stringtranslate.com

Болезнь травянистых побегов сахарного тростника

Болезнь побегов сахарного тростника (SCGS) связана с Candidatus Phytoplasma sacchari , представляющей собой небольшую плеоморфную патогенную микоплазму, которая приводит к потерям урожая сахарного тростника от 5 до 20% . Эти потери выше в посевах крыс. Более высокая заболеваемость SCGS была зарегистрирована в некоторых частях Юго-Восточной Азии и Индии , что привело к 100% потере урожая тростника и производства сахара . [1] [2] [3]

Симптомы заболевания СКГС

Полный хлороз листьев при болезни SCGS

Зараженные фитоплазмой растения сахарного тростника демонстрируют разрастание побегов, которые придают ему типичный травянистый вид, отсюда и название «болезнь травянистых побегов». Листья зараженных растений не производят хлорофилл и поэтому кажутся белыми или кремово-желтыми. Жилки листа сначала становятся белыми, поскольку фитоплазма обитает в ткани флоэмы листа. Симптомы на ранней стадии жизненного цикла растения включают хлороз листьев , главным образом в центральной мутовке листьев. Зараженные растения не способны производить пищу из-за отсутствия хлорофилла , что приводит к отсутствию образования тростника. Эти симптомы особенно заметны на стерне . Глазки или боковые почки на растущем тростнике прорастают раньше обычного времени. Обследование различных полей западной Махараштры показало, что травянистые побеги с хлоротичными или кремово-белыми листьями являются наиболее распространенным фенотипом у растений сахарного тростника, зараженных SCGS.

Причинный организм

Заболевание SCGS связано с Candidatus Phytoplasma sacchari , [4] [5] , который является одним из наиболее разрушительных патогенов сахарного тростника ( Saccharum officinarum L.). В Индии фитоплазма SCGS распространяется с угрожающей скоростью, отрицательно влияя на урожайность сахарного тростника. [1] [2] [3] Фитоплазмы, ранее называвшиеся микоплазмоподобными организмами ( MLO ), представляют собой большую группу облигатных внутриклеточных паразитов без клеточных стенок, отнесенных к классу Mollicutes. [2] [3] Фитоплазмы связаны с болезнями растений и, как известно, вызывают более 600 заболеваний у нескольких сотен видов растений, включая злаковые сорняки и злаки . [6] [7] [8] Симптомы, проявляемые инфицированными растениями , включают: побеление или пожелтение листьев , укорочение междоузлий ( что приводит к задержке роста), меньшие листья и чрезмерное разрастание побегов, что приводит к фенотипу метлы и потере апикального доминирования . [6]

Передача инфекции

Сахарный тростник является вегетативно размножаемой культурой, поэтому возбудитель передается через семенной материал и цикадками -переносчиками , питающимися флоэмой . [9] [10] Saccharosydne saccharivora , [11] Matsumuratettix hiroglyphicus , [12] Deltocephalus vulgaris [13] и Yamatotettix flavovittatus [14] были подтверждены как векторы передачи фитоплазмы в сахарном тростнике. Неподтвержденные сообщения также предполагают распространение через стальные лезвия ( мачете ), используемые при сборе сахарного тростника. [ сомнительно – обсудить ]

Обнаружение

Сахарный тростник, зараженный фитоплазмой, можно распознать по визуальным симптомам, но есть ограничения. [1] Визуальные симптомы появляются только после значительного роста, обычно через две-три недели после посадки. [1] Если не соблюдать внимательно, может возникнуть путаница в различиях между симптомами заболевания SCGS и дефицитом железа. В дополнение к вышесказанному, плохая связь между симптомами и наличием фитоплазмы была подтверждена более ранними данными о том, что сами по себе симптомы не являются надежными индикаторами инфекции или личности. Это подчеркивает важность использования тестов, таких как молекулярные тесты, для проверки связи между фитоплазмой и предполагаемыми симптомами заболевания. Кроме того, это предполагает, что неспособность распознать бессимптомный сахарный тростник, содержащий фитоплазму, может привести к непреднамеренному воздействию сахарного тростника на потенциальный источник заболевания. [15] Поэтому точная диагностика необходима для эффективного выявления заболеваний и борьбы с ними. Несмотря на свою надежность, методы гибридизации ДНК , [16] электронной микроскопии [10] и ПЦР [17] требуют специального оборудования и обученных человеческих ресурсов . Среди них полимеразная цепная реакция (ПЦР) — точный, экономичный и удобный метод, позволяющий провести анализ образцов в короткие сроки.

