stringtranslate.com

Болезнь травянистых побегов сахарного тростника

Заболевание травянистых побегов сахарного тростника (SCGS) связано с « Candidatus Phytoplasma sacchari », которое представляет собой небольшую, плеоморфную, патогенную микоплазму, которая приводит к потерям урожая от 5% до 20% в сахарном тростнике . Эти потери выше в культуре ратун. 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 SCGS

Полный хлороз листьев при заболевании SCGS

Растения сахарного тростника, зараженные фитоплазмой, демонстрируют пролиферацию побегов, которые придают им типичный травянистый вид, отсюда и название — болезнь травянистых побегов. Листья зараженных растений не вырабатывают хлорофилл и поэтому кажутся белыми или кремово-желтыми. Сначала белеют жилки листьев, поскольку фитоплазма находится в тканях флоэмы листьев. Симптомы на ранней стадии жизненного цикла растения включают хлороз листьев , в основном в центральной листовой мутовке. Зараженные растения не способны производить пищу при отсутствии хлорофилла , что приводит к отсутствию образования тростника. Эти симптомы можно отчетливо увидеть на стерне . Глазок или боковые почки прорастают раньше обычного времени на растущем тростнике. Обследование различных полей западной Махараштры показало, что травянистые побеги с хлоротичными или кремово-белыми листьями были наиболее распространенным фенотипом у растений сахарного тростника, зараженных SCGS.

Возбудитель заболевания

Заболевание SCGS связано с Candidatus Phytoplasma sacchari , [4] [5], который является одним из самых разрушительных патогенов сахарного тростника ( Saccharum officinarum L.). В Индии фитоплазмы SCGS распространяются с угрожающей скоростью, отрицательно влияя на урожайность сахарного тростника. [1] [2] [3] Фитоплазмы, ранее называвшиеся микоплазмоподобными организмами ( MLO ), представляют собой большую группу облигатных, внутриклеточных, бесклеточных паразитов, относящихся 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 зерновые . [6] [7] [8] Симптомы, проявляющиеся у зараженных растений , включают: побеление или пожелтение листьев , укорачивание междоузлий ( что приводит к задержке роста), более мелкие листья и чрезмерное разрастание побегов, что приводит к фенотипу метлы и потере верхушечного доминирования . [6]

Передача инфекции

Сахарный тростник — это вегетативно размножаемая культура, поэтому патоген передается через семенной материал и питающихся флоэмой цикадовых переносчиков . [ 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 для сбора 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 наблюдать внимательно, может возникнуть путаница в различиях между симптомами заболевания SCGS и дефицитом железа. В дополнение к вышеизложенным пунктам, слабая связь между симптомами и присутствием фитоплазмы была подтверждена более ранними выводами о том, что симптомы сами по себе не являются надежными индикаторами заражения или идентичности. Это подчеркивает важность использования тестов, таких как молекулярные тесты, для проверки связей между фитоплазмой и предполагаемыми симптомами заболевания. Кроме того, это предполагает, что невозможность распознать бессимптомный сахарный тростник, содержащий фитоплазму, может привести к непреднамеренному воздействию на сахарный тростник потенциального источника заболевания. [15] Поэтому точная диагностика необходима для эффективной идентификации и контроля заболевания. Хотя методы ДНК-гибридизации , [16] электронной микроскопии [10] и ПЦР [17] надежны , они требуют специализированного оборудования и обученных человеческих ресурсов . Среди них полимеразная цепная реакция (ПЦР) — точный, экономичный и удобный метод, позволяющий проводить анализ образцов в короткие сроки.

В последние годы были секвенированы области оперона рРНК прокариотических и эукариотических организмов , которые используются для разработки ПЦР - анализов обнаружения . Эти последовательности являются высокоспецифичными для инфицирующего 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, и 16S , 5S и 23S у прокариот. Предыдущие исследования продемонстрировали, что сложные области 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 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 профилактика заболевания, а не его лечение. Большое количество зараженных фитоплазмой семян, используемых фермерами, обычно приводит к быстрому распространению заболевания SCGS. В качестве посадочного материала предлагаются здоровые, сертифицированные «свободные от болезни» наборы сахарного тростника. Если симптомы заболевания видны в течение двух недель после посадки, такие растения можно заменить здоровыми. Выкорчеванные зараженные растения сахарного тростника необходимо утилизировать путем сжигания.

