stringtranslate.com

Фузариоз ушей

Симптом на пшенице, вызванный F. graminearum (справа: инокулированный, слева: неинокулированный)

Фузариоз початков ( ФЭБ ) (также называемый фузариозом колоса , FHB или паршой ) — грибковое заболевание зерновых культур , включая пшеницу, ячмень, овес, рожь и тритикале. [1] FEB вызывается рядом грибов Fusarium , которые поражают колосья, снижая урожайность зерна. Заболевание часто связано с заражением микотоксинами, вырабатываемыми грибами уже во время выращивания урожая в поле. Заболевание может привести к серьезным экономическим потерям, поскольку зараженное микотоксинами зерно невозможно продать для производства продуктов питания или кормов.

Причинный организм

Фузариоз ушей вызывают несколько видов грибов Fusarium , принадлежащих к роду Ascomycota . Наиболее распространенными видами, вызывающими ФЭБ, являются: [1]

Fusarium graminearum считался наиболее важным возбудителем. [3]

Макроконидии F.​ злак

Виды Fusarium , вызывающие FEB, могут образовывать несколько типов спор . На бесполой стадии гриба образуются споры, называемые макроконидиями . Некоторые грибы Fusarium имеют более сложный жизненный цикл, включая половую стадию , например F. graminearum . На половой стадии гриб образует споры, называемые аскоспорами. На половой стадии образуются плодовые тела, называемые перитециями, в которых аскоспоры образуются в мешочке, известном как аска (множественное число аски). [3] Некоторые виды, в том числе F. culmorum, производят устойчивые хламидоспоры, которые могут длительное время сохраняться в почве.

Цикл заболевания и эпидемиология

Грибы Fusarium могут зимовать в виде сапротрофов в почве или на пожнивных остатках, которые могут служить инокулятом для следующей культуры. Грибок также может распространяться через зараженные семена. Присутствие грибов Fusarium на растительных остатках или семенах может вызвать фузариозную болезнь рассады, а также ножковую и корневую гнили . [1] Позднее заражение колосьев может произойти со спорами, распространяющимися с брызгами дождя из зараженных пожнивных остатков. Другим основным путем заражения является воздушно-капельный путь заражения, поскольку споры могут перемещаться с ветром на большие расстояния. [4] Зерновые культуры наиболее восприимчивы во время цветения , и вероятность заражения возрастает при высокой влажности и влажности во время цветения. [3]

Симптомы

У пшеницы фузариоз поражает кочан (отсюда и название «фузариоз кочана»), в результате чего зерна сморщиваются и становятся мелово-белыми. Кроме того, гриб может вырабатывать микотоксины , которые еще больше снижают качество ядра.

Зараженные цветки (особенно внешние чешуйки) становятся слегка темными и маслянистыми. Макроконидии образуются в спородохиях, которые придают колосу ярко-розовый или оранжевый цвет. Зараженные зерна могут быть пронизаны мицелием, а поверхность соцветий полностью покрыта белым матовым мицелием.

Микотоксины

Виды Fusarium , ассоциированные с FEB, продуцируют ряд микотоксинов — вторичных метаболитов грибов , оказывающих токсическое воздействие на животных. Один микотоксин может продуцироваться несколькими видами Fusarium , а один вид может продуцировать несколько микотоксинов. Важные микотоксины фузариоза включают:

Токсины фузариоза оказывают негативное воздействие на иммунную, желудочно-кишечную и репродуктивную системы животных. [5] ДОН является ингибитором синтеза белка, также называемым вомитоксином из-за его негативного воздействия на потребление корма свиньями . Свиньи наиболее чувствительны к ДОНу, тогда как жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, имеют более высокую толерантность. [6]

Многие страны контролируют содержание микотоксинов Fusarium в зерне, чтобы ограничить негативное воздействие на здоровье. В США существуют рекомендательные уровни содержания ДОН в пищевых продуктах для человека и кормах для скота. [7] В Европейском Союзе установлены законодательные ограничения на содержание некоторых микотоксинов Fusarium в зерне, предназначенном для потребления человеком [8] , а также рекомендованные ограничения на содержание в кормах для животных. [9]

Меры борьбы

Устойчивые сорта

Устойчивые сорта могут быть наиболее эффективным методом борьбы с фузариозом початков. [10] Селекция устойчивости включает в себя скрининг линий растений, подвергнутых искусственной инокуляции фузариозом . Линии растений со сниженным ростом грибков и низким уровнем загрязнения семян микотоксинами отбираются для дополнительных селекционных испытаний. Параллельно проверяются генетические маркеры , связанные с устойчивостью, так называемый отбор с помощью маркеров . Устойчивость к фузариозу ушей — сложный признак , включающий несколько генов и зависящий от взаимодействия с окружающей средой. [11] [12]

Устойчивость к фузариозу початков была выявлена ​​у сортов пшеницы из Азии. Однако задача состоит в том, чтобы объединить устойчивый материал с другими желательными характеристиками, такими как высокая урожайность и адаптация к различным регионам выращивания. [11]