В последние годы области оперона рРНК прокариотических и эукариотических организмов были секвенированы и используются для разработки методов обнаружения на основе ПЦР . Эти последовательности очень специфичны для заражающего организма .

Рибосомальная ДНК содержит одну транскрипционную единицу с кластером генов, кодирующих 18S , 5.8S и 28S рРНК , и две внутренние транскрибируемые спейсерные области, ITS1 и ITS2 [18] у эукариот, а также 16S , 5S и 23S у прокариот. Предыдущие исследования показали, что сложные регионы ITS полезны для измерения близких генеалогических связей, поскольку они демонстрируют большие межвидовые различия, чем меньшие и большие субъединицы генов рРНК. [8] Использование специфических зондов в качестве селективных праймеров для ПЦР предлагает впечатляющий подход для быстрой идентификации большого количества изолятов фитоплазмы . [1] [8] [17] [19] [20] [21]

Урожай сахарного тростника демонстрирует дефицит железа
Межжилковый хлороз из-за дефицита железа

Контроль

При заболевании SCGS основной задачей является предотвращение заболевания, а не его лечение. Большое количество зараженных фитоплазмой комплектов семян, используемых фермерами, обычно приводит к быстрому распространению болезни SCGS. В качестве посадочного материала предлагаются здоровые, сертифицированные «свободные от болезней» наборы сахарного тростника. Если симптомы заболевания проявляются в течение двух недель после посадки, такие растения можно заменить здоровыми. Вырванные с корнем зараженные растения сахарного тростника необходимо уничтожить путем сжигания.

Для борьбы с инфекцией перед посадкой рекомендуется обработка севков влажным горячим воздухом [22] . Это снижает процент заболеваемости , но вызывает снижение процента прорастания почек. Сообщения о том, что болезнь распространяется через стальные лезвия, используемые при сборе сахарного тростника, не подтверждены, но в качестве меры предосторожности рекомендуется обрабатывать ножи дезинфицирующим средством или окунать их на некоторое время в кипящую воду.

Фитоплазменная инфекция также распространяется через насекомых-переносчиков ; поэтому важно их контролировать. Общие полевые наблюдения показывают, что посевы крысы имеют более высокий процент заболеваемости, чем исходная посевная (основная) культура. Когда заболеваемость превышает 20%, рекомендуется прекратить этот цикл выращивания культур. Всегда разумно приобретать сертифицированный посадочный материал у авторизованных производителей семян, что гарантирует отсутствие болезней посадочного материала.

