Кіріспе

Шөптердің саңырауқұлақтың патогені Blumeria graminis (көбінесе арпа ұнтақ көбелек немесе жүгері көбелек деп аталады) - шөптерде, соның ішінде дәнді дақылдарда ұнтақ көбелек тудыратын саңырауқұлақ. Бұл Blumeria тұқымдасының жалғыз түрі. Ол сондай-ақ Erysiphe graminis және (оның анаморфты) Oidium monilioides немесе Oidium tritici деп аталады.

Жүйелілік

Бұрын B. graminis Erysiphe туысына кіретін, бірақ молекулалық зерттеулер оны өз кладына орналастырды. 1975 жылы ол жаңа моноспецификалық Блюмерия тұқымдасына ауыстырылды. Блюмерия Эризифтен цифрлы хаусториясы мен конид қабырғасының егжей-тегжейлері бойынша ерекшеленеді. Блюмерия сонымен қатар Эризифтен филогенетикалық жағынан ерекшеленеді, өйткені ол тек Poaceae-дің шынайы шөптерін жұқтырады. Сегіз арнайы форма немесе формаe speciales (ff. spp.) B. graminis түрлері анықталды, олардың әрқайсысы белгілі бір тұқым немесе шөптер тұқымдасына паразиттік әсер етеді. Өсімдіктерді жұқтыратындары - B. g. f. sp. , бұл бидайдың ұнтақты көбеюіне және Triticum және Aegilops тұқымдастарының басқа шөптерін жұқтырады, f. sp. арпаға арналған, т.б. сұлы және басқа да тұқымдық өнімдер қара бидай. Басқа формаи специалдері жабайы шөптерде, оның ішінде Agropyron және Elymus тұқымдас шөптерде, Bromus spp., Poa spp. және Lolium spp. (Райграсс)

Морфология

Мицелий өсімдіктің бетін, әсіресе жапырақтың жоғарғы жақтарын, толықтай жауып алады. Аскокарп қара қоңыр, шарық тәрізді, талшықты қосымшалары бар, асци ұзын. Аскоспоралар гиалинді, эллипсоидты, өлшемі 2030 x 1013 мкм. Аноморф гиалиндік конидиофорларда фиброзин денелерін қоспағанда, ұзын және цилиндрлі пішінді, көлемі 3244 x 1215 мкм, тізбекті конидиялар береді. Хаусториялар - қос қос. B. graminis Erysiphales арасында біріншілік тұқым түтігі мен саусақ пішінді ("сағатталған") аппрессориясы бар конидиясы бар бірегей.

Таксономия

Блюмерия тұқымдасының атауы Самуэль Блюмердің құрметіне (ж. 1895), Швейцарияның ботаник (микология), фитопатология, Берн университеті (Universität Bern). Бұл тұқым 1975 жылы Sydowia Vol.27 бетінде Golovin ex Speer-дің 2-ші бетінде анықталды.

Экология

B. graminis жыныстық қатынассыз конидиялар және жыныстық қатынас арқылы аскоспоралар түзеді. Конидиялар негізінен жел, зиянкестер немесе адам қызметі арқылы таралады. Аскоспораларды пайда ететін су тек желмен ғана емес, сонымен қатар су тамшыларымен шашыратылады. Ол биотрофты және синтетикалық ортада өспейді. Өсуіне қолайлы салқын және ылғалды жағдай. Оның салыстырмалы түрде үлкен генетикалық өзгермелілігі оған бұрын төзімді өсімдіктер түрлерін жұқтыруға мүмкіндік береді.

Генетика

B. g. f. sp. геномдары Орде және Б. г. ф. с. tritici жақында реттелген. Бидай ұнтақтарының геномдық тізбесін анықтау B. g. f. sp. tritici, оның эволюциясының маңызды аспектілерін анықтауға мүмкіндік берді. Бұл 90% транспозицияланатын элементтермен реттелген ең қайталанатын саңырауқұлақ геном екені байқалады. Сонымен қатар, 6540 генді түсіндірді, оның ішінде 437-сі секреторлық кандидат ақуыздарды кодтады және 165-і секрецияланбаған секреторлық кандидат ақуыздарды кодтады. Бұл өсімдіктердің ауруларға қарсы тұру қабілеті үшін гендік қатынаспен байланысты генге әсер етуі арқылы оң таңдаудың болуы дәлелденді. Тетраплоидты, сондай-ақ отандық гексаплоидты бидайды жұқтыратын қабілет, көму геномдарының бидай отандықтан бұрын болған ежелгі хаплогруппалардың мозаикасы болуының нәтижесі болып көрінді. Бұл бидай ұнтақ көбеюіне генетикалық икемділікті, өзгергіштікті және осылайша патогендік түрлендірудің үлкен әлеуетін сақтауға мүмкіндік берді. Бұл мозаикалық үрдіс шағын тиімді мөлшердегі популяцияларда клоникалық көбею немесе үлкен тиімді мөлшердегі популяцияларда квази-клоникалық көбею арқылы сақталуы мүмкін деген болжам бар.