Для контроля инфекции [22] перед посадкой предлагается обработка наборов влажным горячим воздухом . Это снижает процент заболеваемости , но приводит к снижению процента прорастания почек. Сообщения о том, что болезнь распространяется через стальные лезвия, используемые для сбора сахарного тростника, не подтверждены, но в качестве меры предосторожности рекомендуется обрабатывать ножи дезинфицирующим средством или опускать их на некоторое время в кипящую воду.

Фитоплазменная инфекция также распространяется через насекомых-переносчиков ; поэтому важно контролировать их. Общие полевые наблюдения показывают, что у культуры ратун процент заболеваемости выше, чем у изначально посаженной (основной) культуры. Когда заболеваемость превышает 20%, рекомендуется прекратить цикл выращивания этой культуры. Всегда разумно приобретать сертифицированный посадочный материал у авторизованных производителей семян, что гарантирует отсутствие заболеваний посадочного материала.

Дефицит железа в сахарном тростнике и болезнь SCGS

Симптомы дефицита железа (межжилковый хлороз) очень похожи на симптомы SCGS. Листья становятся кремовыми, но в жилках листьев хлороза не наблюдается, и они остаются зелеными. В случае сильного дефицита железа жилки могут терять хлорофилл при отсутствии железа и выглядеть похожими на болезнь SCGS. [23] [24] Дефицит железа вызван недостатком питательных веществ железа в почве; поэтому можно наблюдать несколько растений, демонстрирующих симптомы дефицита железа на локализованных участках поля. Однако растения, зараженные фитоплазмой, могут встречаться в любом месте поля в более случайном распределении. Обработка 0,1% сульфатом железа , либо путем распыления, либо путем подачи его через удобрение, излечивает дефицит железа, но зараженный фитоплазмой сахарный тростник не реагирует ни на какое лечение. Растения, зараженные фитоплазмой, растущие in vitro, проявляют чувствительность к тетрациклину . [23] [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Насаре, К.; Ядав, А.; Сингх, АК; Шивашаранаппа, КБ; Неркар, ЙС; Редди, ВС (2007). «Молекулярный и симптоматический анализ выявляет наличие новых фитоплазм, связанных с заболеванием травянистых побегов сахарного тростника в Индии». Plant Disease . 91 : 1413–1418. doi :10.1094/PDIS-91-11-1413.
  2. ^ abc Rao, GP и Ford, RE (2000) Векторы вирусных и фитоплазменных заболеваний сахарного тростника: обзор. В: Патология сахарного тростника, т. III. Вирусные и фитоплазменные заболевания, GP Rao, RE Ford, M. Tosic и DS Teakle (редакторы) Science Publishers, Hamshere, США, стр.: 265-314.
  3. ^ abc Рао, Г. П. и Дхумал, К. Н. (2002) Травянистое заболевание побегов сахарного тростника. В: Управление урожаем сахарного тростника Сингх С., Рао Г. и Ишватнамурти С. SCI TECH Publications, США. С. 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 . 72 (4). Общество микробиологов . 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. ^ Mehnaz, Samina (2013). «Микробы — друзья и враги сахарного тростника». Журнал базовой микробиологии . 53 (12). WILEY-VCH Verlag GmbH: 954–971. doi :10.1002/jobm.201200299. ISSN  0233-111X.
  6. ^ ab Lee, IM, Davis, RE, и Gundersen-Rindal, DE (2000) Фитоплазма : фитопатогенные молликуты. Annual Review Microbiology 54: 221-255.
  7. ^ Ли, ИМ, Дэвис, Р. Э., Гундерсен-Риндал, Д. Э. и Бертаччини А. (1998) Фитоплазма: экология и геномное разнообразие. Фитопатология . 88:1359-1366.
