Xanthomonas oryzae pv. oryzae - Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Xanthomonas oryzae pv. oryzae
Бактериальный ожог риса.jpeg
Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Бактериальный ожог риса
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гаммапротеобактерии
Заказ:
Xanthomonadales
Семья:
Xanthomonadaceae
Род:
Ксантомонады
Разновидность:
X. oryzae
Разнообразие:
X. o. pv. oryzae
Трехчленное имя
Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Xanthomonas oryzae pv. oryzae это бактериальный патовар что вызывает серьезную болезнь рис, другие травы и осока.[1]

Фон

Род Ксантомонады, который в основном состоит из фитопатогенных бактерий, является членом семейства Xanthomonadaceae. Среди ксантомонады, Xanthomonas oryzae pv. oryzae вызывает бактериальный ожог (ББ) риса, который является одним из наиболее серьезных заболеваний риса в большинстве стран, выращивающих рис.[2]

Бактериальный ожог риса имеет высокий эпидемический потенциал и губителен для высокоурожайных сортов как в умеренных, так и в тропических регионах, особенно в Азия. Его появление в 70-х годах в Африка и Америка вызвала опасения по поводу его передачи и распространения.[3]

Исследования бактериального ожога риса были начаты в Япония еще в 1901 году, и эти усилия были сосредоточены в основном на экологических исследованиях и химическом контроле. С тех пор были достигнуты значительные успехи в понимании ББ благодаря анализу взаимодействий между X. oryzae pv. oryzae и рис на многих уровнях, включая исследования, посвященные эпидемиологии, популяционной биологии, физиологии, клеточной биологии, биохимии и молекулярной генетике взаимодействия патогенов хозяина. Примечательно, что BB стал первым случаем, когда было завершено секвенирование генома как растения-хозяина, так и патогена.[4]

Хосты

Существует очень большой диапазон хостов для Xanthomonas oryzae pv. Ориза.[5]

Среди трав, хосты включают:

Среди Cyperaceae (Осоки), хосты включают:

Симптомы

  • Симптомы проявляются на листьях молодых растений в виде водянистых полосок от бледно-зеленого до серо-зеленого цвета у кончиков и краев листьев.
  • Эти поражения сливаются и становятся желтовато-белыми с волнистыми краями.
  • Со временем может быть поражен весь лист, он станет беловатым или сероватым, а затем погибнет.
  • Кожухи листьев и стебли более восприимчивых сортов могут быть поражены.
  • Системная инфекция приводит к увяданию, высыханию листьев и гибели, особенно молодых пересаженных растений.[6]
  • У более старых растений листья желтеют, а затем отмирают.

На запущенных стадиях заболевание трудно отличить от фитофтороз вызванный Xanthomonas oryzae pv. Oryzicola, но края поражения скорее волнистые, чем линейные, как у первого. Повреждение часто связано с чешуекрылые листовые ролики, листовые папки и жуки Hispa, так как бактерии легко проникают в поврежденные ткани, вызванные заражением насекомыми.[6]

Цикл болезни

Рисовые растения заражаются Xanthomonas oryzae через семена риса, стебли и корни, оставшиеся после сбора урожая, а также альтернативные хозяева сорняков. X. oryzae Питается мертвыми растениями и семенами и, вероятно, лучше всего перемещается от растения к растению через проточную воду от орошения или штормов. При попадании в растение-хозяин бактерия проникает в растение через естественные отверстия (водяные поры и трещины роста на корнях) и / или раны листьев и корней. X. oryzae растет на растении и поражает жилки листьев растения, а также ксилема вызывая засорение и увядание растений. Бактерии сочатся из повреждений листьев и распространяются ветром или дождем, особенно когда сильные штормы наносят вред растениям. X. oryzae имеет широкий диапазон хостов, который включает Леерсия Саянука который действует как альтернативный хозяин для бактерии и считается самым важным источником первичных инокулятов, а также отличным механизмом для выживания бактерий.[7]

Среда

Xanthomonas oryzae является эндемичным для Японии, но его также можно найти в азиатских странах-производителях тропического риса. В тропиках этот патоген наиболее часто встречается в сезон дождей, когда дождь и ветер травмируют посевы. Дождь и зараженная вода являются основными распространителями болезни, поэтому поля, расположенные на низких, влажных территориях с плохим дренажем и подверженными наводнениям, являются районами высокой заболеваемости. Наличие Леерсия Саянука также является ключом к распространению болезни, потому что это естественно растущий сорняк, который обычно встречается вокруг пирожков, и имеет способность заражаться бактериями и распространять бактерии через рисовую лепешку.

Использование азотных удобрений показало рост заболеваемости, но в основном потому, что растет больше растений и условия остаются более влажными,[8] но не влияет на размер поражения. В более засушливую погоду из повреждений листьев будет выделяться бактериальный ил в надежде найти нового хозяина. Идеальные температуры для X. oryzae рост 26–30 ° C (79–86 ° F); 20 ° C (68 ° F) - лучшая температура для начального роста. X. oryzae может жить в почве с диапазоном pH 4-8,8; оптимальный pH 6-6,50.

