Zymoseptoria tritici - Zymoseptoria tritici

Zymoseptoria tritici
Septoria-tritici.jpg
Zymoseptoria tritici buğday yapraklarında
bilimsel sınıflandırma
Krallık:
Şube:
Sınıf:
Alt sınıf:
Sipariş:
Aile:
Cins:
Türler:
Z. tritici
Binom adı
Mycosphaerella graminicola
Eş anlamlı

Septoria Curtis Sacc., (1884)[2]
Septoria graminum Desm., (1843)
Septoria tritici Desm., 1842[3]Septoria tritici Berk. Ve M.A. Curtis, (1874)[4]
Septoria tritici var. Lolicola R. Sprague ve Aar. G. Johnson, (1944)[5]
Sphaeria graminicola Fuckel, (1865)[6]
Sphaerella graminicola Fuckel, (1870)[7]

Zymoseptoria tritici, eş anlamlı Septoria tritici, Mycosphaerella graminicola, bir türüdür ipliksi mantar, bir ascomycete ailedeMycosphaerellaceae. Bu bir buğday bitki patojeni neden septoria yaprak lekesi nedeniyle kontrol etmesi zor direnç birden çok mantar ilaçları. Patojen bugün en önemlilerinden birine neden oluyor buğday hastalıkları.[8]

2011'de Quaedvlieg ve ark. tanıttı yeni kombinasyon bu tür için: Zymoseptoria tritici (Desm.) Quaedvlieg & Crous, 2011,[9] her iki cinsin türlerinin türlerinin Mikosphaerella (anamorph cinsine bağlı Ramularia) ve cins Septoria (cinse bağlı Septoria, çok farklı septoria benzeri türlerin geniş bir küme içinde Mycosphaerellaceae) her ikisini de içeren sınıftan ayrı olarak kümelenmiş Zymoseptoria tritici ve Z. passarini. 2011'den beri toplam yedi Zymoseptoria türler cins içinde tanımlanmıştır Zymoseptoria; Z. tritici (cinsin türü Zymoseptoria), Z. Pseudotritici, Z. ardabilia, Z. brevis, Z. passarini, Z. halophila ve Z. verkleyi (Cinsin anlaşılmasını ilerletmek için yaptığı katkılardan dolayı Gerard J.M. Verkleij'in adını almıştır. Septoria).

Açıklama

Olgun piknidi Zymoseptoria tritici duyarlı bir buğday fidesinin birincil yaprağında. Yüksek nem, kısa mesafelerde yağmurla sıçrayan aseksüel piknidiosporlar içeren cyrrhi, filiz benzeri müsilajların ekstrüzyonunu uyarır.

Bu mantar, yapraklarda nekrotik lekelerle karakterize bir hastalık olan septoria tritici buğday lekesine neden olur.[10] Bu lekeler aseksüel (piknidya ) ve cinsel (psödothecia ) kırılmalar.[10]

Eşeysiz durum (anamorf aseksüel aşama daha önce şu şekilde adlandırılmıştı: Septoria tritici): Pycnidiospores hiyalin ve ipliğe benzer ve 3 ila 7 belirsiz bölme ile 1.7-3.4 x 39-86 μm boyutlarında. Piknidiosporların çimlenmesi lateral veya terminal olabilir. Cirrhi buff için süt beyazıdır. Bazen kültürde septasız, 1-1.3 × 5-9 μm boyutlarında hiyalin mikrosporları, mayaya benzer tomurcuklanma ile piknidia dışında meydana gelir.[11]

Bir buğday yaprağı stomasının eş zamanlı olarak hava yoluyla taşınan üç germ tüpü tarafından penetrasyonu ascospores (oklar) Zymoseptoria tritici.

Cinsel durum (teleomorf ): Psödothecia subepidermal, globose, koyu kahverengi ve 68-114 μm çapındadır. Asci ölçüsü 11-14 × 30-40 μm'dir. Ascospores hiyalin, eliptik ve 2.5-4 × 9-16 μm, eşit olmayan uzunlukta iki hücre ile.[11]

Genetik

1-13 arasındaki kromozomlar en büyük ve çok önemlidir. Kromozomlar 14-21 daha küçüktür ve vazgeçilebilir.

