Фитофтороз - Википедия - Fire blight

Бактериальный ожог
Яблоня с бактериальным ожогом.jpg
Научная классификация редактировать
Домен:Бактерии
Тип:Протеобактерии
Учебный класс:Гаммапротеобактерии
Заказ:Enterobacterales
Семья:Erwiniaceae
Род:Эрвиния
Разновидность:
Э. амиловора
Биномиальное имя
Эрвиния амиловора
(Burrill 1882) Уинслоу и другие. 1920
Тип деформации = НЦППБ 683

Бактериальный ожог, также написано огненный свет, это заразная болезнь влияющий яблоки, груши, и некоторые другие члены семьи Розоцветные. Это серьезная проблема для производителей яблок и груш. В оптимальных условиях он может уничтожить весь фруктовый сад за один вегетационный период.

Причинная возбудитель является Эрвиния амиловора,[1] а Грамотрицательный бактерия в порядке Enterobacterales. Груши самые восприимчивые, но яблоки, мушмула, яблони, айва, боярышник, кизильник, Пираканта, малина и некоторые другие розовые растения также уязвимы. Считается, что это заболевание присуще Северная Америка, откуда он распространился по большей части остального мира.

Считается, что бактериальный ожог не присутствует в Австралия хотя, возможно, он там существует.[2] Это стало основной причиной давнего эмбарго на импорт новозеландских яблок в Австралию.[3] Также считалось, что в Японии нет болезни, но она была обнаружена в грушах, выращиваемых в северной Японии. Однако японские власти по-прежнему отрицают его существование, и считается, что обнаруживший его японский ученый покончил жизнь самоубийством после того, как его имя стало известно пострадавшим фермерам.[4] В Европе он занесен в карантинное заболевание и распространяется по боярышнику (Crataegus) живые изгороди, посаженные вдоль железных дорог, автомагистралей и магистралей.

История

В начале 1800-х годов Э. амиловара была первой бактерией, которую можно было использовать в экспериментах, чтобы продемонстрировать, что она действительно вызывает болезни у растений. Принято считать, что эта разрушительная бактерия сельскохозяйственных культур первоначально возникла в Северной Америке. Сегодня, Э. амиловара в настоящее время можно найти во всех провинциях Канады, а также в некоторых частях Соединенных Штатов Америки; государства включают Алабама, Калифорния, Колорадо, Коннектикут, Грузия, Иллинойс, Мэн, Мэриленд, Массачусетс, Мичиган, Нью-Йорк, Северная Каролина, Огайо, Орегон, Пенсильвания, Техас, Юта, Вирджиния, Вашингтон, Западная Виргиния и Висконсин. Другие американские страны его возникновения включают, но не ограничиваются ими: Мексика и Бермуды. На африканском континенте, Э. амиловора был подтвержден в Египет.

Считается, что возбудитель впервые был занесен в Северная Европа через бактериальный ил из контейнеров с фруктами в 1950-х годах[нужна цитата ], завезены из Северной Америки. В 1950-1960-е гг. Э. амиловора распространились по большей части Северной Европы, но оставив большие территории Германии и Франции, казалось бы, нетронутыми болезнью, при которой бактерии вызывают разрушительную болезнь, известную как «молния». Это было недолго, так как Э. амиловора стало известно, когда он был обнаружен в конце 1990-х годов в Германии. Тем не менее к 1980-м годам Э. амиловора бактерии были обнаружены в Восточном Средиземноморье, хотя считается, что они появляются в этом регионе изолированно, а не в результате местной передачи. Наконец, с 1995-1996 годов начали регистрироваться случаи вспышек огня в таких странах, как Венгрия, Румыния, Северная Италия и северный Испания.

