Aster yellows — это хроническое системное заболевание растений, вызываемое несколькими бактериями, называемыми фитоплазмами . [1] Фитоплазма желтизны астр (AYP) поражает 300 видов в 38 семействах широколиственных травянистых растений, в первую очередь семейства астровых , а также важные зерновые культуры, такие как пшеница и ячмень. Симптомы изменчивы и могут включать в себя филлодию , виресценцию , хлороз , задержку роста и бесплодие цветов. Переносчик астровой цикадки, Macrosteles quadrilineatus , переносит фитоплазму желтизны астр с растения на растение. [2] Ее экономическое бремя в первую очередь ощущается в отрасли выращивания моркови ( Daucus carota ssp. sativus ), а также в питомниках. Неизвестно лечение растений, зараженных желтизной астр. [3] Зараженные растения следует немедленно удалить, чтобы ограничить дальнейшее распространение фитоплазмы на другие восприимчивые растения. Однако в сельскохозяйственных условиях, например на морковных полях, применение некоторых химических инсектицидов, как оказалось, минимизирует уровень заражения, убивая переносчика. [2]
Aster yellows поражает длинный список видов растений, включая местные растения, однолетние цветущие растения, декоративные растения, сорняки и овощные культуры. Крупнейшее семейство, которое поражается, — это Asteraceae, а декоративные растения, которые обычно поражаются, — это астры , бархатцы , кореопсис , подсолнечник [4] и эхинацея пурпурная . [2] Что касается овощных культур, то поражаются лук , салат , сельдерей и морковь, причем последняя терпит наибольшие потери. [ требуется ссылка ]
Диапазон характерных симптомов варьируется в зависимости от штамма фитоплазмы, времени заражения, вида растения, температуры, возраста и размера растения. [5] Симптомы можно ошибочно принять за симптомы повреждения гербицидом или вируса. Они включают в себя осветление жилок до тех пор, пока весь лист не станет хлоротичным, задержку роста, деформацию, виресценцию (позеленение цветов), филлодию (развитие листоподобных лепестков цветов), покраснение листвы, уменьшение корневой системы и бесплодие. [2] [3] Желтизна астры обычно не убивает многолетние растения-хозяева. Симптомы, вызванные болезнью, усугубляются жарким климатом, в то время как некоторые растения в более прохладном климате могут быть бессимптомными. [6]
Характерные симптомы, характерные для моркови, включают первоначальное очищение жилок и хлороз, за которым следует образование множества придаточных побегов, верхушки которых выглядят как ведьмина метла . Междоузлия таких побегов короткие, как и черешки листьев. Молодые листья меньше и засыхают, в то время как черешки старых листьев скручиваются и отламываются. Все оставшиеся старые листья становятся бронзовыми или красными в конце сезона. Цветочные части деформируются, а корни становятся меньше, ненормально сформированными и имеют мохнатые вторичные корни. Корнеплоды моркови предрасположены к мягкой гнили в поле и при хранении и имеют неприятный вкус для потребителя. [7]
Заболевание желтухи астр вызывается фитоплазмой желтухи астр (AYP), которая представляет собой ограниченный флоэмой бактериоподобный организм и переносится цикадкой астровой ( Macrosteles quadrilineatus) , питающимся флоэмой насекомым отряда полужесткокрылых . [ требуется ссылка ]
Фитоплазмы — это небольшие (0,5–1 мкм в диаметре) прокариоты , которые размножаются путем деления или почкования в клетках сита флоэмы растений-хозяев, а также в телах их переносчиков — цикад. [2] В настоящее время AYP нельзя культивировать в бесклеточной среде, что делает детальное изучение несколько более сложным. AYP обладает способностью увеличивать плодовитость и продолжительность жизни своего переносчика-насекомого, тем самым повышая способность хозяина переносить AYP с растения на растение. [8] Патоген будет зимовать либо в многолетних сорняках, декоративных растениях или овощах, либо в переносчике — цикадке. Некоторые примеры сорных растений-хозяев: чертополох, дикая морковь, одуванчик, полевая маргаритка, черноглазка Сьюзен и широколистная подорожник. [7]
Цикадка-переносчик питается флоэмой растений, зараженных желтухой астр, вставляя свой соломинчатый ротовой аппарат, стилет , в клетку и извлекая ее. После того, как фитоплазма приобретена, следует инкубационный период, в течение которого она размножается внутри цикадки, а затем перемещается в слюнные железы. Возбудитель не может быть передан вектором, пока не пройдет 10–12 дней инкубации. [4] После этого момента фитоплазма может передаваться новому хозяину через слюну, когда цикадка питается. В течение 8–24 часов после инокуляции фитоплазма перемещается из листа во флоэму растения-хозяина. Клетки, прилегающие к флоэме, увеличиваются и умирают, в то время как выжившие клетки начинают делиться, но вскоре также умирают. Окружающие клетки в области некротической области начинают делиться и увеличиваться, производя аномальные ситовидные элементы, в то время как элементы флоэмы в некротических областях дегенерируют и разрушаются. Симптомы на зараженных растениях обычно проявляются через 8–9 дней при температуре 25 °C и через 18 дней при температуре 20 °C, при температуре 10 °C симптомы не проявляются. [7]
