. (декабрь 1994 г.). «Карта сцепления диплоидной Avena на основе локусов RFLP и локуса, придающего устойчивость девяти изолятам Puccinia coronata var. 'Avenae'". Теоретическая и прикладная генетика. 89 (7): 831–837. Дои:10.1007 / BF00224505. PMID 24178091.
- ^ Дамсдей, J.L; Smith, K.F .; Forster, J.W .; Джонс, Э. С. (октябрь 2003 г.). "Анализ генетической связи на основе SSR устойчивости к кроновой ржавчине (Puccinia coronata f. Sp. Lolii) у райграса многолетнего (Lolium perenne)". Патология растений. 52 (5): 628–637. Дои:10.1046 / j.1365-3059.2003.00884.x.
- ^ «Ученые ARS используют дикий овес для борьбы с коронной ржавчиной». Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США. 4 февраля 2010 г.