Zymoseptoria tritici bitki patojenik mantarların temel genetik çalışmaları için ilgi çekici bir modeli temsil eder.[10] Bu haploid bitki patojenik mantar.[10] Çoğu mantar, genetik çalışmaları büyük ölçüde basitleştiren haploiddir.[10]

Zymoseptoria tritici 2002 yılında Mycosphaerellaceae ailesinin ilk tür bağlantı haritası oluşturuldu.[13]

Tamamen sıralı ilk rapor genetik şifre nın-nin Zymoseptoria tritici 2011'den itibaren bir ipliksi mantar mevcut standartlara göre bitirilecek.[12] Genomun uzunluğu 39,7 Mb,[12] bu diğer filamentli askomisetlere benzer.[10] Genom 21 içerir kromozomlar,[12] bu askomisetler arasında bildirilen en yüksek sayıdır.[10] Dahası, bu kromozomlar 0,39 ila 6,09 Mb arasında değişen olağanüstü bir boyut aralığına sahiptir.[10]

Çarpıcı bir yönü Zymoseptoria tritici genetik birçok kişinin varlığıdır vazgeçilebilir kromozomlar.[12] Mantar üzerinde görünür bir etki olmaksızın sekiz kromozom kaybedilebilir ve bu nedenle vazgeçilebilir.[12] Diğer mantarlarda vazgeçilmez kromozomlar bulunmuştur, ancak genellikle düşük bir frekansta ortaya çıkarlar ve tipik olarak tek veya birkaç kromozomu temsil ederler.[10] Vazgeçilebilir kromozomlar antik çağlardan yatay transfer bilinmeyen bir donörden, bunu kapsamlı genetik rekombinasyon olası bir gizlilik mekanizması patojenite ve genom yapısının heyecan verici yeni yönleri.[12]

Şaşırtıcı bir özelliği Zymoseptoria tritici diğer dizilenmiş bitki patojenlerine kıyasla genomu, çok az gen içermesiydi. enzimler bozulan bitki hücre duvarları daha çok benzeyen endofitler daha patojenler.[12] Goodwin vd. (2011)[12] gizli patogenezinin Zymoseptoria tritici muhtemelen içerir proteinlerin bozulması ziyade karbonhidratlar enfeksiyonun biyotrofik aşamasında konakçı savunmalarından kaçmak için ve endofitik atalardan evrimleşmiş olabilir.[12]

Evrim

Mantar Zymoseptoria tritici 10.000–12.000 yıl önce evcilleştirmeden bu yana buğdayın patojeni olmuştur. Bereketli Hilal.[8] Buğdayı enfekte eden soy, yakından ilişkili Mikosphaerella doğayı enfekte eden patojenler çimen.[8] Var birlikte gelişti ve ev sahibi ile küresel olarak yayıldı.[8] Zymoseptoria tritici önemli ölçüde daha yüksek derecede gösterir ana bilgisayar özgüllüğü ve ayrılmış bir yaprak tahlilinde virülans.[8]

Ortaya çıkması ve "birlikte evcilleştirilmesi" Zymoseptoria tritici ile ilişkilendirildi adaptasyon buğday ve tarımsal bir ortama.[8] Endemik torunları öncü nın-nin Zymoseptoria tritici hala yabani otlarda bulunur Orta Doğu; ancak bu "vahşi" patojenler, "evcilleştirilmiş" buğday patojeninden daha geniş bir konakçı aralığı gösterir.[8] En yakın bilinen akrabası Zymoseptoria tritici adlandırıldı Z. pseudotritici B.[8] Zymoseptoria pseudotritici izole edildi İran iki ot türünden Agropyron repens ve Dactylis glomerata ekmeklik buğday ekili tarlalara yakın büyüyen (Triticum aestivum ).[8] olmasına rağmen Z. tritici İran'da sık görülen bir buğday patojenidir, gen akışı arasında Z. pseudotritici ve Z. tritici altı nükleer lokusun sekans analizine göre tespit edildi.[8]