Едва ли какие-либо условия напрямую влияют на развитие желтизны астр, но несколько косвенных факторов сильно влияют на скорость передачи цикадкой. Условия, которые благоприятствуют перемещению и распространению цикадки и поощряют питание, способствуют распространению фитоплазмы. [ необходима цитата ]
Трансконтинентальная миграция начинается весной, когда преобладающие ветры и струйные течения помогают переносить цикад из мест их зимовки на Юге на Средний Запад. [2] По прибытии на Средний Запад они начинают питаться. Цикарды могли мигрировать в регион, уже неся фитоплазму, которую они могли получить от зараженных растений во время миграции или еще находясь на Юге. [2] Цикарды также могли прибыть, еще не неся фитоплазму. Если это так, они могли питаться многолетними сорняками, которые заражены, чтобы получить AYP. Погодные условия сильно влияют на полет цикад, поскольку они плохо летают. Температура ниже 15 °C или осадки временно останавливают их миграцию и задерживают время заражения. [9] Затем цикадки питаются все лето, пока не мигрируют обратно в места своей зимовки осенью. [ необходима цитата ]
Погодные условия региона также сильно влияют на характер питания цикадки. Если условия жаркие и сухие, растения не кажутся цикадкам, питающимся флоэмой, пышными и богатыми питательными веществами, тогда как сезоны с обильными осадками позволяют растениям расти гораздо пышнее. Это означает, что жаркие и сухие условия менее благоприятны для распространения желтизны астр, чем времена обильных осадков. [9]
На западе США миграция цикадовых переносчиков не происходит. Это позволяет фитоплазме передаваться круглый год. [9]
Фитоплазма астровой желтухи является сложным для контроля патогеном, учитывая широкий круг ее хозяев. Более 300 видов растений восприимчивы к AYP. [10] В настоящее время не известно ни одного лекарства от астровой желтухи. [3] Зараженные растения и сорняки следует удалять, чтобы устранить источник фитоплазмы и минимизировать ее распространение. [11] К сожалению, это единственный метод контроля, доступный домашним садоводам. [ необходима цитата ]
На сельскохозяйственном уровне, говоря конкретно о моркови, некоторые методы могут быть использованы для управления популяциями цикадки в попытке контролировать распространение AYP. Индекс желтизны астр (AYI) может быть использован для определения того, когда применять химические средства борьбы. AYI равен проценту популяции цикадки, содержащей AYP, умноженному на количество цикад, присутствующих на 100 взмахов. [2] Полученное число может определить, когда применять инсектициды, исходя из того, насколько восприимчивы культура или сорт к питанию цикадками. Для высоковосприимчивых культур или сортов AYI, равный 50, указывает на необходимость применения, в то время как для промежуточных культур или сортов AYI равен 75, а для культур или сортов, относительно устойчивых к экономически вредным симптомам, AYI равен 100. [2]
AYP является экономически важным фитопатогеном как в сельском хозяйстве, так и в питомниководстве. Снижение урожайности моркови на 25% является обычным явлением, а потери иногда достигают 80%. [7] AYP вызывает симптомы, которые делают зараженную морковь непригодной для продажи. В обработанной моркови наличие 15% моркови, зараженной астровой желтухой, приводит к отбраковке всего продукта из-за его неприятного вкуса. [7] Деформация цветов и репродуктивных структур приводит к тому, что семена не образуются. Это может быть проблемой для культур, выращиваемых для получения семян для повторной посадки или для потребления, таких как кориандр или тмин. [9] Задержка роста корней также может привести к потере двулетних культур в течение зимы. [9]
Похожие проблемы возникают в питомниководстве. Домовладельцы и ландшафтные дизайнеры, покупающие растения, не хотят покупать цветок астры, который деформирован и может вызвать распространение AYP на другие растения. Это делает критически важным для питомников мониторинг своих растений, чтобы предотвратить первоначальное заражение фитоплазмой. Инсектициды можно использовать для ограничения питания цикадками питомника, и как только будут обнаружены зараженные растения, их необходимо удалить. [ необходима цитата ]