Colletotrichum kahawae - Colletotrichum kahawae

Colletotrichum kahawae
Научная классификация редактировать
Королевство:Грибы
Разделение:Аскомикота
Класс:Сордариомицеты
Заказ:Гломереллы
Семья:Glomerellaceae
Род:Коллетотрихум
Разновидность:
К. кахава
Биномиальное имя
Colletotrichum kahawae
Дж. М. Уоллер и Бридж[1]
Это пример здорового Кофе арабика растение, хозяин Colletotrichum kahawae.

Colletotrichum kahawae грибок возбудитель растений что вызывает болезнь кофейных ягод (CBD) на Кофе арабика посевы. Возбудитель - аскомицет, размножающийся бесполым путем. Бесполые споры (конидии) хранятся внутри ацервули.[1][2] Это заболевание считается одним из основных факторов, препятствующих C.arabica производство на африканском континенте, что представляет собой текущий географический ареал гриба.[3] Болезнь кофейных ягод вызывает темные некрозы в пятнах и преждевременное опадание зеленых ягод кофе. Высокая влажность, относительно теплые температуры и большая высота идеальны для формирования болезней.[4] Учитывая серьезность заболевания и отсутствие эффективных мер борьбы, существует серьезная обеспокоенность по поводу того, что грибок может распространиться на другие континенты, производящие кофе, такие как Южная Америка, что может иметь катастрофические последствия.[5]

Таксономия

До недавнего времени таксономическое описание и положение К. кахава был предметом большой путаницы. Из диапазона Коллетотрихум виды которые изолированы от кофейные растения первоначально были описаны четыре группы на основе их морфологических признаков: CCM (мицелий C. coffeanum), CCA (C. coffeanum acervuli), CCP (C. coffeanum pink) и Кофе штамм ягодной болезни (CBD).[6] Три бывшие группы позже были признаны С. gloeosporioides Пенз (CCM и CCA) и C. acutatum Simmonds (CCP) и оказался непатогенным в зеленых кофейных ягодах.[7] Только четвертая группа была способна заразить как раненые, так и неповрежденные зеленые ягоды и ранее называлась C. coffeanum.[7] Однако, C. coffeanum был описан в 1901 г. на основе Коллетотрихум изолирован от кофе в Бразилия,[8] где CBD не существует и, вероятно, был синонимом С. gloeosporioides, которое происходит как сапрофит или слабый возбудитель спелых ягод и поврежденных кофейных тканей по всему миру.[9] Несколько авторов попытались исправить эту аномалию, но только в 1993 году Уоллер и Бридж описали К. кахава как причинный агент CBD и как отдельный вид на основе морфологических, культурных и биохимических признаков[1] и совсем недавно на наборах данных с несколькими локусами.[3][10] Согласно Американское фитопатологическое общество, К. кахава также является возбудителем бактериального заболевания коричневая гниль.[11]

Хозяин и симптомы

Заражение может происходить на всех стадиях развития растения, от неоткрытых соцветий до спелых ягод и иногда листьев. Определяющая характеристика К. кахава его способность поражать зеленые ягоды; между 4–14 неделями после цветения он наиболее уязвим.[1] Есть два различных симптома ягодных инфекций, которые называются «активными» поражениями и «паршой». Обычными симптомами активных поражений являются темно-коричневые, слегка впалые пятна, которые начинаются с небольших размеров и постепенно увеличиваются в области, поглощающей всю ягоду, и становятся черными. В результате мякоть становится коричневой, твердой и ломкой, а поверхность ягоды остается гладкой (за исключением структур плодоношения грибов). Во влажных условиях плодовые структуры на пораженных участках могут давать розовые споры, которые с возрастом становятся белыми. Поражения парши могут быть обнаружены как на молодых, так и на зрелых ягодах, у которых они имеют пробковый, бледно-коричневый цвет и слегка вдавленные участки.[12] Эти поражения застойно образуются до тех пор, пока плоды не начнут созревать, создавая более благоприятную среду для роста грибка. Вторичный инокулят может быть произведен патогеном, что видно по концентрическим кольцам, окруженным появляющимися черными ацервулами внутри поражения. Активное поражение приведет к задержке развития ягод в зависимости от благоприятных погодных условий. Этот процесс, в свою очередь, приводит к мумификации ягод на ветке, и когда ягода начинает созревать, разовьется антракноз, вызывая заражение бобов.[4]

