Введение
Грибный патоген травы Blumeria graminis (обычно называемый ячменной или кукурузной плесенью) - это гриб, который вызывает плесень на травах, включая зерновые. Это единственный вид в роде Blumeria. Его также называли Erysiphe graminis и (по анаморфу) Oidium monilioides или Oidium tritici.
Blumeria graminis (commonly called barley powdery mildew or corn mildew) is a fungus that causes powdery mildew on grasses, including cereals. It is the only species in the genus Blumeria. It has also been called Erysiphe graminis and (by its anamorph) Oidium monilioides or Oidium tritici.
Систематика
Ранее B. graminis входил в род Erysiphe, но молекулярные исследования поместили его в отдельный клад. В 1975 году он был перемещен в новый моноспецифический род Blumeria. Блюмерия отличается от Эрисифа в его очерченной истории и деталях конидной стенки. Блюмерия также считается филогенетически отличающейся от Erisiphe, поскольку она заражает только истинные травы Poaceae. Восемь специальных форм или formae specialis (ff. spp.) В настоящее время выделены три вида B. graminis, каждый из которых является паразитирующим на определенном роде или парацитарных родах трав. Врачи, которые заражают растения, - это B. g. f. sp. , который вызывает порошкообразную плесень пшеницы и заражает другие травы рода Triticum и Aegilops, f. sp. на ячмень, ф. п. на овсе и прочих особого видах. на ржаной крупице. Другие формы специалов являются патогенными для диких трав, в том числе для трав родов Agropyron и Elymus, Bromus spp., Poa spp. и на Lolium spp. (Рыжовая трава).
Морфология
Мицелий может почти полностью покрывать поверхность растения, особенно верхние стороны листьев. Аскокарп темно-коричневый, шаровидный с нитевидными придатками, асси-подольный. Аскоспоры гиалиновые, эллипсоидные, размером 2030 x 1013 мкм. Анаморф производит на гиалиновых конидиофорах цепные конидии продолговатой или цилиндрической формы, не включая фиброзинные тела, размером 3244 x 1215 мкм. Хаустория - это палмитет. B. graminis уникален среди эрисифалов тем, что имеет конидии с первичной зародышевой трубкой и пальцеобразными ("цифрообразными") аппрессориями.
Таксономия
Название рода Blumeria в честь Сэмюэля Блюмера (род. 1895), швейцарский ботаник (микология), фитопатология, из Университета Берна (Universität Bern). Род был обозначен Головином экс Шпеером в Sydowia Vol.27 на странице 2 в 1975 году.
Экология
B. graminis асексуально производит кониды и сексуально образует аскоспоры. Конидии распространяются в основном ветром, вредителями или деятельностью человека. Предполагается, что вода, инициирующая аскоспоры, рассеивается не только ветром, но и брызгами капель воды. Он является биотрофным и не растет на синтетических средах. Для его роста благоприятны относительно прохладные и влажные условия. Благодаря относительно большой генетической изменчивости, он часто заражает ранее устойчивые сорта растений.
Генетика
Геном B. g. f. sp. Ордеи и B. g. f. sp. Тритици были недавно секвенированы. Секвенирование генома пшеничной плесень B. g. f. sp. tritici, позволило сделать вывод о важных аспектах его эволюции. Было замечено, что это наиболее повторяющийся геном грибов, секвенированный с 90% транспозируемыми элементами. Кроме того, было аннотировано 6540 генов, из которых 437 кодировали секреторные белки-кандидаты и 165 - несекретные секреторные белки-кандидаты. Было показано, что они подвергаются положительному отбору из-за их влияния на ген для генной связи для победы над устойчивостью к болезням растений. Возможность заражать тетраплоидную, а также одомашненную гексаплоидную пшеницу, как было замечено, является результатом геномов плесеня, являющихся мозаиками древних гаплогрупп, которые существовали до одомашнения пшеницы. Это позволило порошковой плесень пшеницы сохранить генетическую гибкость, изменчивость и, следовательно, большой потенциал для вариации возбудителей. Предполагается, что этот мозаицизм может поддерживаться через клональное размножение в популяциях с небольшим эффективным размером или квази-клональное размножение в популяциях с большим эффективным размером.
Эволюция Blumeria graminis f.sp. tritici
Пылевая плесень пшеницы является обязательным биотрофом с плохо изученной эволюционной историей. После секвенирования генома в 2013 году были раскрыты многие аспекты эволюции его паразитизма. Обязательная биотрофия появилась несколько раз в эволюции как у аскомицетов, таких как B. graminis, так и у базидиомицетов, таким образом, в разных организмах с течением времени должно действовать различное селективное давление. Было замечено, что B. g. f. sp. геном тритициса представляет собой мозаику гаплогрупп с различными временами дивергенции, что объясняет его уникальную адаптивность патогенов. Гаплогруппа Hold (различающаяся 40 80 мya) позволяет заражать дикую тетраплоидную пшеницу, а Haplogroup Hyoung (различающаяся 2 10 мya) позволяет заражать оба одомашненных гексаплоидных вида пшеницы. Кроме того, было замечено, что существует положительное селективное давление, действующее на гены, которые кодируют протеины-кандидаты секретора и не секретируемые протеины-кандидаты секретора, что указывает на то, что они могут участвовать в гене генетических связях устойчивости растений к болезням.