Дефицит железа в сахарном тростнике и болезнь SCGS

Симптомы дефицита железа (межжилковый хлороз) очень похожи на симптомы СКГС. Листья у него кремовые, но в жилках листьев не возникает хлороза , и они остаются зелеными. В случае тяжелого дефицита железа вены могут терять хлорофилл при отсутствии железа и проявляться аналогично заболеванию SCGS. [23] [24] Дефицит железа вызван недостатком железосодержащих питательных веществ в почве; поэтому можно наблюдать несколько растений с симптомами дефицита железа на локализованных участках поля. Однако растения, инфицированные фитоплазмой, могут встречаться в любом месте поля в более случайном порядке. Обработка 0,1% сернокислым железом путем опрыскивания или внесения его с удобрениями устраняет дефицит железа, но сахарный тростник, зараженный фитоплазмой, не реагирует ни на какое лечение. Растения, инфицированные фитоплазмой, растущие in vitro, проявляют чувствительность к тетрациклину . [23] [24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcde Насаре, К.; Ядав, А.; Сингх, АК; Шивашаранаппа, КБ; Неркар, Ю.С.; Редди, В.С. (2007). «Молекулярный анализ и анализ симптомов выявили наличие новых фитоплазм, связанных с болезнью травянистых побегов сахарного тростника в Индии». Болезни растений . 91 : 1413–1418. doi : 10.1094/PDIS-91-11-1413.
  2. ^ abc Рао, Г. П. и Форд, Р. Е. (2000) Переносчики вирусных и фитоплазменных заболеваний сахарного тростника: обзор. В: Патология сахарного тростника, Том. III. Вирусные и фитоплазменные заболевания, Г.П. Рао, Р.Е. Форд, М. Тошич и Д.С. Тикл (ред.) Science Publishers, Хамшир, США, стр.: 265-314.
  3. ^ abc Рао, Г. П. и Думал, К. Н. (2002) Болезнь травянистых побегов сахарного тростника. В: Управление посевами сахарного тростника, Сингх С., Рао Г. и Исватнамурти С. Публикации SCI TECH, США. Стр. 208-222.
  4. ^ Этот обзор... Бертаччини, Ассунта; Ароча-Розете, Яима; Контальдо, Николетта; Дудук, Боян; Фиоре, Никола; Монтано, Хелена Гульельми; Кубе, Майкл; Куо, Чи-Хорнг; Мартини, Марта; Осима, Кенро; Кваглино, Фабио; Шнайдер, Бернд; Вэй, Вэй; Саморано, Алан (2022). «Пересмотр рекомендаций по описанию видов Candidatus Phytoplasma » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . Общество микробиологов . 72 (4). дои : 10.1099/ijsem.0.005353. hdl : 2434/924764 . ISSN  1466-5026....цитирует это исследование: Кирдат, Киран; Тиварекар, Бхавеш; Торат, Випул; Сате, Шиваджи; Шуше, Йогеш; Ядав, Амит (2021). «Candidatus Phytoplasma sacchari, новый таксон, связанный с болезнью побегов сахарного тростника (SCGS)». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . Общество микробиологов . дои : 10.1099/ijsem.0.004591 . ISSN  1466-5026. PMID  33289626. S2CID  227948269.
  5. ^ Мехназ, Самина (2013). «Микробы – друзья и враги сахарного тростника». Журнал фундаментальной микробиологии . ВИЛЕЙ-ВЧ Верлаг ГмбХ. 53 (12): 954–971. дои : 10.1002/jobm.201200299. ISSN  0233-111X.
  6. ^ аб Ли, И.М., Дэвис, Р.Э., и Гундерсен-Риндал, Д.Э. (2000) Фитоплазма : фитопатогенные молликуты. Ежегодный обзор микробиологии 54: 221-255.
  7. ^ Ли, И.М., Дэвис, Р.Э., Гундерсен-Риндал, Д.Э. и Бертаччини А. (1998) Фитоплазма: экология и геномное разнообразие. Фитопатология . 88:1359-1366.
  8. ^ abc Ли, И.М., Хаммонд, Р.В., Дэвис, Р.Э. и Гундерсон Д.Е. (1993)Универсальная амплификация и анализ патогенной 16SrDNA для классификации и идентификации микоплазмоподобных организмов. Молекулярная патология растений (MPP) 83 (8): 834-842.
  9. ^ Шоми Т. и Сугиура М. Группировка микоплазмоподобных организмов, передающихся переносчиком-цикадкой Macrosteles orientalis Virvaste, на основе диапазона хозяев. (1984). Анна. Фитопатолол. Соц. Япония. 50: 149-157.
  10. ^ ab Кавакита, Х., Сайки, Т., Мицухаши, В., Ватанабе, К. и Сато, М. (2000) Идентификация фитоплазмы Mulberry Dwarf в половых органах и яйцах цикадки Hishimonoides Sellatiformis . Бактериология. 90: 909-914.
