Введение
Грибковые болезни растений
Пылевая плесень – это грибковое заболевание, поражающее широкий спектр растений. Заболевания, вызываемые пылевой плесенью, вызываются многими различными видами грибов-аскомицетов порядка Erysiphales. Пылевая плесень – одно из наиболее легко идентифицируемых заболеваний растений, поскольку признаки возбудителя болезни достаточно характерны. На листьях и стеблях зараженных растений появляются белые порошкообразные пятна. Этот мицелиальный слой может быстро распространяться и покрывать все листья. Больше всего поражаются нижние листья, но плесень может появляться на любой надземной части растения. По мере развития болезни пятна становятся больше и плотнее по мере образования большого количества бесполых спор, и плесень может распространяться вверх и вниз по всей длине растения. Пылевая плесень хорошо растет в условиях высокой влажности и умеренных температур; теплицы обеспечивают идеальную влажную и умеренную среду для распространения болезни. Это наносит вред сельскохозяйственной и садоводческой практике, где пылевая плесень может успешно развиваться в тепличном хозяйстве. В сельскохозяйственной или садоводческой среде можно контролировать возбудитель болезни с помощью химических методов, биоорганических методов и генетической устойчивости. Важно знать о пылевой плесень и стратегиях борьбы с ней, поскольку возникающее заболевание может значительно снизить урожайность важных сельскохозяйственных культур.
Размножение
Гриб, вызывающий мучнистую росу, размножается как половым, так и бесполым путем. Половое размножение происходит через хасмотеции (ранее известные как клеистотеции), тип аскокарпа, в котором происходит генетическая рекомбинация. Аскокарпы, включая хасмотеции, апотеции, перитеции и псевдотеции, являются плодовыми телами, уникальными для грибов отдела Ascomycota (известных как аскомицеты). Внутри каждого аскокарпа находятся несколько асков, содержащих аскоспоры. Для успешного заражения грибы, вызывающие мучнистую росу, должны быть адаптированы к своему хозяину. В оптимальных условиях аскоспоры созревают и высвобождаются для инициирования новых инфекций. Условия, необходимые для созревания спор, различаются в зависимости от вида. При бесполом размножении материнский гриб и его потомство генетически идентичны. Однако половое размножение приводит к образованию прочных и устойчивых к зимовке спор, образующихся в хасмотециях. Эти споры темные (для защиты от УФ-излучения), округлые и с толстыми стенками (для защиты от разрыва при замерзании), что позволяет им выживать в течение всей зимы. Весной они прорастают, вызывая новую инфекцию.
Векторы передачи
Для распространения мучнистой росы не нужен переносчик. Споры обычно разносятся воздушными потоками из очага размножения в новое место заражения.
Ремонт ДНК
Ремонт неспаривания ДНК (РНД) — это ферментативная система для распознавания и исправления ошибочных вставок, делеций и неправильных включений оснований в ДНК, которые могут возникать во время репликации и рекомбинации ДНК. Эта система также способна восстанавливать некоторые виды повреждений ДНК. Установлено, что четыре близкородственных вида растительных паразитов из родов мучнистой росы потеряли от 5 до 21 из 48–52 генов РНД, присутствующих в геномах большинства других аскомицетов. Виды мучнистой росы с более высокой степенью потери генов РНД демонстрируют повышенную частоту различных типов мутаций. Программы опрыскивания обычными фунгицидами рекомендуется начинать при первых признаках симптомов и признаков мучнистой росы. Для достижения наилучших результатов в борьбе с заболеванием обычные фунгициды следует применять регулярно. Фунгициды на основе солей металлов следует применять регулярно до сбора урожая. Сульфат меди — эффективный фунгицид, разрешенный для использования в органическом земледелии, но он может нанести вред растению-хозяину. Добавление извести ослабляет этот эффект. Молоко эффективно при лечении мучнистой росы у летнего кабачка, тыквы, винограда и роз. Точный механизм действия неизвестен, но известно, что ферроглобулин, белок сыворотки, при воздействии солнечного света образует кислородные радикалы, контакт с которыми повреждает грибок. Разбавленные растворы, содержащие бикарбонат натрия (пищевую соду) и растительные или минеральные масла в воде, часто рекомендуются для борьбы с мучнистой росой, однако такие смеси обладают ограниченной и непостоянной эффективностью. Хотя в лабораторных условиях было показано, что бикарбонат натрия снижает рост плесени, опрыскивания, содержащие только пищевую соду и воду, неэффективны для борьбы с грибковыми заболеваниями на зараженных растениях, а высокие концентрации натрия вредны для растений. Бикарбонат калия является эффективным фунгицидом с низкой токсичностью против мучнистой росы и парши яблони. Другой нетрадиционный химический метод лечения заключается в обработке раствором силиката кальция. Кремний помогает клеткам растений защищаться от грибковой атаки, разрушая гаустории и производя коллозу и папиллы. При обработке кремнием эпидермические клетки пшеницы становятся менее восприимчивыми к мучнистой росе.