Цикл болезней и эпидемиология

Цикл полициклической болезни Colletotrichum kahawae в значительной степени зависит от дождя / воды для образования конидий, распространения, прорастания и заражения. К. кахава представляет собой аскомицет, который производит конидии из простых гиф, идеальное состояние которых до сих пор неизвестно.[1] Мумифицированные ягоды и кора веток считаются основными источниками инокулята для болезни. Споры покрыты гелеобразным слоем, который расширяется во влажных условиях, облегчая распространение спор во время дождя.[13][14] В кронах деревьев споры движутся вниз, так как движение контролируется водяными пленками. Эта характеристика является причиной того, что кофейные короны являются важным источником инокулята при болезни кофейных ягод (CBD).[6] Споры распространяются по бокам между деревьями и ветвями ветром и дождем, но локализованное движение вниз является прототипом движения инокулята. Распространенными векторами распространения на большие и средние расстояния являются: птицы, комбайны для уборки кофе и иногда насекомые.[15]

Коллетотрихум конидиум прорастание может произойти через 24 часа после контакта с тканью растения-хозяина. Затем следует удлинение зародышевой трубки, апикальный отдел которой дифференцируется в меланизированный апрессорий. Эта структура затем будет функционировать, проникая в кутикулу растительной клетки непосредственно за счет тургорного давления.[16] К. кахава это гемибиотроф который демонстрирует временную постпроникающую бессимптомную фазу биотрофа, за которой следует некротрофическая фаза, в которой наблюдаются симптомы CBD. Во время фазы биотрофа патоген вторгается в клетки-хозяева, не убивая их. Затем гриб питается живой тканью в течение 48–72 часов после инокуляции в зависимости от агрессивности изолята.[17] Вторая фаза питания, некротрофная фаза, включает в себя повышенную активность ферментов, разрушающих клеточную стенку, чтобы функционировать в К. кахава патогенность. Колонизация связана с серьезными изменениями клеточной стенки и гибелью протопласта хозяина.[18]

Происхождение и распространение

Первое сообщение о болезни кофейных ягод, вызванной Colletotrichum kahawae восходит к 1922 году в западной Кении, когда это привело к разрушению и оставлению C. арабика плантации в некоторых регионах.[14] Вскоре после этого грибок быстро распространился по большей части африканского континента. Ангола (1930), Демократическая Республика Конго (1938), Камерун (1955), Танзания (1964), Эфиопия (1971), Малави и Зимбабве (1985), и в конечном итоге пострадали большая часть арабских кофейных зон на континенте.[5] По состоянию на 2017 год болезнь по-прежнему распространяется на африканский континент.

Окружающая среда

КБД часто встречается в высокогорных регионах, и болезнь встречается только на высоте более 1000 метров над уровнем моря (м. Над уровнем моря) (высота, до которой C. арабика вырос). Заболевание сильно зависит от климатических факторов: влажности, осадков и температуры. Как указано выше, осадки необходимы для прорастания спор и их распространения. К. кахава. Температура 20-22 ° C является оптимальной для прорастания и роста мицелия. Формирование аппрессориев происходит при одинаковых температурах и высокой относительной влажности.[4]

