Бидайдың қара қызыл ұрығы – Tilletia indica саңырауқұлағынан туындайтын ауру. Егістің өнімділігін төмендетіп, экспортқа кедергі келтіреді. Құрылымы зерттелді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бидай өсімдіктеріне зиян келтіретін күйелік саңырауқұлақ
Smut fungus damaging wheat plants
Карнал күйесі (ішінара күйе деп те аталады) – бидай, қатты бидай және тритикальдің саңырауқұлақтық ауруы. Базидиомицет Tilletia indica күйелік саңырауқұлағы дәнге еніп, эндоспермнен қоректік заттарды алады, нәтижесінде жағымсыз иісі бар қалдықтар қалады, бұл күйелік дәннің ұнға немесе макаронға қолдануға жарамсыздығына себеп болады. Карнал күйесі көбінесе егінге ауыр зиян келтірмейді, бірақ өнімділікті күрт төмендетуге және инфекциялық өнімдердің экспортын шектеу арқылы карантин шараларына байланысты қосымша экономикалық мәселелер тудыруға әкелуі мүмкін. Бидайдың карнал күйесіне қарсы бірнеше химиялық бақылау әдістері бар, бірақ төзімді сорттарды анықтау бойынша көп жұмыс жасау қажет.
Karnal bunt (also known as partial bunt) is a fungal disease of wheat, durum wheat, and triticale. The smut fungus Tilletia indica, a basidiomycete, invades the kernels and obtains nutrients from the endosperm, leaving behind waste products with a disagreeable odor that makes bunted kernels too unpalatable for use in flour or pasta. While Karnal bunt generally does not lead to devastating crop losses, it has the potential to dramatically decrease yield, and poses additional economic concerns through quarantines which limit the export of suspected infectious wheat products from certain areas, including the U. S. Several chemical control methods exist for Karnal bunt of wheat, but much work remains to be done in identifying resistant host varieties.
Телиосфор
Телиоспораның ультрақұрылысы 1987 жылы Роберсон және Луттрелл электронды микроскопия арқылы сипатталды.
Teliospore ultrastructure was characterized by electron microscopy by Roberson & Luttrell in 1987.
Ұялы ағзалар мен симптомдар
Карнал бунты қатты бидай, қарабидай және бидай-қарабидай будандарына (бидай мен қарабидайдың буданы) шабуыл жасайды. Көбінесе кездесетін дақылдарды жақсы көретініне қарамастан, Карнал бунтын далада анықтау көптеген себептерге байланысты өте қиын болуы мүмкін. Біріншіден, өсімдік басындағы барлық түйіршіктер зарарланбайды, сондықтан зарарланған өсімдіктерді оңай көріп табу қиын. Осы себепті Карнал бунты ішінара бунт деп аталады. Карнал бунтын далада анықтауды қиындататын тағы бір фактор – көптеген зарарланған түйіршіктер пісіп жетілгенге дейін ешқандай белгілер көрсетпейді. Ауру зарарланған түйіршіктерге қараңғы түс пен балықтың иісін береді. Әдетте, тек түйіршіктің ұрықтық бөлігі ғана белгілер көрсетеді, бірақ кейде бүкіл түйіршік аурулы сияқты көрінеді. Түйіршіктің қараюы – бұл саңырауқұлақтың түйіршік тінін телиоспора массасына айналдыруының нәтижесі. Тағы бір белгі "каноэ белгісі" деп аталады, себебі сау түйіршікті телиоспоралармен алмастыру процесінде ауру түйіршіктерді іштен қауыптап, каноэ пішінін тудырады. Саңырауқұлақтың қара телиоспоралары диагноз қоюға көмектеседі, бірақ Карнал бунтын басқа инфекциялардан ажырату, мысалы қара нүкте, жалпы бунт және аласа бунт сияқты, осы белгілерді тудыратын инфекциялардан ажырату қосымша қиындықтар тудырады.
Karnal bunt attacks durum wheat, rye, and triticale, a hybrid of wheat and rye. Despite its preference for a common crop, Karnal bunt can be extremely difficult to diagnose in the field for many reasons. First, not all kernels on a plant head will be infected, and thus infected plants are not as readily identifiable. This distribution is the reason for Karnal bunt's being referred to as partial bunt. Another factor which makes Karnal bunt difficult to readily diagnose in the field is the fact that most infected kernels do not show symptoms prior to maturity. The disease produces dark color and a fishy smell on infected kernels. Usually only the germ end of the kernel will show symptoms, but occasionally the entire kernel may appear diseased. The darkening of the kernel is a result of the kernel tissue being converted in a teliospore mass by the fungus. Another symptom is referred to as the "canoe symptom" as in the process of replacing the healthy kernel with teliospores, the disease tends to hollow out host kernels, resulting in a canoe shape. While the dark teliospores of the fungus may be diagnostic, diagnosis of Karnal bunt poses the added difficulty of differentiating between Karnal bunt from other infections which also result in the aforementioned symptoms, such as black point, common bunt, and dwarf bunt.