Симптомы

Фитофтороз на грушевом дереве, вызванный Эрвиния амиловора

Ткани, пораженные симптомами Эрвиния амиловора включают цветы, плоды, побеги и ветви яблони (Pomoideae), груши и многих других розоцветных растений. Все симптомы очевидны и, как правило, легко распознать. Симптомы соцветий включают замачивание цветков, завязей и цветоносов водой.[5] Это приводит к тусклому серо-зеленому цвету через 1-2 недели после опадания лепестка, и в конечном итоге ткани сморщиваются и становятся черными. У основания цветка и молодых плодов появляются похожие симптомы по мере распространения инфекции. Непрозрачные белые или янтарные капли бактериального ила можно увидеть на инфицированной ткани при высокой влажности окружающей среды. Побеги показывают похожие симптомы, но развиваются гораздо быстрее. «Пастуший посох» можно увидеть, когда кончик побега увядает, а больные листья побега обычно почернеют вдоль средней жилки, а затем отмирают. По количеству пораженные побеги придают дереву испорченный вид. Первоначальное заражение цветков и побегов может распространиться на большие ветви деревьев. Ветки потемнеют и пропитаются водой. На поздних стадиях инфекции появляются трещины на коре и впадина. Древесина под корой покрывается прожилками и окрашивается в черный цвет. Незрелые плоды образуют водянистые поражения, которые позже становятся черными. На этих поражениях можно найти бактериальный ил. При тяжелых инфекциях плоды полностью почернеют и сморщиваются.[6]Первичный инокулят этого заболевания обычно получают из язв, образовавшихся в предыдущем сезоне. Факторы, определяющие, станут ли язвы активными, малоизвестны, но считается, что язвы, обнаруженные на больших ветвях деревьев, с большей вероятностью станут активными. Также считается, что возраст может быть фактором.[7]

Распространение

Гала яблоко ветка с «опаленными» листьями после сильного ожога.

Пчелы и другие насекомые, птицы, дождь и ветер может передавать бактерию в чувствительную ткань. Травмированная ткань также очень восприимчива к инфекционное заболевание, включая проколы и разрывы, вызванные сосущими растения или кусающимися насекомыми. Град может заразить весь сад за несколько минут, и садоводы не ждут появления симптомов, обычно начиная меры борьбы в течение нескольких часов.

После депонирования бактерия попадает в растение через открытый устьица и вызывает почерневший, некротический поражения, что также может привести к вязкий экссудат. Этот насыщенный бактериями экссудат может распространяться на другие части того же растения или на уязвимые участки других растений дождем, птицами или насекомыми, вызывая вторичные инфекции. Наиболее быстро болезнь распространяется в жаркие, влажные Погода и бездействует зимой, когда температура падает. Однако инфицированная ткань растения содержит жизнеспособные бактерии, и производство экссудата возобновится после наступления теплой погоды следующей весной. Затем этот экссудат является источником новых раундов первичных инфекций.

Возбудитель распространяется по дереву с места заражения через растения. сосудистый система, в конечном итоге достигнув корни и / или прививать стык завода. Как только корни растения поражены, растение часто погибает. Чрезмерная обрезка и чрезмерное удобрение (особенно с азот ) может привести к водный источник и другие виды роста в середине лета, которые делают дерево более восприимчивым.

Эрвиния амиловора обычно проникает в свой хост ксилема или же корковая паренхима. Он также может проходить через устьица, чечевицы и гидатоды. Он распространяется дождем и / или насекомыми естественным путем, но этот способ распространения очень неэффективен и может быть эффективным только для локальной передачи патогена. Также предполагается, что аэрозоли играют роль в его передаче из-за обнаружения Э. амиловора в средиземноморских регионах. По своему составу возбудитель состоит из коротких палочек с закругленными концами, подвижными благодаря множеству перитрихов. жгутики. Э. амиловара является грамотрицательной бактерией (как указано выше).

Микроорганизмы, вызывающие бактериальный ожог, также распространяются различными способами, например, ливнем или орошением водой, насекомыми и крылатыми животными, другими зараженными растениями и нечистыми инструментами для выращивания. Наибольшая опасность заражения этой бактерией - это предлетние или поздние весенние месяцы, когда она выходит из состояния покоя. Поразительно, но решения от бактериального ожога не существует; Таким образом, лучшие лекарства от бактериального ожога - это стандартная обрезка и удаление любых испорченных стеблей или ветвей. Это также может помочь избежать использования верхней системы водоснабжения, поскольку орошение водой является одним из наиболее известных способов распространения болезни. Следует с осторожностью относиться к инструментам для копания, особенно к тем, которые подверглись воздействию микроскопических организмов. Инструменты следует продезинфицировать в спиртовом растворе, состоящем из трех частей. денатурированный спирт на одну часть воды. Также можно использовать разбавленный бытовой отбеливатель (одна часть отбеливателя на девять частей воды). Постоянно старайтесь полностью сушить инструменты, чтобы предотвратить коррозию. Это также может помочь в их смазывании.[8]