Blumeria graminis f.sp. tritici-нің эволюциясы

Бидай ұнтақты көбеюі - эволюциялық тарихы түсініксіз міндетті биотроф. 2013 жылы оның геномдық тізбесін талдау оның паразиттік дамуының көптеген аспектілерін анықтады. Облигациялық биотрофия эволюция барысында B. graminis және basidiomycetes секілді екі аскомицетте де бірнеше рет пайда болды, сондықтан уақыт өте келе әр түрлі организмдерде әртүрлі селекциялық қысым әрекет еткен болуы керек. Бұл B. g. f. sp. triticis геном - әр түрлі дивергенция уақыттары бар хаплогруппалардың мозаикасы, бұл оның ерекше патогендік бейімделуін түсіндіреді. Холд (дивергент 40 80 млн. жыл бұрын) гаплогруппасы жабайы тетраплоидты бидайдың жұқтырылуына мүмкіндік береді, ал Хёнг (2 10 млн. жыл бұрын) гаплогруппасы екі отандық гексаплоидты бидай түрінің жұқтырылуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кандидат секретор ақуыздары мен секрецияланбаған кандидат секретор ақуыздарын кодтайтын гендерге әсер ететін оң селекциялық қысым бар екені байқалды, бұл өсімдік ауруларына қарсы тұрудың гендік қатынасы үшін генге қатыса алатынын көрсетеді.

Патология

Бидайдың ұнтақты көбеюін диагностикалау салыстырмалы түрде оңай. Тритици - бұл міндетті паразиттер, яғни тірі тіндерде ғана өседі. Бұл өсімдік бидай өсіретін барлық аймақтарда кездесетін болса да, әсіресе АҚШ-тың шығыс жағалауы мен Ұлыбританияның жағалауындағы аймақтарда жақсы өседі.

Ұялы ағзалар мен симптомдар

Triticum spp. (бидай) - B. g. f. sp. жалғыз қожайын. тритици. Мицелиялық кілемге сәйкес келетін төменгі жапырақ беті де хлорозды көрсетеді.

Аурудың циклі

Б. б. б. б. tritici өзінің Ascomycota түріне тән полициклдік өмір сүру циклына ие. Бидайдың ұнтақ көбеюі өсімдік қалдықтарында ұйықтап жатқан клистотеция түрінде қыстайды. Алайда, жылы жағдайда саңырауқұлақ тірі қожалық өсімдіктердегі жыныстық емес конидиялар немесе мицелий ретінде қыстауы мүмкін. Ол маусымдар арасында да, мүмкін, егістікте қалған бидай қалдықтарында да сақталады. Аскоспоралар - клистотекиядан түзілетін жыныстық споралар. Бұл споралар, сондай-ақ конидиялар негізгі инокулум ретінде қызмет етеді және желмен таратылады. Ешбір спораның өсіп-өнуіне судың болмауы, тек қана салыстырмалы ылғалдылықтың жоғары болуы қажет. Бидайдың ұнтақ көбеюі салқын және ылғалды жағдайда жақсы өседі, ал бұлтты ауа райы аурудың пайда болу мүмкіндігін арттырады. Конидиялар бидай жапырағының гидрофобтық беткі қабатына қонғанда, олар белоктар шығарады, олар жапырақ пен саңырауқұлақтың арасында жеңіл аниондардың белсенді тасымалын жеңілдетеді, тіпті өскіндеуге дейін. Бұл процесс Блюмерияның дұрыс қожайында екенін тануына көмектеседі және түйіршік түтігінің өсуін басқарады. Аскоспоралар да, конидиялар да тікелей түйіршік түтігімен өседі. Конидиялар қоныс өсімдіктерін таниды және алғашқы байланыстан кейін бір минут ішінде тұқым түтігінің өсу бағыты анықталады. Апрессорияның дамуы содан кейін инфекция басталады. Алғашқы жұқтырылғаннан кейін саңырауқұлақ бидай жасушаларының ішінде хаусторияны шығарады, ал мицелий өсімдіктің сыртқы бетінде өседі. Бұл конидиялар өсімдік өсіру кезеңінде қайталанатын өсім мен көбею кезінде екіншілік инокулум ретінде қызмет етеді.