Аурудың циклі
Ауру негізінен зақымдалған тұқым немесе шаруашылық техника арқылы таралады, бірақ оны жел де, әсіресе бидай егістіктерін өртеп жібергеннен кейін, қысқа қашықтыққа таратады. Тиллетия индиканың ауадағы таралуының маңыздылығын Халасс және авторлар тобы 2014 жылы дәлелдеді, олар бидай өнімі үстіндегі ауадағы телиосфор концентрациясы мен инфекцияланған бидай түйіршіктерінің саны арасындағы тығыз байланысты анықтады. Зерттеушілер телиоспорлардың ауа арқылы таралуы егін жинаудан кейінгі аурулардың дамуына әкелуі мүмкін деген қорытындыға келді. Саңырауқұлақтың споралары бірнеше жыл бойы тірі қалуы мүмкін, дамуға қолайлы ауа райы туғанда өсіп шығады. Споралар өсіп шыққаннан кейін бидай гүлдерін жұқтырады және түйіршіктердің эмбриондық бөлігінде ірі спора массалары пайда болады (әдетте түйіршіктің барлық бөлігі зақымданбайды). Қолайлы ауа райы жағдайында, сезімтал қожайынға сәтті жабысқан телиоспора промицелий деп аталатын құрылымды қалыптастырады. Осы құрылымның жоғарғы жағында 65–180 негізгі споридия табылады. Екіншілік споридиялар негізгі споридиялардан немесе мицелийдің саңырауқұлақ талшықтарынан бүршіктеп шығады. Осы екіншілік споридиялар гүлдеу кезеңінде жас қожайын өсімдіктерін жұмыртқалық қабырға арқылы жұқтыруға жауапты. Екіншілік споридиялар қожайынның гүл жапырақшаларының эпидермисіне өсімдік түтіктері арқылы еніп, осылайша инфекцияны таратады. Содан кейін споридиялар пісіп келе жатқан түйіршіктерге еніп, бұрынғы сау тіндердің орнында көптеген телиоспораларды қалдырады. Орақ кезінде телиоспорлар түйіршіктерден топыраққа түседі, содан кейін желмен немесе құралдармен басқа жерге таратылып, ауру циклын қайта бастайды.
The disease is primarily spread through contaminated seed or farm equipment, although it may also be carried short distances by the wind, especially following the burning of wheat fields. Evidence of the importance of airborne dispersal of Tilletia indica was demonstrated by Halasz et al. in 2014 when they discovered a strong correlation between teliospore concentration in the air above a wheat crop and the subsequent number of infected wheat kernels. The researchers concluded that this airborne spread of teliospores could also result in post harvest disease development. The fungal spores can then remain viable for several years, germinating when weather conditions become favorable for development. Once the spores germinate, they infect the wheat flowers and develop large masses of spores on the embryo end of the kernels (the entire kernel is not usually affected). In preferred weather conditions, a teliospore which has successfully attached to a susceptible host will germinate to produce what is known as a promycelium. At the apex of this structure, then, can be found 65–180 primary sporidia. Secondary sporidia can then either bud from the primary sporidia or from the fungal threads of the mycelium itself. These secondary sporidia are responsible for infecting young host plants through the ovary wall in the flowering stage. Secondary sporidia accomplish this by penetrating the epidermis of host glumes via germ tubes. Sporidia are then able to enter the maturing kernels and leave vast numbers of teliospores where healthy kernel tissue used to be. During harvest teliospores fall from the kernels to the soil from which point they may be carried elsewhere by wind or tools, thereby restarting the disease cycle.