Муха Делия платура наблюдался посещать раны бактериального ожога для кормления, но не подтвержден как эффективный переносчик. В конце концов было продемонстрировано, что D. platura успешно передает бактериальный ожог на уже поврежденные побеги яблони.[9] Экзополисахарид бактериального ожога также служил клеем для прикрепления размножающихся клеток к D. platura.[9] D. platura избавляться от бактериального ожога с постоянной скоростью[9] - и не страдал от этого - как минимум пять дней.[9]

Управление

Опрыскивание растений стрептомицин или инъекция растений окситетрациклин может предотвратить новые инфекции.[10] Широкое использование стрептомицинового спрея привело к устойчивость к антибиотикам в некоторых областях, таких как Калифорния и Вашингтон. Определенный биологический контроль состоящий из полезных бактерий или дрожжей, также может предотвратить заражение новых деревьев бактериальным ожогом. Единственное эффективное лечение уже зараженных растений - это обрезка пораженных ветвей и удаление их с участка.[11] Следует регулярно осматривать растения или деревья на предмет появления новых инфекций. Остальные растения можно спасти, если зараженные дерево удаляется до того, как инфекция распространяется на корни.[12] Нет никакого известного лекарства; профилактика - ключ к успеху.[13]

Э. амиловора должен быть уничтожен извне, прежде чем попадет в клетку. Это просто потому, что, попав в хозяина, он распространяется во время эндофитной фазы патогенез. Как только это происходит, методы внешнего контроля становятся неэффективными. Идеальный метод борьбы - нанесение на растение меди и антибиотиков извне. Это единственный эффективный метод и действительно профилактический. В настоящее время отмечено, что Э. амиловора развила устойчивость к антибиотику стрептомицину, как и большинство бактерий, благодаря их гибкой способности передавать предпочтительные гены, способствующие устойчивости к определенным антибиотикам, горизонтально от видов, даже не похожих на него, как это могут делать все бактерии.[14]

Фитосанитарный меры были использованы как лучшие санитарные меры против Э. амиловора разгон. Странам с высоким уровнем риска рекомендуется не ввозить на свою территорию растения, чувствительные к патогену, потому что, как только бактерии приживаются в каком-либо районе, практически невозможно искоренить болезнь. Питомники и сады в таких регионах находятся на строгом фитосанитарный меры наблюдения и хорошо контролируются. Импортированные и инфицированные культуры уничтожаются, как только их замечают, поскольку бактерии распространяются очень быстро, а методы уничтожения обычно являются дорогостоящими и неэффективными.

Текущие стратегии борьбы с ожогами зависят от фитосанитарный меры по уменьшению посевов на плантации и использование брызг лекарств для предотвращения заражения, особенно инфекций цветков. Уменьшение количества необходимого инокулята на плантации путем удаления оставшихся язв во время зимней обрезки является основным методом борьбы с бактериальным ожогом.[15]

На плантациях, находящихся под серьезным влиянием, социальные практики, которые замедляют скорость развития дерева, также замедляют темпы улучшения язвы. Это включает задержку поливной воды, азотных удобрений и сельского хозяйства. Кроме того, методы, которые уменьшают повреждение деревьев и развитие бактерий, могут уменьшить количество побочных заболеваний. Это включает в себя борьбу с ошибками, например, с клопами растений и псиллой, ограничение использования распределителей придатков на молодых плантациях и отказ от использования дождевателей над головой.[16]