Yaşam döngüsü

Zymoseptoria tritici ekin döküntüsü üzerinde meyve veren cisimler olarak aşırı kışlar, çoğunlukla psödothecia (cinsel meyve veren cisimler) ve bazen de bazı piknidia (aseksüel meyve veren cisimler).[14] Cinsel sporlar, kantitatif olarak hastalığın birincil aşılamasında yer alan daha önemli sporlardır, aseksüel sporlar ise ikincil döngüde daha önemlidir.[15] Erken ilkbaharda ascospores Mantarın cinsel sporları psödoteiden salınır. Askosporlar rüzgarla dağılır ve sonunda bir konakçı bitkinin (ekmek buğdayı veya durum buğdayı) yapraklarına iner. Diğer birçok bitki patojeninin aksine, Zymoseptoria tritici konak yaprağına girmek için bir mikrop tüpü kullanır stoma doğrudan penetrasyon yerine.[16] Uzun bir var gizli dönem semptomlar gelişmeden önce enfeksiyonu takiben iki haftaya kadar sürebilir.[12] Mantar, latent faz sırasında konak savunmalarından kaçar, ardından penetrasyondan 12-20 gün sonra semptom ekspresyonundan hemen önce hızlı bir şekilde nekrotrofiye geçer.[12] Enfeksiyon ve sporlanan yapıların oluşumu arasındaki sürenin (latent dönem) 20.35 ± 4.15 gün olduğu tahmin edilmiştir. Zymoseptoria tritici Kuzey Almanya'da ve artan sıcaklıkla azaldı.[17] Böyle bir geçiş biyotrofik -e nekrotrofik uzun bir gizli dönemin sonunda büyüme, cinsteki çoğu mantar tarafından paylaşılan alışılmadık bir özelliktir. Mikosphaerella.[12] Bu yaşam tarzı değişikliğinin nedeni veya mekanizması hakkında çok az şey biliniyor olsa da Mikosphaerella bitki patojenik mantarların en büyük ve ekonomik açıdan en önemli cinslerinden biridir.[12]

Birincil inokülum ıslak koşullar ve 50-68 ° F'lik soğuk sıcaklıklar gerektirir.[18] Uygun çevresel koşullar altında, enfekte yapraklar üzerinde lezyonlar gelişebilir ve kısa süre sonra lezyonlarda piknidia gelişmeye başlar.[18] Piknidia lezyonlar üzerinde küçük koyu noktalar olarak görünür. Pycnidia'dan mantarın aseksüel sporları olan conidiospores salınır. Bu eşeysiz sporlar yağmur sıçramasıyla dağılır ve bu polisiklik hastalık döngüsünün ikincil aşılamasına tepkidir.[16] Ne zaman Conidiospores yapraklara sıçradığında, askosporlara benzer şekilde hareket ederler ve yaprak lezyonlarının gelişmesine neden olurlar. Bu lezyonlar içinde piknidiye ek olarak psödothecia da gelişir. Pycnidia ve psödothecia, mantarın kışı geçirdiği ve döngünün yeniden başladığı yapılardır.

Hastalık yönetimi

Zymoseptoria tritici zor bir mantardır kontrol çünkü popülasyonlar son derece yüksek seviyelerde genetik değişkenlik ve bir patojen için çok sıradışı bir biyolojiye sahip.[12] Zymoseptoria tritici doğal koşullar altında aktif bir cinsel döngüye sahiptir ve bu, septoria tritici lekesinin önemli bir tetikleyicisidir. salgın hastalıklar ve sahadaki popülasyonların yüksek genetik çeşitliliğine neden olur.[10]

En etkili, ekonomik ve basit yöntem Zymoseptoria tritici yönetimi dayanıklı çeşitler ekmektir. Yirmi bir dirençli gen isimlendirildi, haritalandı ve yayınlandı.[19] Bazı çeşitler bir bölgede dirençli iken diğerinde hassastır; yerel patojen popülasyonuna bağlıdır. Tüm ekmeklik buğday ve durum buğdayı çeşitleri bir dereceye kadar hastalığa duyarlıdır, ancak en azından yerel popülasyona karşı kısmen direnç gösteren ekim çeşitleri Zymoseptoria tritici verimi büyük ölçüde artırabilir.

