Южный ожог листьев кукурузы - Southern corn leaf blight

Южный ожог листьев кукурузы
Cochliobolus heterostrophus.jpg
Южный ожог листьев кукурузы на Кукуруза
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Подразделение:
Аскомикота
Подразделение:
Пезизомикотина
Класс:
Дотидеомицеты
Порядок:
Pleosporales
Семья:
Pleosporaceae
Род:
Биполярный
Виды:
Б. майдис (Cochliobolus heterostrophus)
Биномиальное имя
Биполярный майдис
Нисикадо и Мияке

Южный ожог листьев кукурузы (SCLB) - это грибковый болезнь кукуруза вызванный патогеном растений Биполярный майдис (также известен как Cochliobolus heterostrophus в его состояние телеоморфа ).

Грибок - это Аскомицет и может использовать конидии или аскоспоры заразить.[1] Есть три расы Б. майдис: Гонка O, гонка C и гонка T; Симптомы SCLB различаются в зависимости от расы инфекционного патогена. Раса T заразна для растений кукурузы с мужской стерильностью Texas. цитоплазма (cms-T цитоплазма кукурузы), и эта уязвимость была причиной эпидемии SCLB в США в 1969-1970 гг.[2] По этой причине Race T представляет особый интерес. Хотя SCLB процветает в теплом и влажном климате, это заболевание можно найти во многих районах выращивания кукурузы в мире.[3] Типичные методы управления включают разведение на устойчивость хозяев, культурный контроль и фунгицид использовать.

Хосты

Основным хозяином южной фитофтороза кукурузы является Zea Mays, или же кукуруза, известный как кукуруза в Соединенных Штатах.

Различные типы кукурузы с нормальной цитоплазмой (N) уязвимы для Race O. цитоплазматическая устойчивость к Т-токсин из Биполярный майдис (производство Race T). Отсутствие ген обнаруженный только у растений с цитоплазмой мужской стерильной Техас, является причиной этой устойчивости.[1] У растений кукурузы с цитоплазмой T-cms по материнской линии унаследованный ген T-urf 13, который кодирует белковый компонент внутреннего митохондриальная мембрана. Т-токсин действует на эту часть митохондрий.[4] Точно так же раса C патогенна только для хозяев с цитоплазмой C.[3]

SCLB также может заразить сорго и Теосинте.[3]

Таблица 1. Обзор гонки

Раса / Токсин произведенВосприимчивый хозяин
Расовый O / O-токсинКукуруза с нормальной цитоплазмой (N) - большинство растений кукурузы
Расовый Т / Т-токсинКукуруза с цитоплазмой мужской стерильной техасской (T-cms) - эти растения имеют ген T-urf 13, который кодирует сайт действия Т-токсина.
Раса C / C-токсинКукуруза с цитоплазмой мужской стерильности C (C-cms) - в настоящее время встречается только в Китае.

Симптомы

Симптомы различаются в зависимости от расы.[5] Характерным признаком SCLB является наличие поражений листьев.[3]

Поражения при наличии Расы O имеют коричневый цвет с желтовато-коричневыми краями. Они начинаются как маленькие ромбовидные образования и удлиняются внутри вен, становясь больше и прямоугольными. Поражения расы O остаются на листьях кукурузы.[3][6] Размер поражения составляет от 2 до 6 миллиметров в ширину и от 3 до 22 миллиметров в длину.[5]

Поражения, вызванные Race T, имеют желто-зеленый цвет или хлоротичные ореолы. Позже поражения имеют границы от красного до темно-коричневого цвета и могут распространяться на все другие надземные части растения, включая стебель, влагалище и колос. Форма поражений эллиптическая или веретенообразная и может быть больше, чем поражения, вызванные Race O, от 6 до 12 миллиметров в ширину и от 6 до 27 миллиметров в длину.[3][6] Инфекция расы T вызывает увядание всходов, и они умирают в течение трех-четырех недель.[3]

Поражения, вызванные Race C, некротические и имеют длину около 5 миллиметров. Они также имеют тенденцию вызывать увядание.[7]

Заключить, Б. майдис может заразить лист, влагалище, початки, початки, черенки и стебли. Если инфицирование голени происходит достаточно рано, ухо может преждевременно погибнуть, что приведет к его выпадению. Зерна, пораженные SCLB, будут покрыты черной плесенью, которая может вызвать гниль.[1] Колосная гниль более обширна с Race T на кукурузе цитоплазмы cms-T.[8] Зараженные сеянцы могут увядать и погибнуть в течение нескольких недель после даты посадки.[1]