Важность

Помимо исторической важности того, что это первая бактерия, которая, как доказано, является патогеном растений, она чрезвычайно важна с экономической точки зрения.[6] Расходы на контроль и потери оцениваются примерно в 100 миллионов долларов в год в США. В частности, в Мичигане в 2000 году оценивается убыток в 42 миллиона долларов из-за вырубки около 400 000 яблонь.[17] Тёплая, влажная и сырая погода в мае привела к этой эпидемии. При этом примерно 68 миллионов долларов оцениваются убытками в Вашингтоне и северном Орегоне. Э. амиловора распространяется по всей территории США и по всему миру, вызывая серьезный ущерб, хотя вряд ли он нанесет серьезный ущерб в Северной Европе. Так долго как Э. амиловора не заносится в Среднюю Азию, где до сих пор растут дикие яблони, он не изменит никаких экосистем. Биоразнообразие также не пострадает, поскольку ни одному виду растений не угрожает исчезновение из-за этого патогена. Выращивание груш в Эмилии-Романье в Италии - традиционное занятие для некоторых семей, и бактериальный ожог угрожает этой традиции, которая передавалась из поколения в поколение.[18] На юге Германии яблони и груши уже давно являются частью ландшафта, и их трудно защитить. Устранение исчезновения яблонь и груш в их ландшафте может оказаться дорогостоящим, и это может отрицательно повлиять на туризм. В долгосрочной перспективе бактериальный ожог - очень важный фактор экономики и общества.

Заранее определенное количество сортов яблони отвечает за огромный объем ежегодного создания. Покупатели и универсальные магазины ценят эти сорта за их внешний вид, качество, аромат и сохраняемость, в то время как культиваторы дополнительно ценят их плантационные характеристики и подготовленный рынок, возникающий из-за запроса покупателя. Сохранение желаемых качеств плодоносящего сорта при одновременном проявлении свойств противодействия болезням с помощью обычных методов воспроизводства во всех смыслах невообразимо из-за гетерозиготности яблока, долгого возраста и самонесения. Наследственное проектирование предлагает привлекательный вариант, поскольку он может дать более быстрые результаты, свойства устойчивости можно получить из множества источников, можно изменить заявление о местных качествах яблони и сохранить привлекательные характеристики измененного сорта или подвоя.[19]

Патогенез

Патогенность зависит от множества различных факторов, таких как продукция сидерофоров десферриоксамина, металлопротеаз, плазмид и гистоноподобных белков. Однако некоторыми существенными факторами патогенности являются вариации в синтезе внеклеточных полисахаридов (EPS), а также в механизме системы секреции типа III и связанных с ней белков.[20] EPS помогает бактериальным патогенам избегать защиты растений, «закупоривать» сосудистую систему хозяина, защищать бактерии от высыхания и прикрепляться к обеим поверхностям и друг к другу. Один EPS представляет собой амиловоран, полимер повторяющихся звеньев пентасахарида. Если напряжение Э. амиловора не может производить амиловоран, он не является патогенным и не может распространяться среди растений. Леван - еще один ЭПС, и его отсутствие замедляет развитие симптомов. Системы секреции типа III используются для экспорта и доставки эффекторных белков в цитозоль растений-хозяев. Эта система в основном состоит из белков Hrc. Подвижность - еще один важный фактор вирулентности.[21] С Э. амиловора не является обязательным биотрофом, он способен выживать вне хозяина, что позволяет ему распространяться разными способами, например, дождем.