Ayrıca, ekinlerin düzenli rotasyonu, derin çiftçilik ve geç ekim gibi etkili olabilecek kültürel yönetim stratejileri de vardır.[14] Daha spesifik olarak, yakın zamanda enfekte olmuş bir tarlanın herhangi bir konakçı olmayan mahsul üzerine döndürülmesi, tarlada bulunan mantar miktarını en aza indirmede faydalı olabilir. Eylül ayındaki ilk askospor uçuşlarından sonra kışlık buğday ekimi, kış buğdayının birincil aşılamasını azaltmanın bir yoludur.[20]

Mantar ilacı kullanımı genellikle Septoria Leaf Blotch için ekonomik değildir. Mantar ilaçlarına karşı patojen direncinin hızlı gelişimi, önemli bir engeldir. Zymoseptoria tritici vardır direnç birden fazla fungisit için, çünkü ikameler CYP51. CYP51 ikameleri şunları içerir: Y137F direnç veren triadimenol, I381V direnç veren tebuconazole ve V136A direnç veren prokloraz.[21] Patojenin kimyasal kontrolü (antifungal ilaç ) artık uygulamasına güveniyor azol mantar öldürücüler demetilaz inhibe eden inhibitörler lanosterol 14 alfa-demetilaz (CYP51 ) aktivite.[21]

İçin son kontrol yöntemi Zymoseptoria tritici bakteri kullanarak biyolojik kontroldür. Bacillus megaterium Şimdiye kadar yapılan denemelerde hastalık gelişiminde yaklaşık% 80'lik bir azalmaya neden olduğu gösterilmiştir.[16] Pseudomonad'lar aynı zamanda umut verici bir bakteri kontrol seçeneğidir. Pseudomonadlar veya basil kullanmanın bir yararı, çoğu fungisit tarafından zarar görmemeleridir, bu nedenle kimyasal kontrollerle birlikte kullanılabilirler.[16] Bununla birlikte, dayanıklı çeşitler ve kültürel kontrol yöntemleri için Zymoseptoria tritici Biyolojik kontrol ile ilgili yüksek maliyetler nedeniyle genellikle kimyasal veya biyolojik kontrol yöntemlerine tercih edilmektedir.

Hastalığın Önemi

Ascomycete mantarı Zymoseptoria tritici nedenleri septoria tritici lekeyaprak hastalığı buğday küresel için önemli bir tehdit oluşturan yemek üretimi.[12] Başlıca yaprak hastalığıdır. kış buğdayı Batı Avrupa ülkelerinin çoğunda.[21] Zymoseptoria tritici dünya çapında buğday mahsullerini enfekte ediyor ve şu anda İran, Tunus ve Fas'ta da büyük bir sorundur.[16] Hastalığın şiddetli salgınları buğday verimini% 35-50 azaltmıştır.[16] Amerika Birleşik Devletleri'nde, Septoria yaprak lekesi buğdayda çok önemli bir hastalıktır ve yalnızca ikinci sırada buğday pası. Bu hastalık nedeniyle ABD'de yılda tahmini 275 milyon dolar kaybedilmektedir. Avrupa'da yıllık kayıplar 400 milyon doların üzerindedir.[16]