Сельскохозяйственная практика

Некоторые методы ведения сельского хозяйства влияют на риск FEB. Одним из основных путей заражения являются зараженные остатки предыдущего урожая, где важны как качество, так и количество. Пожнивные остатки восприимчивых культур, таких как зерновые, увеличивают риск FEB для следующей культуры. Особенно высокий риск связан с кукурузой . [13] Недостаточная обработка почвы также может увеличить риск FEB. [3] Количество пожнивных остатков можно уменьшить путем вспашки , при которой остатки заделываются в почву, где они разлагаются быстрее. [14] Высокое применение азота также связано с повышенным риском заражения фузариозом . [15] Профилактические методы ведения сельского хозяйства могут быть менее эффективными, если на территории присутствует большое количество переносимого по воздуху инокулята. [3]

Химический контроль

Фунгициды могут обеспечить частичный контроль FEB, но эффект может быть различным. [3] Тип и время применения фунгицидов важны, поскольку неоптимальное применение может даже увеличить заражение фузариозом . [16]

Биологический контроль и комплексное управление

Также были начаты исследования стратегий биологического контроля на основе бактерий и грибов, например, видов Bacillus и Cryptococcus . [17]

Для FEB ни одна мера контроля не является полностью эффективной, и необходимо комплексное управление , включающее несколько стратегий контроля, таких как профилактические меры, мониторинг заболеваний и химический контроль. [18] [19] Модели прогнозирования заболеваний были разработаны для оценки риска FEB в зависимости от погодных условий. [20]

Экономическое значение

С экономической точки зрения это одно из основных заболеваний зерновых , вызывающее значительное снижение урожайности зерна во всем мире.