Управление

Современные методы борьбы с болезнями кофейных ягод - это применение фунгицидов и устойчивость к ним. Исследование показало, что есть основные гены в трех разных локусах, контролирующих устойчивость к CBD. Основными сортами, которые выращивают с высокой устойчивостью к заболеванию, являются: C. арабика L. var. Rume Sudan и спонтанный гибрид Hibrido de Timor (HdT).[19][20] Растения, выведенные из этих сортов (Catimor, Ruiru 11 и т. Д.), Используются для выработки лучшей устойчивости с помощью подходов к набору генов. Этот процесс усложняется, когда сорт, выведенный на предмет высокой устойчивости, развивает нежелательные признаки (низкая урожайность, плохой профиль бобов и т. Д.) Для коммерчески производимых продуктов, как это видно на примере сорта Катимор.[17] Регионы выращивания кофе за пределами Африки находятся в процессе разработки новых сортов кофе или повышения уровня устойчивости существующих коммерческих сортов к CBD в качестве меры предосторожности против распространения патогена. Этот процесс осуществляется с использованием искусственных методов скрининга для выявления CBD в молодых культурах кофе (обычно семенных гипокотилях), чтобы ускорить процесс скрининга устойчивости.[21][22]

Применение фунгицидов является основной применяемой тактикой управления. Для борьбы с КБД рекомендуются различные фунгициды на основе меди, органические фунгициды, а также их смеси. Наиболее широко используются фунгициды на основе меди из-за их низкой стоимости по сравнению с органическими фунгицидами; тем не менее, они становятся дорогими, когда интенсивность заболевания требует 7-8 обработок в год. Этот процесс может стать трудоемким, дорогостоящим и разрушительным для экологии почвы. Химический контроль CBD может составлять до 45% годовых затрат на добычу на некоторых месторождениях. Несмотря на такие тщательно продуманные меры контроля, потери до 50% потенциального урожая все же могут произойти при неблагоприятных погодных условиях.[23]

Культурные обычаи предполагается вплетать в обычную тактику управления. Эти методы включают обрезку зараженных ветвей, уничтожение зараженного материала, удаление мумифицированных ягод,[24] минимизация оптимальных микроклиматических условий для роста патогенов и использование конкурентных и антагонистических микроорганизмов в филлосфере растений. Colletotrichum kahawae Было показано, что при затенении фруктовых деревьев они вызывают меньше болезней, поскольку фруктовые деревья предотвращают попадание дождя на ягоды, предотвращая распространение конидий.[25] Также было отмечено, что употребление грибка Fusarium stilboides Волленв и Epicoccum nigrum Ссылка и некоторые дрожжи могут ограничивать прогрессирование CBD. Недавняя публикация определила и охарактеризовала Streptomyces виды с сильным антагонизмом к C. kahwae.[26] Затем эту потенциальную тактику биоконтроля необходимо будет сбалансировать с использованием фунгицидов из-за наблюдений, что повторные применения фунгицидов увеличивают CBD за счет устранения грибковых биоконтролей.[18]