Dünyanın farklı bölgeleri şu anda farklı yönetim stratejileri deniyor. Örneğin, dünyanın en büyük buğday üreten bölgelerinden biri olan Nordik-Baltık bölgesinde, fungisitlerin kullanımı buğday verimini önemli ölçüde artırmıştır.[22] Etkili olduğu gösterilen mantar öldürücüler şunları içerir: kinon dış inhibitörler (QoI'ler), çoğu mantar ilacı gibi, büyük miktarlarda uygulanması pahalıdır. İklim değişikliği tüm dünyada sıcaklıkları artırmaya başladığında, Zymoseptoria triticidiğer birçok mantar patojeni ile birlikte, muhtemelen kış mevsiminde hayatta kalma oranını artırmış ve bu nedenle daha önemli birincil aşıya sahip olacaktır.[23] Etkili yönetim tekniklerine duyulan ihtiyaç, iklim değişikliği ile Septoria yaprak lekesinin yaygınlığı arttıkça daha da önemli hale gelecektir.

Referanslar

Bu makale, referanslardan CC-BY-2.5 metnini içermektedir[8][10][12][21]

  1. ^ Schröter J. (1894). Cohn, "Kryptogamen-Flora von Schlesien" (Breslau) 3-2 (9): 257-384. sayfa 340.
  2. ^ Saccardo P. A. (1884). Hece. mantar. (Abellini) 3: 561.
  3. ^ Desmazières J. B.H. J. (1842). "Neuvième, cryptogames, la plupart inédites, récemment découvertes en France, ve que vont paraître en nature dans la collection publiée par l'auteur eklediklerini fark etti." Annales Des Sciences Naturelles, Bot., sér. 2, 17: 91 -118. sayfa 107.
  4. ^ Berk. Ve Curtis M. A. (1874). N. Amer. Mantar.: Hayır. 441 bis.
  5. ^ Sprague R. ve Johnson A. G. (1944). İçinde: Sprague, Cevher Aziz Monog., Bot. 6: 32.
  6. ^ Fuckel (1865). Mantarlar rhenani exsic.: Hayır. 1578.
  7. ^ Fuckel (1870). Jb. Nassau. Ver. Naturk. 23-24: 101.
  8. ^ a b c d e f g h ben j k Stukenbrock E.H., Jørgensen F.G., Zala M., Hansen T.T., McDonald B.A. Ve Schierup M.H. (2010). "Buğday Patojeninin Konak Adaptasyonu ve Türleşmesiyle İlişkili Tüm Genom ve Kromozom Evrimi Mycosphaerella graminicola". PLoS Genetiği 6(12): e1001189. doi:10.1371 / journal.pgen.1001189
  9. ^ Quaedvlieg, W .; Kema, G.H. J .; Groenewald, J. Z .; Verkley, G. J. M .; Seifbarghi, S .; Razavi, M .; Gohari, A. M .; Mehrabi, R .; Crous, P.W. (2011). "Zymoseptoria gen. Kasım: Yerleştirmek için yeni bir cins Septoria ...graminik konaklarda meydana gelen türler gibi ". Persoonia. 26: 57–69. doi:10.3767 / 003158511X571841. PMC  3160802. PMID  22025804.
  10. ^ a b c d e f g h ben j k Wittenberg A.H.J., van der Lee T.A.J., Ben M'Barek S., Ware S.B., Goodwin S.B., vd. (2009). "Mayoz, Haploid Mantar Bitki Patojeninde Olağanüstü Genom Plastisitesine Yol Açıyor Mycosphaerella graminicola". PLoS ONE 4(6): e5863. doi:10.1371 / journal.pone.0005863.
  11. ^ a b Wiese, M.V. (1987). Buğday hastalıkları özeti. Amerikan Fitopatoloji Derneği. s. 124.
  12. ^ a b c d e f g h ben j k l m n Ö p q Goodwin S.B., Ben M'Barek S., Dhillon B., Wittenberg A.H.J., Crane C.F., ve diğerleri. (2011). "Fungal Buğday Patojeninin Bitmiş Genomu Mycosphaerella graminicola Dağıtıcı Yapıyı, Kromozom Plastisitesini ve Gizli Patogenezi Gösterir ". PLoS Genetiği 7(6): e1002070. doi:10.1371 / journal.pgen.1002070