  8. ^ abc Ли, IM, Хаммонд, RW, Дэвис, RE и Гандерсон DE (1993) Универсальная амплификация и анализ патогенной 16SrDNA для классификации и идентификации организмов, подобных микоплазме. Молекулярная патология растений (MPP) 83(8): 834-842.
  9. ^ Шоми, Т. и Сугиура, М. Группировка микоплазмоподобных организмов, переносимых цикадкой Macrosteles orientalis Virvaste, на основе круга хозяев. (1984). Ann. Phytopatholol. Soc. Jpn. 50: 149-157.
  10. ^ ab Кавакита, Х., Саики, Т., Мицухаши, В., Ватанабэ, К. и Сато, М. (2000) Идентификация фитоплазмы тутового карлика в гениталиях и яйцах цикадки Hishimonoides sellatiformis . Бактериология. 90: 909-914.
  11. ^ Arocha, Y., Lopez, M., Fernandez, B., Pinol, D., Horta, D., Peralta, R., Almeida O., Picornell, S., Wilson, M и Jones P (2005) Передача фитоплазмы желтого листа сахарного тростника цикадкой Saccharosydne saccharivora , новым вектором 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 ОК и Байта, А. Анализ гнездовой ПЦР для обнаружения фитоплазмы травянистых побегов сахарного тростника у переносчика цикадки Deltocephalus vulgaris , первый отчет. (2006). Plant Pathol. 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, КР, Тран-Нгуен, ТТ и Гибб, К.С. 2003. Обнаружение, идентификация и значение фитоплазм в травах северной Австралии. Патология растений . 52:505-512.
  16. ^ Вебб, Д. Р., Бонфиглиоли, Р. Г., Карраро, Л., Ослер, Р. и Саймонс, Р. Х. Олигонуклеотиды как гибридизационные зонды для локализации фитоплазм в растениях-хозяевах и насекомых-переносчиках. (1998). Фитопатология . 89: 894-901.
  17. ^ ab Smart, CD, Schneider, B., Blomquist, C., Guerra, LJ, Harrison, NA, Ahrens, U., Lorenz, KH, Seemüller, E. и Kirkpatrick, BC Идентификация специфичных для штамма фитоплазмы ПЦР-праймеров, полученных из последовательностей спейсеров рРНК 16S/23S. (1996). Appl. Environ. Microbiol. 62: 2988-2993.
  18. ^ Уайт, Т. Дж., Т. Брунс, С. Ли и Дж. В. Тейлор. (1990). Амплификация и прямое секвенирование генов рибосомальной РНК грибов для филогенетики. В: Протоколы ПЦР: Руководство по методам и применению, ред. Иннис, МА, Д. Х. Гельфанд, Дж. Дж. Снински и Т. Дж. Уайт. Academic Press, Inc., Нью-Йорк. С. 315-322.
  19. ^ Намба, С., Като С., Иванами, С., Ояидзу, Х., Шизава, Х. и Цучизаки, Т. (1993) Выявление и дифференциация фитопатогенных микоплазмоподобных организмов с использованием полимеразной цепной реакции. Фитопатология . 83: 786-791.
  20. ^ Аренс, У. и Зеемюллер, Э. (1992) Обнаружение ДНК фитопатогенных 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 (фитоплазм): основа для их классификации. Журнал бактериологии . 176: 5244-5254.
  22. ^ Вишванатан, Р. Травянистый побег. В: Руководство по болезням сахарного тростника. П. Ротт, Р. А. Бейли, Дж. К. Комсток, Б. Дж. Крофт и А. С. Сомталли, (редакторы) Франция: CIRAD ISSCT. (2000). С.: 215-220.
  23. ^ ab Dametie, T. Mamo, A. Zelleke (1995) Исследования хлороза железа 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. ^ ab Pal R., DP Motiramani, SB Gupta и BS Bhargava (1990). Хлороз сахарного тростника: связанные свойства почвы, минеральный состав листьев и реакция урожая на железо и марганец. Журнал Nutrient Cycling in Agroecosystems. 22 (3) 129-136.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Сахар .
Найдите информацию о заболевании травянистых побегов сахарного тростника в Викисловаре, бесплатном словаре.

Дальнейшее чтение