  11. ^ Ароча, Ю., Лопес, М., Фернандес, Б., Пинол, Д., Орта, Д., Перальта, Р., Алмейда О., Пикорнелл, С., Уилсон, М. и Джонс П. (2005) Передача фитоплазмы желтого листа сахарного тростника, вызванной цикадкой растений Delphacid Saccharosydne saccharivora , новым переносчиком синдрома желтого листа сахарного тростника. Патология растений . 54: 634-642.
  12. ^ Шанбунсонг Ю., Чусай К., Паньим С. и Дамак С. (2002). Трансовариальная передача фитоплазмы белых листьев сахарного тростника у насекомых-переносчиков Matsumuratettix hiroglyphicus (Matsumura). Молекулярная биология насекомых. 11 (1): 97–103
  13. ^ Шривастава С., Сингх В., Гупта П.С., Синха О.К. и Байта А. Вложенный ПЦР-анализ для обнаружения фитоплазмы травянистых побегов сахарного тростника у вектора цикадки Deltocephalus vulgaris , первый отчет. (2006). Растительный патол. 22:25-28.
  14. ^ ХАНБУНСОНГ Ю., РИТТИСОН В., ЧОСАЙ К., СИРИТОРН П. Передача фитоплазмы белых листьев сахарного тростника с помощью Yamatotettix flavovittatus , нового вектора цикадки (2006). Журнал экономической энтомологии . 99(5):1531-1537. ISSN 0022-0493
  15. ^ Бланш, К.Р., Тран-Нгуен, Т.Т., и Гибб, К.С., 2003. Обнаружение, идентификация и значение фитоплазм в травах северной Австралии. Патология растений . 52:505-512.
  16. ^ Уэбб, Д.Р., Бонфиглиоли, Р.Г., Карраро, Л., Ослер, Р. и Саймонс, Р.Х. Олигонуклеотиды в качестве зондов гибридизации для локализации фитоплазм в растениях-хозяевах и насекомых-переносчиках. (1998). Фитопатология . 89: 894-901.
  17. ^ ab Смарт, К.Д., Шнайдер, Б., Бломквист, К., Герра, Л.Дж., Харрисон, Н.А., Аренс, У., Лоренц, К.Х., Зеемюллер, Э. и Киркпатрик, BC. Идентификация праймеров для ПЦР, специфичных для штамма фитоплазмы. получен из спейсерных последовательностей 16S/23S рРНК. (1996). Прил. Окружающая среда. Микробиол. 62: 2988-2993.
  18. ^ Уайт, Ти Джей, Т. Брунс, С. Ли и Дж. В. Тейлор. (1990). Амплификация и прямое секвенирование генов рибосомальных РНК грибов для филогенетики. В: Протоколы ПЦР: Руководство по методам и применениям, под ред. Иннис, М.А., Д.Х. Гельфанд, Дж.Дж. Снински и Т.Дж. Уайт. Academic Press, Inc., Нью-Йорк. Стр. 315-322.
  19. ^ Намба С., Като С., Иванами С., Ояизу Х., Шизава Х. и Цучизаки Т. (1993) Обнаружение и дифференциация растительно-патогенных микоплазмоподобных организмов с использованием полимеразной цепной реакции. Фитопатология . 83: 786-791.
  20. ^ Аренс У. и Зеемюллер Э. (1992) Обнаружение ДНК растительных патогенных микоплазмоподобных организмов с помощью полимеразной цепной реакции, которая амплифицирует последовательность гена 16S рРНК. Фитопатология . 82:828-832.
  21. ^ Гундерсен Д., Ли И.М., Ренер С., Дэвис Р. и Кингсбери Д. (1994) Филогения микоплазмоподобных организмов (фитоплазмы): основа их классификации. Журнал бактериологии . 176: 5244-5254.
  22. ^ Вишванатан, Р. Травяная съемка. В: Руководство по болезням сахарного тростника. П. Ротт, Р.А. Бэйли, Дж.К. Комсток, Б.Дж. Крофт и А.С. Саумталли, (редакторы) Франция: CIRAD ISSCT. (2000). Стр: 215–220.
  23. ^ аб Дамети, Т. Мамо, А. Зеллеке (1995) Исследования железного хлороза сахарного тростника (Saccharum officinarum L.) в Метахаре, Эфиопия: характеристика почвы и растений и эффективность различных источников железа. Журнал агрономии и растениеводства 175 (5), 317–324.
  24. ^ аб Пал Р., Д.П. Мотирамани, С.Б. Гупта и Б.С. Бхаргава (1990). Хлороз сахарного тростника: связанные свойства почвы, минеральный состав листьев и реакция сельскохозяйственных культур на железо и марганец. Журнал «Круговорот питательных веществ в агроэкосистемах». 22 (3) 129-136.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Saccharum .
Поищите болезнь травянистых побегов сахарного тростника в Викисловаре, бесплатном словаре.

дальнейшее чтение