Влияние

Поскольку болезнь кофейных ягод может стать очень серьезной, а эффективные меры борьбы с ней отсутствуют, существует серьезная обеспокоенность по поводу того, что грибок может распространиться на районы выращивания кофе на других континентах, таких как Южная Америка, что может иметь катастрофические последствия. Однако в настоящее время это заболевание распространено только в высокогорных районах Африки с высокой относительной влажностью. Было зарегистрировано, что болезнь вызывает потерю урожая до 80%.[10][27]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Уоллер, JM; Мостик, ПД; Черный, R; Хазика, Г. (1993). «Характеристика возбудителя болезни кофейных ягод, Colletotrichum kahawae sp. ноя ". Микологические исследования. 97 (8): 989–994. Дои:10.1016 / s0953-7562 (09) 80867-8.
  2. ^ Mouen Bedimo, J. A .; Bieysse, D .; Nyassé, S .; Nottéghem, J. L .; Цилас, К. (2010). "Роль дождя в развитии болезни кофейных ягод в Кофе арабика вызванный Colletotrichum kahawae, в Камеруне ". Патология растений. 59 (2): 324–329. Дои:10.1111 / j.1365-3059.2009.02214.x. ISSN  0032-0862.
  3. ^ а б Сильва, Д.Н. Talhinhas, P; Cai, L; Мануэль, Лусоло; Gichuru, EK; Лоурейро, Андрея; Варзеа, Витор; Пауло, О.С.; Батиста, Д (2012). "Прыжок хозяина приводит к быстрому и недавнему экологическому видообразованию эмерджентного грибкового патогена. Colletotrichum kahawae" (PDF). Молекулярная экология. 21 (11): 2655–2670. Дои:10.1111 / j.1365-294x.2012.05557.x. PMID  22519519.
  4. ^ а б c Мануэль, Лусоло; Талхинхас, Педро; Варзеа, Витор; Невес-Мартинс, Жоао (2010). "Характеристика Colletotrichum kahawae изоляты, вызывающие болезнь кофейных ягод в Анголе ". Журнал фитопатологии. 158 (4): 310–313. Дои:10.1111 / j.1439-0434.2009.01613.x.
  5. ^ а б Сильва, Диого Н. (2010). Анализ нейтральной и адаптивной генетической изменчивости Colletotrichum kahawae и ее связи с комплексом C. gloeosporioides. Лиссабон: Лиссабонский университет. п. 102. HDL:10451/3316.
  6. ^ а б Гиббс, Дж. Н. (1969). «Источники инокулята для болезни ягод кофе». Анналы прикладной биологии. 64 (3): 515–522. Дои:10.1111 / j.1744-7348.1969.tb02900.x.
  7. ^ а б Hindorf, H (1970). "Коллетотрихум виды изолированные от Кофе арабика L. в Кении ". Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. 77: 328–331.
  8. ^ Ноак, Ф (1907). "Die krankheiten das kaffeebaumes in brasilien". Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. 11: 202.
  9. ^ Фриман, S; Катан, Т; Шаби, Э (1998). "Характеристика Коллетотрихум виды, вызывающие антракноз различных плодов ». Болезнь растений. 82 (6): 596–605. Дои:10.1094 / pdis.1998.82.6.596. PMID  30857006.
  10. ^ а б Прихастути, H; Cai, L; Чен, Н; Маккензи, EHC; Хайд, KD (2009). "Характеристика Коллетотрихум виды, связанные с кофейными ягодами на севере Таиланда » (PDF). Грибковое разнообразие. 39: 89–109.
  11. ^ «Болезни кофе». Болезни кофе. Получено 2020-05-09.
  12. ^ Масаба, Дина М .; Фоссен, Х.А.Х. Ван Дер (1 января 1982 г.). «Доказательства образования пробкового барьера как механизма устойчивости к болезни ягод (Colletotrichum coffeanum) в кофе арабика». Нидерландский журнал патологии растений. 88 (1): 19–32. Дои:10.1007 / BF01976423. ISSN  0028-2944. S2CID  35323691.
  13. ^ Уоллер, Дж. (1972-05-01). «Распространение спор через воду при болезни кофейных ягод и его связь с контролем *». Анналы прикладной биологии. 71 (1): 1–18. Дои:10.1111 / j.1744-7348.1972.tb04712.x. ISSN  1744-7348.