Қоршаған орта

Бидайдың ұнтақ көбеюі салқын, ылғалды климатта өседі және бұлтты ауа райында көбейеді. Патогенді тұқымдықтарды суару кезінде құрғақ климат жағдайында да проблема болуы мүмкін. Патогеннің өсуі мен көбеюі үшін ең қолайлы температуралар - өсіп-өнудің тоқтауымен жоғары температурада. Сүт ұзақ уақыт бойы үй бағбандары мен шағын көлемдегі органикалық өсірушілер арасында ұнтақ көбелекті емдеу ретінде танымал болды. Сүтті сумен сұйытып (әдетте 1:10) жұқпаның алғашқы белгісі кезінде немесе алдын алу шарасы ретінде, аптасына бірнеше рет қолдана отырып, жиі ауруды бақылауға немесе жоюға болатын, себуге бейім өсімдіктерге бүркіледі. Зерттеулер сүттің тиімділігін кейбір кәдімгі фунгицидтермен салыстыруға болады және жоғары концентрациядағы беномил мен фениримолдан жақсы екенін көрсетті. Сүт қызанақ, құрғақ бақша, жүзім және гүлдердің көк көбелектерін емдеуде тиімді. Оның нақты әсер ету механизмі белгісіз, бірақ белгілі бір әсері - ферроглобулин, сарысудағы белок, күн сәулесінде оттегі радикалдарын шығарады, ал бұл радикалдармен байланыс саңырауқұлаққа зиян келтіреді. Бидайдың ұнтақ көбеюін бақылаудың тағы бір жолы - инфекцияны алдын алу үшін "R гендерін" (оңайсыз гендерді) пайдалана отырып, генетикалық кедергілерді көбейту. Бидайдың геномінде 25 локус бар, олар ұнтақ көбелекке қарсы тұрақтылықты кодтайды. Егер бидайдың белгілі бір сорттарында тек бір ғана резистенттілік локусы болса, онда патогенді тек бірнеше жыл бойы ғана бақылауға алуға болады. Алайда, егер бидайдың сорттарында резистенттілік үшін бірнеше локус болса, онда дақыл шамамен 15 жыл бойы қорғалуы мүмкін. Бұл локустарды табу қиын және көп уақытты талап ететін болғандықтан, молекулалық маркерлер резистентті геномдарды біріктіруді жеңілдету үшін қолданылады. HSP70 - бұл Arabidopsis түріндегі жылулық шок ақуыздарының бір туысы.

Маңыздылық

Құрлық көңiлiк Америка Құрама Штаттарының барлық бидай өсіретін аймақтарында кездеседі, бірақ әдетте шығыс және оңтүстік-шығыста өте ауыр болады. Бұл ауру көбінесе бидай өсірілетін ылғалды немесе жартылай құрғақ аймақтарда жиі кездеседі. Кейбір аймақтарда ұнтақ көбелектің ауруы маңызды болып отыр, себебі азотты тыңайтқыштарды қолданудың артуы саңырауқұлақтың дамуына ықпал етеді. Ұнтақ көбелектің ауыр белгілері бидайдың өсуін тоқтатады. Егер бұл ауруды емдеуге тырыспаса, онда фотосинтез аймақтарын азайту арқылы өнімділікті едәуір төмендетуге болады және тұқым өндірмейтін егіншілерге әкеледі. Ұнтақ көбелектің әсерінен ұрықтың көлемі азайып, өнімнің төмендеуі байқалады. Ұнтақ тәрізді көңдер неғұрлым ерте пайда болса, өсімдіктің гүлденуі неғұрлым жоғары болса, өнімнің кемуі соғұрлым үлкен болады. Огайо штатында өсімдіктер аурумен ерте зардап шексе және ауа райы қолайлы болса, жемістілік 45 пайызға дейін төмендейді.