Генетическая резистентность
Аллель Pm3 — эффективная стратегия генетической устойчивости, защищающая растения-хозяева от возбудителя мучнистой росы.
Редактирование генов
В 2014 году исследователи Яньпэн Ван и др. сообщили, что им удалось индуцировать устойчивость гексаплоидной мягкой пшеницы к мучнистой росе с помощью целевых мутаций, созданных с использованием технологий редактирования генов CRISPR и TALEN.
Подсолнечник
Пылевая плесень подсолнечника – это заболевание, вызываемое патогенами Golovinomyces cichoracearum, Podosphaera xanthii и Leveillula taurica. Симптомы, вызываемые L. taurica, отличаются от симптомов, вызываемых другими патогенами. На верхней стороне листьев появляются зелёно-жёлтые пятна.
Пшеница, ячмень и другие зерновые
Blumeria graminis f. sp. tritici вызывает мучнистую росу пшеницы, в то время как f. sp. hordei вызывает мучнистую росу ячменя.
Бобовые
На бобовые культуры, такие как соя, поражает Microsphaera diffusa.
Виноград
Erysiphe necator (или Uncinula necator) вызывает мучнистую росу винограда.
Лук
Гриб, вызывающий мучнистую росу лука, – Leveillula taurica (также известный под анаморфным названием Oidiopsis taurica). Он также поражает артишок.
Яблоки и груши
Podosphaera leucotricha — гриб, вызывающий мучнистую росу яблонь и груш.
Капусты и дыни
Несколько видов грибов могут вызывать мучнистую росу у тыквенных культур: огурцов, кабачков (включая тыквы), луф, дынь и арбузов. Podosphaera xanthii (также известная как Sphaerotheca fuliginea) является наиболее часто регистрируемой причиной мучнистой росы у тыквенных. Erysiphe cichoracearum ранее считалась основным возбудителем болезни во всем мире. С 1925 года коммерческое производство Cucumis melo (дынь канталупа и мускатных) вовлечено в биологическую "гонку вооружений" против мучнистой росы тыквенных (CPM), вызываемой грибом Podosphaera xanthii, при этом разрабатываются новые сорта дынь, устойчивые к последовательно возникающим расам гриба, идентифицируемым как раса 1, раса 2 и т.д. (всего семь к 2004 году), для рас, обнаруженных по всему миру, и расы N1–N4 для некоторых отличающихся рас, происходящих из Японии. Были идентифицированы различные подрасы, которым дали названия, такие как раса 2U.S., раса 3.5 и раса 4.5. В 2003 году была обнаружена новая раса S, и специфический сорт дыни (C. melo var. acidulus 'PI 313970') оказался устойчивым к ней, после чего использовался для обратного скрещивания с целью повышения устойчивости других сортов. Также сообщалось, что огурцы в теплицах восприимчивы к Leveillula taurica.
Лилии
Microsphaera syringae — это гриб, который может вызывать мучнистую росу у сирени.
Яблоки
Podosphaera aphanis является возбудителем мучнистой росы у клубники и других растений семейства Розовые, таких как Geum rivale (водяная гвоздика).
Листья деревьев
Sawadaea tulasnei – гриб, вызывающий мучнистую росу на листьях деревьев. Этот гриб поражает листья Acer platanoides (клена платанолистного) в Северной Америке, Великобритании и Ирландии, а также Acer palmatum (известного также как японский клен или гладколистный японский клен).
Виноград Орегон
Erysiphe berberidis — это гриб, вызывающий мучнистую росу на листьях махонии (или винограда Орегона).
Арабидопсис
Golovinomyces orontii вызывает мучнистую росу на листьях Arabidopsis (камнеломки).
Каннабис
Вызывается несколькими грибами, включая Golovinomyces ambrosiae (syn. G. spadiceus) и Podosphaera macularis.
Гиперпаразиты порошкообразной плесень
В семействе Sphaeropsidaceae грибов порядка Sphaeropsidales виды рода Cicinnobolus являются гиперпаразитами мучнистой росы. Ampelomyces quisqualis – анаморфный гриб, который является гиперпаразитом мучнистых рос. Этот паразитизм подавляет рост и в конечном итоге может привести к гибели росы. Исследования биологического контроля мучнистых рос (особенно на ценных культурах, таких как виноград) ведутся с 1970-х годов и привели к разработке фунгицидов, содержащих A. quisqualis в качестве действующего вещества.