Рекомендации

  1. ^ Типовой штамм НЦППБ 683 В архиве 2012-07-11 в WebCite (мертвая ссылка 3 декабря 2019 г.)
  2. ^ «Австралия и Новая Зеландия обмениваются оскорблениями из-за бактериального ожога. (Болезнь деревьев)». Агра Европа. 23 мая 1997 г.
  3. ^ «Местные производители яблок отказываются от киви». Австралийская радиовещательная корпорация. 2010-04-13. Получено 11 ноября, 2014.
  4. ^ Хелм, Лесли; Эйзенстодт, Гейл (22 июля 1996 г.). "Попал под перекрестный огонь Тихоокеанской яблочной войны". Лос-Анджелес Таймс. Получено 9 августа, 2010.
  5. ^ Шрот, М. (2010). «Яблочный и грушевый ожог» (PDF). plantdiseases.org. В архиве (PDF) с оригинала 18 января 2020 г.. Получено 17 января, 2020.
  6. ^ а б Джонсон, Кеннет Б. «Яблочный и грушевый ожог». Американское фитопатологическое общество. Инструктор по здоровью растений, 2000. Интернет. 15 ноября 2016 г.
  7. ^ Бир, Стивен В. и Норелли, Джон Л. «Эпидемиология ожогового ожога: факторы, влияющие на высвобождение Эрвиния Амиловора от Cankers. "Phytopathology 77.9 (1977): 1119-125. Web. 15 ноября 2016 г."
  8. ^ https://www.garptingknowhow.com/plant-problems/disease/fire-blight-remedies-and-symptoms.htm
  9. ^ а б c d Баучер, Мэтью; Коллинз, Роуэн; Харлинг, Кейли; Бринд'Амур, Габриель; Кокс, Керик; Лоеб, Грег (11.11.2020). "Взаимодействие между Делия платура и Эрвиния амиловора Связано с передачей бактериального грибка через насекомых ". PhytoFrontiers. Американское фитопатологическое общество. 1: 1–13. Дои:10.1094 / фитофр-08-20-0013-р. ISSN  2690-5442.
  10. ^ Ильон А., Стирлинг Дж., Смит? RJ (2012). «Математическая модель, описывающая вспышку бактериального ожога». В Mushayabasa S, Bhunu, CP (ред.). Понимание динамики возникающих и повторно возникающих инфекционных заболеваний с помощью математических моделей. С. 91–104. ISBN  978-81-7895-549-0.
  11. ^ Ильон А., Стирлинг Дж. И др. (2012). «Математическая модель, описывающая вспышку бактериального ожога». В Mushayabasa S, Bhunu, CP (ред.). Понимание динамики возникающих и повторно возникающих инфекционных заболеваний с помощью математических моделей. С. 91–104. ISBN  978-81-7895-549-0.
  12. ^ «Fireblight: симптомы, причины и лечение». Университет Джорджии. Получено 13 ноября, 2014.
  13. ^ "Fire Blight". Государственный университет Колорадо. Получено 13 ноября, 2014.
  14. ^ «Супербак, сверхбыстрая эволюция». evolution.berkeley.edu. Апрель 2008 г.. Получено 2016-12-12.
  15. ^ Норелли, Джон Л .; Джонс, Алан Л .; Олдвинкл, Херб С. (август 2003 г.). «Борьба с бактериальным ожогом в двадцать первом веке: использование новых технологий, повышающих сопротивляемость хостов в Apple». Болезнь растений. 87 (7): 756–765. Дои:10.1094 / PDIS.2003.87.7.756. ISSN  0191-2917. PMID  30812883.
  16. ^ https://www.apsnet.org/edcenter/disandpath/prokaryote/pdlessons/Pages/FireBlight.aspx
  17. ^ Ачимович С.Г., Зенг К., МакГи Г.К., Сундин Г.В. и Уайз Дж.С. (2015) Борьба с бактериальным ожогом (Эрвиния амиловора) на яблонях с введенными в ствол индукторами устойчивости растений и антибиотиками и оценка индукции генов белков, связанных с патогенезом. Передний. Plant Sci. 6:16. Интернет. 15 ноября 2016 г.
  18. ^ «Эрвиния Амиловора (молния)». Международный центр сельского хозяйства и биологических наук. N.p., n.d. Интернет. 15 ноября 2016 г.
  19. ^ Норелли, Джон Л .; Джонс, Алан Л .; Олдвинкл, Херб С. (2003). «Борьба с бактериальным ожогом в двадцать первом веке: использование новых технологий, повышающих сопротивляемость хостов в Apple». Болезнь растений. 87 (7): 756–765. Дои:10.1094 / PDIS.2003.87.7.756. PMID  30812883.
  20. ^ Пике, Нурия, Давид Миньяна-Гальбис, Сусана Мерино и Хуан Томас. "Факторы вирулентности Эрвиния Амиловора: Обзор ». Международный журнал молекулярных наук, 16.6 (2015): 12836-2854. Интернет. 15 ноября 2016 г.
  21. ^ Vrancken, K., Holtappels, M., et al. (Май 2013). Патогенность и стратегии заражения возбудителем бактериального ожога Эрвиния амиловора в Rosaceae: Современное состояние. Микробиология 159(5): 823-832. Интернет. 15 ноября 2016

внешняя ссылка