  13. ^ Kema, G. H .; Goodwin, S. B .; Hamza, S .; Verstappen, E. C .; Cavaletto, J. R .; Van Der Lee, T. A .; De Weerdt, M .; Bonants, P. J .; Waalwijk, C. (2002). "Buğdayın septoria tritici yaprak lekesi patojeni olan Mycosphaerella graminicola'nın birleşik büyütülmüş parça uzunluğu polimorfizmi ve rastgele çoğaltılmış polimorfizm DNA genetik kinkage haritası". Genetik. 161 (4): 1497–1505. PMC  1462205. PMID  12196395.
  14. ^ a b "Buğdayın Mantar Yaprak Lekesi Hastalıkları: Tan lekesi, Septoria / Stagonospora nodorum lekesi ve Septoria tritici lekesi - Yayınlar". www.ag.ndsu.edu. Alındı 2020-12-06.
  15. ^ Suffert, F .; Sache, I .; Lannou, C. (Nisan 2011). "Septoria tritici blotch kışlık buğday salgınlarının ilk aşamaları: birikmesi, gözden geçirilmesi ve birincil aşı salımı: Mycosphaerella graminicola'nın birincil aşılaması". Bitki patolojisi. 60 (2): 166–177. doi:10.1111 / j.1365-3059.2010.02369.x.
  16. ^ a b c d e f g "Buğdayın Septoria tritici lekesi (STB)". Septoria tritici leke (STB) buğday. Alındı 2020-12-06.
  17. ^ Henze M., Beyer M., Klink H. & Verreet J.-A. (2007). "Aşağıdakiler için uygun meteorolojik senaryoları karakterize etmek Septoria tritici buğdayda enfeksiyonlar ve gizli dönemlerin tahmini ". Bitki Hastalığı 91: 1445-1449. [1]
  18. ^ a b Markell, Sam (26 Ekim 2006). "Buğdayın Mantar Yaprak Lekesi Hastalıkları: Septoria Blotch, Stagonospora Blotch ve Ten Rengi". Arkansas Üniversitesi Ziraat Bölümü. Alındı 6 Aralık 2020.
  19. ^ Brown, James K.M .; Chartrain, Laëtitia; Lasserre-Zuber, Pauline; Saintenac, Cyrille (Haziran 2015). "Zymoseptoria tritici'ye direnç genetiği ve buğday ıslahı uygulamaları". Mantar Genetiği ve Biyolojisi. 79: 33–41. doi:10.1016 / j.fgb.2015.04.017. PMC  4510316. PMID  26092788.
  20. ^ "Buğdayın Yaprak Lekesi Hastalıkları - Septoria tritici Blotch, Stagonospora nodorum Blotch ve Bronzluk Lekesi". ohioline.osu.edu. Alındı 2020-12-06.
  21. ^ a b c d Mullins J. G. L., Parker J. E., Cools H. J., Togawa R. C., Lucas J. A., vd. (2011). "Azol Direncinin Ortaya Çıkmasının Moleküler Modellemesi Mycosphaerella graminicola". PLoS ONE 6(6): e20973. doi:10.1371 / journal.pone.0020973.
  22. ^ Jalli, Marja; Kaseva, Janne; Andersson, Björn; Ficke, Andrea; Nistrup-Jørgensen, Lise; Ronis, Antanas; Kaukoranta, Timo; Ørum, Jens-Erik; Djurle, Annika (Ekim 2020). "Nordik-Baltık bölgesinde IPM karar vermenin temeli olarak buğday ve arpadaki yaprak lekesi hastalıklarının fungisit kontrolü nedeniyle verim artışı". Avrupa Bitki Patolojisi Dergisi. 158 (2): 315–333. doi:10.1007 / s10658-020-02075-w. ISSN  0929-1873.
  23. ^ Cotuna, Otilia (2018). "İklim Değişikliği Bağlamında Kış Buğdayı Zymoseptoria tritici'nin Etkisine Mahsul Yönetiminin Etkisi: Genel Bakış". Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi. 50: 69–76.

Dış bağlantılar