Поскольку симптомы являются реакцией растений, и аналогичные симптомы можно увидеть и у других патогенов растений, Биполярный майдис инфекцию можно подтвердить микроскопически. Признаком (фактического наличия патогена) SCLB являются его конидии. Они видны под микроскопом, обычно коричневого цвета и сужаются к краям.[3] Фитофтороз листьев кукурузы часто возникает при наличии ожога листьев южной кукурузы, и поражения различают эти два вида. Поражения SCLB более параллельны, легче и меньше по сравнению с NCLB. [9]

Цикл болезни

Цикл болезни Cocholiobolus heterostrophus является циклическим и выделяет либо бесполые конидии, либо половые аскоспоры для заражения растений кукурузы. Известно, что асексуальный цикл имеет место в природе и вызывает наибольшую озабоченность. При благоприятных влажных и теплых условиях конидии (первичные инокулят ) выделяются из пораженных растений кукурузы и переносятся на близлежащие растения ветром или проливным дождем. Как только конидии попали на лист или оболочку здорового растения, Биполярный майдис прорастет на ткани посредством полярного зародышевые трубочки. Зародышевые трубочки либо проникают через лист, либо через естественное отверстие, такое как устьица. В паренхиматозный ткань листа поражена мицелием гриба; клетки ткани листа впоследствии начинают буревать и разрушаться. Эти поражения приводят к образованию конидиофоров, которые при благоприятных условиях могут либо дополнительно инфицировать исходное растение-хозяин (ядра, шелуху, стебли, листья), либо высвободить конидии для заражения других близлежащих растений.[1] Термин «благоприятные условия» означает, что вода присутствует на поверхности листьев, а температура окружающей среды составляет от 60 до 80 градусов по Фаренгейту. В этих условиях споры прорастают и проникают в растение за 6 часов.[10] Гриб зимует в мусоре кукурузы в виде мицелия и спор, снова ожидая благоприятных весенних условий.[1] Время генерации нового посевного материала составляет всего 51 час.[11]

Как упоминалось ранее, Биполярный майдис также имеет половую стадию с аскоспорами, но это наблюдается только в лабораторных условиях. Его аскоспоры (внутри аски) находятся в аскокарпий Кохиобол, редкий в природе вид перитеция. Таким образом, основной путь заражения SCLB - бесполый через конидиальную инфекцию.[3]

Окружающая среда

Южный фитофтороз листьев кукурузы встречается во всем мире, почти везде выращивается кукуруза. Количество осадков, относительная влажность и температура в этом районе имеют решающее значение для распространения и выживания болезни.[12] Это потому, что SCLB поддерживает теплый влажный климат. Среда с высокой температурой (от 68 до 90 градусов по Фаренгейту) и высоким уровнем влажности особенно благоприятна для SCLB.[10] Напротив, продолжительный и солнечный вегетационный период с засушливыми условиями крайне неблагоприятен.[13] Раса O является наиболее распространенной из трех типов. Раса T встречается в районах выращивания техасских генотипов мужского бесплодия, а раса C обнаружена только в Китае.[3]

Управление

Лучшим методом борьбы с фитофторозом листьев кукурузы является разведение хозяин сопротивление. Были обнаружены источники устойчивости как к одному гену, так и к полигенам. Нормальная цитоплазма кукурузы может противостоять как Race T, так и Race C, отсюда более широкое присутствие Race O.[5] У некоторых устойчивых гибридов может быть пятнистость, но это только реакция на устойчивость и не приведет к утрате экономической значимости.[10]

Другие методы контроля могут предотвратить распространение всех рас. Например, важно обрабатывать растительные остатки между сезонами выращивания,[5] так как Б. майдис Зимует в опадах листьев и влагалища.[14] Обработку почвы можно использовать, чтобы способствовать разложению оставшегося мусора. Было замечено, что захоронение пожнивных остатков вспашкой уменьшило возникновение SCLB в отличие от минимальной обработки почвы, которая может оставлять остатки на поверхности почвы.[12] Еще одна форма культурного контроля, используемая для ограничения поражения листьев южной кукурузы: севооборот с культурами, не являющимися хозяевами.

