Введение
Виды грибов Сахарная смота - это грибковое заболевание сахарного тростника, вызванное грибом Sporisorium scitamineum. Болезнь известна как кульмиколозная, которая описывает рост грибка стебля на тростнике. Он поражает несколько видов сахарного тростника и, как сообщается, встречается и у некоторых других видов травы, но не в критическом количестве. Наиболее узнаваемой особенностью этой болезни является черный или серый опухоль, называемый "порожным камнем". Устойчивость к грязи сахарного тростника является лучшим способом борьбы с болезнью, но также важно использовать семена, свободные от болезни. В небольших масштабах лечение с использованием горячей воды и удаление зараженных растений может быть эффективным. Основным способом распространения споры является ветер, но болезнь также распространяется через использование инфицированных черенков. Загрязнение сахарного тростника - это разрушительное заболевание в районах выращивания сахарного тростника по всему миру.
Sugarcane smut is a fungal disease of sugarcane caused by the fungus Sporisorium scitamineum. The disease is known as culmicolous, which describes the outgrowth of fungus of the stalk on the cane. It attacks several sugarcane species and has been reported to occur on a few other grass species as well, but not to a critical amount. The most recognizable characteristic of this disease is a black or gray growth that is referred to as a "smut whip". Resistance to sugarcane smut is the best course of action for management, but also the use of disease free seed is important. On smaller scale operations treatments using hot water and removing infected plants can be effective. The main mode of spore dispersal is the wind but the disease also spreads through the use of infected cuttings. Sugarcane smut is a devastating disease in sugarcane growing areas globally.
Присутствие и симптомы
Загрязнение сахарного тростника поражает все виды сахарного тростника, если только они не обладают устойчивостью к нему. Причиненный ущерб зависит от восприимчивости вида. Сахарные поля сажают с помощью вегетативных саженцев материнских растений, чтобы они имели тот же генетический состав, что и материнское растение. Семена не используются для размножения, поскольку сахарный тростник является гибридом с несколькими видами и поэтому его трудно размножать. Сахарная тростниковая смота может также заразить некоторые другие виды травы, кроме сахарного тростника. Однако в основном он остается на растениях рода Saccharum. Через два-четыре месяца после заражения грибком растения из меристемы, то есть из точки роста, вместо спиндольного листа, появляются черные камшоты. Развивающийся камшик представляет собой смесь растительной и грибковой тканей. Костяк достигает зрелости между шестым и седьмым месяцем. Когда споры, содержащиеся внутри, выходят из-под камня, ядро камня остается позади и имеет соломенный цвет. Растения, зараженные грибком, обычно имеют тонкие стебли и часто задерживают рост. Они в конечном итоге обрабатывают землю намного больше, чем обычно, и это приводит к более тонким и намного слабее листьев. Иногда они больше похожи на траву, чем на неинфицированные растения. Реже встречаются желчь на стебле или листьях и размножающиеся почки.
Цикл болезни
Сахарная смота распространяется через телиоспоры, которые образуются в смотовом камшоте. Эти телиоспоры, расположенные либо в почве, либо на растении, прорастают в присутствии воды. После прорастания они производят промицелий и подвергаются мейозу, чтобы создать четыре гаплоидных споридии. Сахарная тростниковая грязь является биполярной и поэтому производит два различных типа спаривания спориды. Для заражения две спориды разных типов спаривания должны соединиться и сформировать дикарион. Затем этот дикарион вырабатывает гифы, которые проникают в пупку сахарного тростника и заражают меристематическую ткань. Гриб растет внутри меристематической ткани и вызывает образование цветковых структур, которые он колонизирует, чтобы произвести свои телеопоры. Цветочные структуры, обычно типичные травяные стрелы, превращаются в кнут, похожий на сорус, который растет между оболочками листьев. Сначала он покрыт тонким серебристо-оранжевым перидиумом (это ткань хозяина), который легко отшелушивается при высушивании, чтобы выявить сажей черно-коричневые телиоспоры. Эти телиоспоры затем рассеиваются ветром, и цикл продолжается. Споры красновато-коричневые, круглые и подвовидные, могут быть гладкими или умеренно эхинулированными. Размер варьируется от 6,5 до 8 мм. Культиваторы сахарного тростника, предназначенные для распространения в других географических районах, должны быть проверены на восприимчивость к популяциям S. scitamineum в каждом регионе.