Қоршаған орта
Карнал бунты алғаш рет 1931 жылы Үндістандағы Карнал қаласында бидай егісінде табылды. Одан бері бұл ауру Үндістан, Пәкістан, Ауғанстан, Мексика және АҚШ-тың оңтүстік-батысындағы (Нью-Мексико, Аризона және Техас штатының бір бөлігі) барлық маңызды бидай өсіретін аймақтарында тіркелді. Бидайдың Карнал бунтын бақылау үшін химиялық шаралар да үміт береді. 1986 жылғы зерттеуде Smilanick және авторлар екі рет жапыраққа пропиконозол фунгицидін қолданғаннан кейін Tilletia indica жұқпасының 80%-дан астамын жоюға қол жеткізді. Зерттеушілер манкоцеб немесе мыс гидроксиді фунгицидтерін төрт рет жапыраққа қолданғанда да сондай нәтижеге қол жеткізді. Бұл химиялық өңдеулер жұқпадан кейін 72 сағат өткен соң өсімдік жапырақтарына қолданғанда ең тиімді болды, бірақ өсімдік тұқымдарына қолданғанда тиімсіз болды. 2009 жылы зерттеушілер Muscodor albus саңырауқұлағын бидайдың Карнал бунтын бақылау үшін биологиялық агент ретінде зерттеді. Бұл саңырауқұлақпен биофумигация Tellitia тұқымдасының басқа түрлерінің ауру тудыру қабілетін азайтуға тиімді болғанмен, Tilletia indica-ның жатақ телиоспораларына қарсы тиімді болмады. Ұқсас зерттеуде зерттеушілер бидайдың Карнал бунтын бақылаудың химиялық емес әдісін табу ниетімен әртүрлі өсімдік экстракттарын сынап көрді. Зерттеушілер Acalypha indica және Lantana camara экстракттарын бидай жапырақтарына шашығанда, жұқпалы өсімдіктердің санын 65%-ға азайтатынын анықтады. Кез келген өсімдік ауруы сияқты, қожайынның тұрақтылығы ең практикалық және қажетті бақылау әдісі болып табылады. Зерттеушілер Triticum aestivum, яғни жалпы бидайдың HD29 сортының тұрақтылығы арқылы бақылау мүмкіндігін зерттеу үшін оны талдады. Зерттеушілер аурудың Ni8 изолятына қарсы тұруды қамтамасыз ететін үш генді және Ni7 изолятына қарсы тұруды қамтамасыз ететін екі генді анықтады. Ni7 тұрақтылығын кодтайтын екі ген Ni8 тұрақтылығын да кодтайды, яғни T. indica-ға қарсы тұру қабілетін беретін ортақ генді анықтау мүмкін.
Karnal bunt is named after Karnal, India, where the disease was first discovered on a wheat crop in 1931. Since then, the disease has been reported in all major wheat growing states of India, Pakistan, Afghanistan, Mexico, and certain areas of the Southwestern United States such as New Mexico, Arizona, and parts of Texas. Chemical control methods also hold promise for controlling Karnal bunt of wheat. In a 1986 study, Smilanick et al. were able to eradicate over 80% of Tilletia indica infection in wheat following two foliar applications of the fungicide propiconozole. The researchers had the same success using four foliar applications of the fungicides mancozeb or copper hydroxide. These chemical treatments were most effective when applied to host foliage 72 hours post infection, but were not effective at all when applied to host seeds. In 2009 researchers investigated the Muscodor albus fungus as a biocontrol agent for Karnal bunt of wheat. While biofumigation with this fungus was effective in reducing the capacity of other species of Tellitia to cause disease, this method was ineffective against the dormant teliospores of Tellitia indica. In a similar effort, researchers tested a variety of plant extracts in the hopes of finding a non chemical control method of Karnal bunt of wheat. The researchers found extract of Acalypha indica and Lantana camara, when sprayed on wheat leaves, to reduce the number of infected plants by 65%. As is likely the case for any plant disease, host resistance is the most practical and desired control method. Researchers analyzed the HD29 cultivar of Triticum aestivum, or common wheat, in order to explore the possibility of control via host resistance. Researchers identified three genes coding for resistance to the Ni8 isolate of the disease, and two coding for resistance to the Ni7 isolate. The two genes coding for Ni7 resistance also code for Ni8 resistance, meaning that it may be possible to identify a common gene which may confer resistance to T. indica.
Маңыздылық
Карнал бонт жылдық өнімді шамамен 0,5% төмендетеді, бұл мардымсыз көрсеткіш. Дегенмен, Үндістандағы аса сезімтал бидай сорттарының егістігінде бұрын 40%-ға дейін шығын тіркелген, бірақ мұндай жағдайлар сирек кездеседі. Жұқтырылған аймақтарға қатысты карантин және басқа да экспорт шектеулері салдарынан бидай дақылдарында маңызды экономикалық шығындар туындайды. АҚШ-та Карнал бонт адам өміріне қауіп келтірмейді, себебі регламент бойынша 3%-дан астам бүтінсіз дәнді қамтитын бидай адамға тамақ ретінде қолдануға жарамсыз деп есептеледі және мұндай дақылдар мал азыратуға пайдаланылады.
Karnal bunt accounts for yield losses of approximately 0.5% annually, which is negligible. Some fields of particularly susceptible wheat cultivars in India, however, have suffered losses of up to 40% in the past, but such events are rare. Significant economic losses in wheat crops occur due to quarantine and other export restrictions placed on infected areas. Furthermore, Karnal bunt of wheat poses no threat to human life in the United States as regulations deem wheat containing more than 3% bunted kernels unfit for human consumption and these crops are instead used in animal feed.