  14. ^ а б Макдональд Дж (1926). «Предварительный отчет о болезни зеленых кофейных ягод в Кении». Труды Британского микологического общества. 11 (1–2): 145–154. Дои:10.1016 / S0007-1536 (26) 80033-6.
  15. ^ Gaitán, Alvaro L .; Cristancho, Marco A .; Кастро Кайседо, Берта Л .; Ривильяс, Карлос А., ред. (2016-10-28), «ЧАСТЬ I: Инфекционные болезни», Сборник болезней и вредителей кофе, Американское фитопатологическое общество, стр. 3–44, Дои:10.1094/9780890544723.002, ISBN  978-0-89054-472-3
  16. ^ Чен, Чжэньцзя (лето 2004 г.). «Давление тургора Appressorium Colletotrichum kahawae может иметь значение в проникновении в кутикулу кофе». Микология. 96 (6): 1199–1208. Дои:10.1080/15572536.2005.11832868. PMID  21148942. S2CID  31013136.
  17. ^ а б Beynon, S.M .; Coddington, A .; Lewis, B.G .; Варзея, В. (1995-06-01). «Генетическая изменчивость возбудителя болезни кофейных ягод, Colletotrichum kahawae». Физиологическая и молекулярная патология растений. 46 (6): 457–470. Дои:10.1006 / pmpp.1995.1035.
  18. ^ а б Гайтан, Л. Альваро (2015). Сборник болезней и вредителей кофе. APS. С. 25–27. ISBN  978-0-89054-470-9.
  19. ^ Омонди, C.O. (Январь 2000 г.). «Реакция некоторых генотипов Coffea arabica на штаммы Colletotrichum kahawae, причина болезни кофейных ягод». Фитопатология. 148: 61–63. Дои:10.1111 / j.1439-0434.2000.tb04626.x.
  20. ^ Сильва, Мария ду Сеу; Варзеа, Виктор; Герра-Гимарайнш, Леонор; Азинхейра, Хелена Гил; Фернандес, Диана; Петито, Анн-Софи; Бертран, Бенуа; Лашермес, Филипп; Николь, Мишель (март 2006 г.). «Устойчивость кофе к основным заболеваниям: листовой ржавчине и болезни кофейных ягод». Бразильский журнал физиологии растений. 18 (1): 119–147. Дои:10.1590 / S1677-04202006000100010. ISSN  1677-0420.
  21. ^ ван дер Фоссен, H.A.M. (2006). «Современные разработки в области выращивания сортов кофе арабика с устойчивой устойчивостью к болезни ягод кофе (Colletotrichum kahawae)». Ассоциация науки и информации о кофе (ASIC). 21.
  22. ^ Фоссен, Герберт ван дер; Бертран, Бенуа; Шарье, Андре (2015-07-01). «Разработка нового поколения для устойчивого производства кофе арабика (Coffea arabica L.): обзор». Euphytica. 204 (2): 243–256. Дои:10.1007 / s10681-015-1398-z. ISSN  0014-2336. S2CID  17384126.
  23. ^ Уоллер, Дж. М. (2007). Кофейные вредители, болезни и борьба с ними. КАБИ.
  24. ^ Муэн Бедимо, Жозеф Обер; Bieysse, Daniel; Нджайюом, Ибрагим; Деумени, Жан Пьер; Килас, Кристиан; Ноттегем, Жан Лу (2007-06-05). «Влияние культурных обычаев на развитие болезни ягод арабики, вызываемой Colletotrichum kahawae» (PDF). Европейский журнал патологии растений. 119 (4): 391–400. Дои:10.1007 / s10658-007-9169-x. ISSN  0929-1873. S2CID  23883340.
  25. ^ Бедимо, Дж. А. Моуэн; Njiayouom, I .; Bieysse, D .; Нкенг, М. Ндумбе; Cilas, C .; Ноттегем, Дж. Л. (2008). «Влияние оттенка на развитие болезни ягод кофе арабика: на пути к системе агролесоводства для снижения воздействия болезней». Фитопатология. 98 (12): 1320–1325. Дои:10.1094 / PHYTO-98-12-1320. ISSN  0031-949X. PMID  19000007.
  26. ^ Нонох, Джеймс О. (май 2010 г.). «Выделение и характеристика видов Streptomyces с противогрибковой активностью из избранных национальных парков Кении». Африканский журнал микробиологических исследований. 4 (9): 856–864.
  27. ^ Durand, N .; Бертран, В .; Guyot, B .; Гиро, Дж. П. и Тачон, А. Ф. (2009). "Исследование Кофе арабика/Colletotrichum kahawae патосистема: Воздействие биологического средства защиты растений » (PDF). Журнал болезней растений и защиты. 116 (2): 78–85. Дои:10.1007 / bf03356290. JSTOR  43229033. S2CID  88935638.

внешняя ссылка