Окружающая среда
Загрязнение сахарного тростника - очень распространенное заболевание, распространенное в Центральной и Южной Америке, Африке и Юго-Западной Азии. О сахарной тростнице сообщают во всех странах, расположенных между 20 градусами севернее и южнее экватора. Патоген хорошо справляется в жаркую сухую погоду в течение большей части цикла болезни, но требует влажных условий для прорастания телиоспор.
Экспрессия генов
Устойчивость к болезням растений является результатом коэволюции между растением и возбудителем. Во время инфекции Ustilago scitaminea гриб растет в меристематической ткани и вызывает образование цветочных структур, которые он колонизирует, чтобы произвести свои телиопоры. Цветочные структуры, обычно типичные травяные паниклы, превращаются в кнуты, похожие на сорусы, которые быстро растут и выступают между оболочками листьев. Развитие сахарного тростника зависит от взаимодействия между окружающей средой, сортом сахарного тростника и самим возбудителем. Если взаимодействие между сортами, устойчивыми к грязи, и возбудителем является неафинитетом, возникает устойчивость к болезни; однако, если взаимодействие между сортами, восприимчивыми к грязи, и возбудителем является аффинитетом, возникает восприимчивость к болезни. В период между появлением стресса на растении в результате вторжения патогена и последующим взаимодействием патогена с растением происходит ряд физиологических и биохимических изменений, а также молекулярный ответ. В исследованиях молекулярной основы устойчивости сахарного тростника к грязи достигнут прогресс. Согласно одному исследованию, тип резистентности - это резистентность одного гена в месте гена N52/219. Кроме того, в этом исследовании говорилось о нескольких различных штаммах или расах Ustilago scitaminea. Несмотря на полученные знания, для обнаружения механизмов устойчивости к грязи необходимы дополнительные исследования молекулярного взаимодействия в этой патосистеме.
Экспрессия белка
Несмотря на полученные знания, мало что известно о протеомическом фоне взаимодействия между патогеном и хозяином в этой патосистеме.
Управление
Для борьбы с сахарным тростником используются устойчивые сорта, фунгициды и безболезненный посадочный материал. Контроль в основном осуществляется с помощью использования устойчивых сорта в районах, где присутствует болезнь. Фунгициды также используются для борьбы с этой болезнью, но обычно предпочтительны устойчивые сорта из-за стоимости фунгицидов. В районах, где эта болезнь еще не обнаружена, важно использовать свободный от болезни посадочный материал, чтобы не внедрять возбудителя. Иногда правительства вводят важные правила, чтобы предотвратить распространение болезни. В зараженных районах также вводятся карантины.
Важность
Исторически сложилось так, что сахарная смота была впервые обнаружена в 1877 году в Натальской области Южной Африки. Болезнь является проблемой почти во всех странах, где выращивается сахарный тростник. Сахарная смота не попала в западное полушарие до 1940-х годов, когда она достигла Аргентины. Последним крупным производителем сахарного тростника, который был заражен, была Австралия. В 1998 году западное побережье было заражено, но основные производственные центры Австралии находятся на восточном побережье страны. Теперь зараженные растения были обнаружены по обе стороны страны, что делает сахарную тростниковую грязь проблемой во всех производственных центрах. Иногда болезнь проходит незамеченной или незамеченной, пока не уничтожает огромные участки урожая. Загрязнение сахарного тростника может привести к любым потерям восприимчивых сортов. В любом месте от 30% до полного провала урожая можно было увидеть. Снижение урожайности в основном зависит от разновидностей присутствующих патогенов, сорта сахарного тростника и условий окружающей среды. Сахарный тростник - это раатун, то есть растение всходит после сбора урожая, обеспечивая следующий урожай. Из-за этого многолетнего характера полный провал урожая может привести к необходимости пересаживать поле. Сейчас обычно заменяют зараженные участки устойчивыми сортами сахарного тростника.