Важность

Xanthomonas Oryzae вызывает потенциально опасное заболевание. Обнаруженный во всем мире в умеренных и тропических регионах, он может уничтожить до 80 процентов урожая, если болезнь разовьется на ранней стадии. Даже если оно разовьется поздно, тем не менее, это может серьезно снизить качество и урожайность зерна.

Бактериальный ожог листьев - это распространенное и разрушительное заболевание, поражающее миллионы гектаров / акров по всей Азии.[9] В одной только Японии ежегодные убытки оцениваются между 22000 и 110 000 тонн[требуется разъяснение ]. На Филиппинах восприимчивые сорта теряют до 22,5% общего урожая во влажный сезон и до 7,2% в сухой сезон. У устойчивых культур эти цифры составляют соответственно 9,5% и 1,8%.[10]

Управление

Борьба с бактериальным ожогом листьев обычно осуществляется путем посадки устойчивых к болезням растений риса. PSB Rc82 - это стандартный сорт риса, используемый в Юго-Восточной Азии, и использование этого сорта позволяет собрать примерно 0,8 миллиона метрических тонн риса за сезон урожая, которые в противном случае были бы потеряны из-за бактериального ожога листьев. Макассан, новый сорт, выпущенный в 2011 году, показал повышенную устойчивость к бактериальной фитофторозе и в настоящее время используется в Мозамбике.[11]

Традиционные методы лечения, такие как применение соединений меди или антибиотиков, в значительной степени неэффективны в борьбе с бактериальным ожогом листьев. Все чаще рис создается с помощью генной инженерии для обеспечения устойчивости к этому заболеванию, поскольку лечение оказывается затруднительным. Было идентифицировано более 30 генов, связанных с устойчивостью к бактериальному ожогу листьев, и им были даны названия от Ха1 до Ха33.[12]

Методы биологической борьбы - относительно недавние разработки, которые в настоящее время не используются широко. Они могут быть использованы в будущем для уменьшения ущерба, наносимого бактериальным ожогом листьев, при этом экспериментальные данные показывают снижение ущерба до 64%.[13]

Сопротивление

В 2019 году гены, обеспечивающие сопротивление хозяина к бактериальному ожогу были превращены в рис, что привело к появлению более десяти устойчивых сорта. Они полагаются на гены устойчивости Xa4, xa5, xa13, Xa21, Xa33 и Xa38 и были выпущены для коммерческого культивирования.[14]

Рекомендации

  1. ^ «Бактериальный ожог листьев». Серия "Болезни риса" (Часть 1). Архивировано из оригинал 5 апреля 2012 г.. Получено 24 октября 2011.
  2. ^ Хопкинс, К.М., Уайт, Ф.Ф., Чой, С.-Х., Гуо, А., Лич, Дж. Э., «Идентификация семейства генов авиирулентности из Xanthomonas oryzae pv. Oryzae», Молекулярные взаимодействия растений и микробов, Vol. 5, No. 6, pp.451-495, 1992.
  3. ^ AFFRC - Xanthomonas
  4. ^ AFFRC.go.jp - последовательность генома хозяина и патогена[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ а б c НАППФАСТ: хозяева Xanthomonas oryzae В архиве 25 апреля 2012 г. Wayback Machine, НАППФАСТ, 2007.
  6. ^ а б Инвазивный: симптомы бактериального ожога, «USDA», 04 мая 2010 г.
  7. ^ Оу, Шу Х. «Болезни риса»
  8. ^ Tagami, Y .; Мизуками, Т. «Исторический обзор исследований бактериального ожога листьев риса, вызываемого Xanthomonas oryzae», Доусон. Специальный отчет Службы прогнозирования болезней растений и насекомых-вредителей № 10, 112
  9. ^ «Бактериальный ожог листьев поражает рис». Индуистский.
  10. ^ "Xanthomonas Oryzae". Европейская и средиземноморская организация защиты растений.
  11. ^ Jeung, J. U .; Heu, S. G .; Шин, М. С .; Vera Cruz, C.M .; Йена, К. К. (2006). «Динамика популяций Xanthomonas oryzae pv. Oryzae в Корее и их связь с известными генами устойчивости к бактериальным болезням». Фитопатология. 96 (8): 867–875. Дои:10.1094 / фито-96-0867. PMID  18943752.
  12. ^ «Бактериальный ожог». Устойчивый к болезням и вредителям рис. Архивировано из оригинал 16 октября 2011 г.
  13. ^ Велусамы, Паланиянди; Иммануэль, Дж. Эбенизар; Gnanamanickam, Samuel S .; Томашоу, Линда (январь 2006 г.). «Биологический контроль бактериального ожога риса ассоциированными с растениями бактериями, продуцирующими 2,4-диацетилфлороглюцин». Канадский журнал микробиологии. 52 (1): 56–65. Дои:10.1139 / w05-106. PMID  16541159.
  14. ^ Варшней, Раджив К .; Годвин, Ян Д.; Мохапатра, Трилохан; Джонс, Джонатан Д. Г.; Маккач, Сьюзан Р. (28 октября 2019 г.). «СЛАДКОЕ решение от упадка риса». Природа Биотехнологии. 37 (11): 1280–1282. Дои:10.1038 / s41587-019-0302-0. ISSN  1087-0156.