Дополнительно могут использоваться фунгициды для листьев. Борьба с заболеваниями листьев имеет решающее значение в период от 14 дней до и до 21 дня после обработки кистью, это наиболее уязвимое время для возникновения повреждений от фитофтороза.[10] Фунгициды следует применять к растениям, инфицированным SCLB, сразу после того, как поражения становятся очевидными. В зависимости от условий окружающей среды повторное внесение может потребоваться в течение вегетационного периода.[3]

Важность

Методы земледелия и оптимальные условия окружающей среды для размножения Б. майдис в Соединенных Штатах привела к эпидемии в 1970 году. В начале 1960-х годов компании, производящие семенную кукурузу, начали использовать цитоплазму с мужской стерильностью, чтобы избавиться от прежней необходимости ручного отделения для экономии денег и времени.[15] Эти семена в конечном итоге были выведены в гибридные культуры до тех пор, пока, по оценкам, 90% -ная распространенность кукурузы с мужской стерильной цитоплазмой (Tcms) Техаса, уязвимой для недавно созданной расы T. Болезнь, впервые появившаяся в Соединенных Штатах в 1968 году, достигла статуса эпидемии. в 1970 году и уничтожил около 15% урожая кукурузного пояса в этом году.[1] В 1970 году болезнь началась на юге США и к середине августа распространилась на север до Миннесота и Мэн. Считается, что Иллинойс только компания SCLB потеряла 250 миллионов бушелей кукурузы.[10] Денежная стоимость утраченного урожая кукурузы оценивается в один миллиард долларов США.[1] В 1971 году потери SCLB практически исчезли. Это произошло из-за повторного использования нормальной цитоплазмы кукурузы, а не из-за благоприятной погоды, захоронения остатков и раннего посева.[10] Эпидемия SCLB высветила проблему генетического единообразия в монокультура сельскохозяйственных культур, что увеличивает вероятность появления новых рас патогенов и уязвимости хозяев.[1]

В настоящее время существует множество методов управления и лучших образовательных практик, но болезнь все еще может быть проблемой в тропическом климате, вызывая катастрофические потери урожая до 70%.[3]

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час я Агриос, Георгий Николай. «Болезни растений, вызываемые грибами». Патология растений. 5-е изд. Амстердам и др .: Elsevier Academic, 2005. 137, 268, 467-68. Распечатать.
  2. ^ 1 Ульструп, А. Дж., Ежегодный обзор фитопатологии 10 (1), 37 (1972).
  3. ^ а б c d е ж г час я j k л [1], Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы Maize Doctor, фитофтороз листьев Maydis (расширенная информация). Интернет. 6 ноября 2012 г.
  4. ^ Garraway et al., "Роль света и малата в снижении чувствительности листьев кукурузы цитоплазмы cms-T к токсину T расы Bipolaris maydis", Фитопатология 88.6 (1998): 556-652. Интернет. 6 ноября 2012 г.
  5. ^ а б c d Университет Небраски, Департамент патологии растений, Южный фитофтороз В архиве 2010-07-23 на Wayback Machine.
  6. ^ а б Центр интегрированной борьбы с вредителями, NCSU, Duncan et al. Основные болезни кукурузы в Северной Каролине.
  7. ^ [2] Вэй, Цзянь Кун и др. «Патологическая и физиологическая идентификация расы C Bipolaris maydis в Китае» Фитопатология 78 (1988): 550-54. APSnet. Интернет. 4 декабря 2012 г.
  8. ^ Калверт, Оскар Х. и Маркус С. Зубер. «Потенциал гниения ушей Helminthosporium Maydis Race T в кукурузе». Фитопатология 63.6 (1973): 769-72. APSnet. Интернет. 25 октября 2012 г.
  9. ^ [3] Профиль урожая кукурузы (сладкой) во Флориде
  10. ^ а б c d е ж [4] Расширение Университета Иллинойса, Распространенные болезни листьев и пятна кукурузы.
  11. ^ [5] Университет Миссури "Уроки прошлых и нынешних эпидемий"
  12. ^ а б Самнер, Дональд Р. и Р. Х. Литтрелл. «Влияние обработки почвы, даты посадки, выживаемости инокулята и смешанных популяций на эпидемиологию южной болезни листьев кукурузы». Фитопатология 64 (1973): 168-73. APSnet. Интернет. 25 октября 2012 г.
  13. ^ Schenck, N.C., and T.J.Stelter. «Развитие ожога листьев кукурузы в зависимости от температуры, влажности и применения фунгицидов». Фитопатология 64.5 (1974): 619-24. Распечатать.
  14. ^ [6] Отделение ботаники и патологии растений Университета Пердью, болезни сельскохозяйственных культур кукурузы.
  15. ^ Роуз, Дуглас. Патология растений 300. Университет Висконсина. Мэдисон, 7 ноября 2012 г.