В США и Канаде фузариоз ушей возник в 1990-х годах как широко распространенная и серьезная угроза производству зерновых. [21] С 1998 по 2000 год Средний Запад США понес убытки в размере 2,7 миллиарда долларов в результате эпидемии FEB. [22] Если мы учтем первичные и вторичные экономические потери, FHB стоил всего 7,67 миллиардов долларов США с 1993 по 2001 год. [23] С 1990 года были проведены обширные исследования по разработке мер борьбы с фузариозом уха. Примером может служить Инициатива США по парше пшеницы и ячменя (USWBSI), совместная работа ученых, производителей, производителей пищевых продуктов и групп потребителей, направленная на разработку эффективных мер борьбы, включая снижение содержания микотоксинов. [21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Парри, DW; Дженкинсон, П.; Маклеод, Л. (1995). «Фузариоз початков (парша) мелкозерновых злаков - обзор». Патология растений . 44 (2): 207–238. doi :10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x. ISSN  1365-3059.
  2. ^ Ван, Юн; Ван, Жоюй; Ша, Юэсия (26 июля 2022 г.). «Распространение, патогенность и борьба с Fusarium tricinctum». Границы микробиологии . 13 : 939927. дои : 10.3389/fmicb.2022.939927 . ПМЦ 9360978 . ПМИД  35958126. 
  3. ^ abcdef «Фузариоз головки (FHB) или парша». Тематические статьи APSnet . 2003. doi : 10.1094/phi-i-2003-0612-01. Архивировано из оригинала 3 февраля 2012 г. Проверено 21 декабря 2011 г.
  4. ^ Келлер, Мелисса Д.; Бергстром, Гэри К.; Шилдс, Элсон Дж. (01 июня 2014 г.). «Аэробиология Fusarium graminearum». Аэробиология . 30 (2): 123–136. Бибкод : 2014Aerob..30..123K. дои : 10.1007/s10453-013-9321-3. ISSN  0393-5965. S2CID  84048532.
  5. ^ Д'Мелло, JPF; Плацинта, СМ; Макдональд, AMC (1999). «Микотоксины фузариоза: обзор глобальных последствий для здоровья, благополучия и продуктивности животных». Наука и технология кормов для животных . 80 (3–4): 183–205. CiteSeerX 10.1.1.453.2615 . дои : 10.1016/s0377-8401(99)00059-0. 
  6. ^ Миллер, Дж. Дэвид (1 февраля 2008 г.). «Микотоксины в мелких зернах и кукурузе: старые проблемы, новые проблемы». Пищевые добавки и загрязняющие вещества: Часть А. 25 (2): 219–230. дои : 10.1080/02652030701744520 . ISSN  1944-0049. PMID  18286412. S2CID  32428433.
  7. ^ Питание, Центр безопасности пищевых продуктов и прикладных технологий. «Химические загрязнители, металлы, природные токсины и пестициды - Руководство для промышленности и FDA: Рекомендательные уровни содержания дезоксиниваленола (ДОН) в готовых продуктах из пшеницы для потребления человеком, а также в зерне и побочных продуктах зерна, используемых в качестве корма для животных». www.fda.gov . Проверено 13 марта 2017 г.
  8. ^ "EUR-Lex - 32006R1881 - EN - EUR-Lex" . eur-lex.europa.eu . Проверено 13 марта 2017 г.
  9. ^ "EUR-Lex - 32006H0576 - EN - EUR-Lex" . eur-lex.europa.eu . 23 августа 2006 г. Проверено 13 марта 2017 г.
  10. ^ Штайнер, Барбара; Буерстмайр, Мария; Мишель, Себастьян; Швайгер, Вольфганг; Лемменс, Марк; Бюрстмайр, Герман (21 февраля 2017 г.). «Стратегии селекции и достижения в выборе линий пшеницы, устойчивых к фузариозу». Патология тропических растений . 42 (3): 165–174. дои : 10.1007/s40858-017-0127-7 . ISSN  1983–2052.
  11. ^ ab Bai GH, Shaner GE (2004) Управление и устойчивость пшеницы Bai GH, Shaner GE (2004) Управление и устойчивость пшеницы 42: 135–161
  12. ^ Буерстмайр, Х.; Бан, Т.; Андерсон, Дж.А. (1 февраля 2009 г.). «Картирование QTL и селекция с помощью маркеров на устойчивость пшеницы к фузариозу: обзор». Селекция растений . 128 (1): 1–26. дои : 10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x . ISSN  1439-0523.
  13. ^ Дилл-Маки, Р.; Джонс, РК (1 января 2000 г.). «Влияние остатков предыдущего урожая и обработки почвы на фузариоз колоса пшеницы». Болезни растений . 84 (1): 71–76. дои : 10.1094/PDIS.2000.84.1.71 . ISSN  0191-2917. ПМИД  30841225.
  14. ^ Леплат, Иоганн; Фриберг, Ханна; Абид, Мухаммад; Стейнберг, Кристиан (1 января 2013 г.). «Выживаемость Fusarium graminearum, возбудителя фузариоза кочана. Обзор» (PDF) . Агрономия для устойчивого развития . 33 (1): 97–111. дои : 10.1007/s13593-012-0098-5. ISSN  1774-0746. S2CID  21709401.
  15. ^ Бернхофт, А.; Торп, М.; Класен, П.-Э.; Лёс, А.-К.; Кристофферсен, AB (01 июля 2012 г.). «Влияние агрономических и климатических факторов на фузариозную зараженность и зараженность микотоксинами зерновых культур в Норвегии». Пищевые добавки и загрязняющие вещества: Часть А. 29 (7): 1129–1140. дои : 10.1080/19440049.2012.672476. ISSN  1944-0049. ПМЦ 3379782 . ПМИД  22494553. 
  16. ^ Хенриксен, Б.; Элен, О. (1 апреля 2005 г.). «Уровень естественного заражения зерна фузариозом пшеницы, ячменя и овса после раннего применения фунгицидов и гербицидов». Журнал фитопатологии . 153 (4): 214–220. дои : 10.1111/j.1439-0434.2005.00955.x . ISSN  1439-0434.
  17. ^ Гилберт, Джинни; Хабер, Стив (1 апреля 2013 г.). «Обзор некоторых последних научных разработок в области фузариоза колоса пшеницы». Канадский журнал патологии растений . 35 (2): 149–174. Бибкод : 2013CaJPP..35..149G. дои : 10.1080/07060661.2013.772921. ISSN  0706-0661. S2CID  83784062.
  18. ^ "ScabSmart | Управление" . scabsmart.org . Проверено 14 марта 2017 г.
  19. ^ Агентство по пищевым стандартам (2007). Кодекс надлежащей сельскохозяйственной практики Великобритании по снижению содержания микотоксинов фузариоза в зерновых (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2017 г. Проверено 14 марта 2017 г.
  20. ^ «Инструмент карты рисков». www.wheatscab.psu.edu . Проверено 14 марта 2017 г.
  21. ^ аб Макмаллен, Марсия; Бергстром, Гэри; Де Вольф, Эрик; Дилл-Маки, Рут; Хершман, Дон; Шэнер, Грег; Ван Сэнфорд, Дэйв (11 июля 2012 г.). «Объединенные усилия по борьбе с врагом пшеницы и ячменя: фузариозом колосков». Болезни растений . 96 (12): 1712–1728. doi : 10.1094/PDIS-03-12-0291-FE . ISSN  0191-2917. ПМИД  30727259.
  22. ^ «Разнообразная пшеница, обнаруженная для получения противогрибковых генов: Министерство сельского хозяйства США ARS» . www.ars.usda.gov . Проверено 05 марта 2017 г.
  23. ^ Рават, Нидхи; Памфри, Майкл О; Лю, Сиксин; Чжан, Сяофэй; Тивари, Виджай К; Андо, Каори; Трик, Гарольд Н; Бокус, Уильям В.; Ахунов, Эдуард; Андерсон, Джеймс А; Гилл, Бикрам С. (24 октября 2016 г.). «Fhb1 пшеницы кодирует химерный лектин с агглютининовыми доменами и порообразующим токсиноподобным доменом, придающим устойчивость к фузариозу колоса». Природная генетика . 48 (12). Исследования природы : 1576–1580. дои : 10.1038/ng.3706. ISSN  1061-4036. PMID  27776114. S2CID  4177196.

Внешние ссылки

Возвращение старой проблемы: фузариоз колосков мелкого зерна

Фузариоз головки в Канаде

Инициатива США по парше пшеницы и ячменя

Инструмент оценки риска фузариоза кочана

Парша Смарт