Патология
Диагностика порошковой плесень пшеницы относительно проста. Тритици - обязательный паразит, что означает, что он растет только на живой ткани. Хотя он распространен во всех районах, где выращивается пшеница, он особенно популярен на восточном побережье Соединенных Штатов, а также в прибрежных районах Соединенного Королевства.
Присутствие и симптомы
Triticum spp. (пшеница) является единственным хозяином B. g. f. sp. Тритичи. Нижняя поверхность листьев, соответствующая мицелийному коврику, также будет проявлять хлороз.
Цикл болезни
B. g. f. sp. tritici имеет полициклический жизненный цикл, типичный для его рода, Ascomycota. Пылевая плесень пшеницы зимует в виде клеистотеций, спящих в растительных отходах. Однако в более теплых условиях гриб может зимовать в виде бесполых конидий или мицелия на живых растениях-хозяевах. Он может сохраняться между сезонами, скорее всего, как аскоспоры в остатках пшеницы, оставленных на поле. Аскоспоры - это половые споры, вырабатываемые из клистотеций. Эти споры, а также кониды, служат в качестве основного инокуля и рассеиваются ветром. Ни одна из спор не требует свободной воды для прорастания, только высокая относительная влажность. Пылевая плесень пшеницы процветает в прохладной влажной обстановке, а облачная погода увеличивает вероятность заболевания. Когда конидии попадают на гидрофобную поверхностную кутикулу листьев пшеницы, они высвобождают белки, которые способствуют активному транспортировке легких анионов между листьем и грибком еще до прорастания. Этот процесс помогает Блюмерии распознать, что она находится на правильном хозяине, и направляет рост зародышевой трубки. Как аскоспоры, так и конидии прорастают непосредственно с помощью зародышевой трубки. Конидия может распознать растение-хозяина и в течение одной минуты после первоначального контакта определяется направление роста зародышевой трубки. Затем начинается развитие аппресории, после чего начинается инфекция, следующая за ростом зародышевой трубки. После первоначальной инфекции гриб производит гаусторию внутри клеток пшеницы, а мицелий растет на внешней поверхности растения. Эти кониды функционируют как вторичный инокулум, поскольку рост и размножение повторяются в течение всего вегетационного периода.
Окружающая среда
Пылевая плесень пшеницы процветает в прохладном, влажном климате и размножается в облачных погодных условиях. Патоген также может быть проблемой в более сухом климате, если пшеничные поля орошаются. Идеальные температуры для роста и размножения возбудителя - между и с прекращением роста выше Плотные, генетически похожие насаждения обеспечивают благоприятные условия для роста порошковой плесень. Молоко давно популярно среди садоводов и мелких органических производителей в качестве средства от грибковой плесень. Молоко разбавляется водой (обычно в 1:10) и распыляется на восприимчивые растения при первых признаках инфекции или в качестве профилактической меры с повторным еженедельным применением, часто контролирующим или устраняющим болезнь. Исследования показали, что эффективность молока сопоставима с некоторыми обычными фунгицидами и лучше, чем беномила и фениримола в более высоких концентрациях. Молоко эффективно лечит пылеобразную плесень у кабачков, тыквы, винограда и роз. Точный механизм действия неизвестен, но известно, что ферроглобулин, белок в сыворотке, при воздействии солнечного света вырабатывает кислородные радикалы, и контакт с этими радикалами наносит вред грибку. Другой способ борьбы с пшеничной плесенью - это разведение генетической резистентности, используя "R гены" (гены резистентности) для предотвращения инфекции. В геноме пшеницы есть по меньшей мере 25 локусов, которые кодируют устойчивость к порошковой плесенью. Если у конкретного сорта пшеницы есть только один локус для резистентности, возбудитель может быть контролирован только в течение нескольких лет. Однако если сорт пшеницы обладает несколькими локусами для устойчивости, то культура может быть защищена в течение примерно 15 лет. Поскольку поиск этих локусов может быть сложным и трудоемким, молекулярные маркеры используются для облегчения объединения резистентных геномов. Это HSP70, семейство белков теплового шока из семейства Арабидопсис.
Важность
Пылеобразную плесень можно найти во всех районах, где выращивается пшеница в Соединенных Штатах, но обычно она наиболее выражена на востоке и юго-востоке. Более распространен в районах с влажной или полузасушливой средой, где выращивается пшеница. В некоторых районах порошковая плесень стала более важным заболеванием из-за увеличения применения азотных удобрений, что способствует развитию грибка. Сильные симптомы порошковой плесень могут привести к задержке роста пшеницы. Если не контролировать эту болезнь, она может значительно снизить урожайность, уменьшив площади фотосинтеза и привести к тому, что земледельцы не будут производить семена. Порошковая плесень приводит к уменьшению размера ядра и снижению урожайности. Чем раньше начинает развиваться порошкообразная плесень и чем выше на растении она развивается, цветение, тем больше потеря урожая. В Огайо было обнаружено, что устойчивые сорта могут потерять до 45 процентов урожая, если растения заражаются рано, а погода благоприятствует болезни.