Head Blight - огляд тем ScienceDirect

Пов’язані терміни:

  • Ураження
  • Фунгіцид
  • Мікотоксин
  • Фузаріоз
  • Мікотоксини
  • Коренева гниль
  • Gibberella zeae
  • Саджанці
  • Гриби
  • Ячмінь

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Стійкість до хвороб у Сорго

2.2.1.1.2 Головний ураження

Опік головки, як вказує цей термін, є хворобою волоті сорго. В основному це спостерігається в Північній Америці, Мексиці та в декількох країнах Південної Америки, таких як Аргентина та Венесуела. У цих країнах це відбувається в середній і важкій формі і може спричинити значне зниження врожаю зерна, особливо у сприйнятливих гібридів або сортів. Однак у основних регіонах сорго світу (тобто в Африці та Азії) це захворювання вважається незначною хворобою зі спорадичною частотою захворювання.

Почервоніння судинних тканин квітконосу та рахісів або гілок рахіса є переважним внутрішнім симптомом захворювання. Це може призвести до видимих ​​іззовні симптомів некрозу плодоніжки та рахіса або гілок рахісу. У багатьох випадках зовнішні симптоми можна не помітити, якщо сприятливі погодні умови не виражають фазу некрозу. При важкій інфекції частина або ціла волоть може руйнуватися, що спричиняє передчасну загибель частини або цілості волоті. Зерна в зараженій волоті можуть виглядати більш сухими, ніж звичайні зерна.

Хвороба спричинена грибком F. moniliforme. Інші патогени цвілі цвілі, такі як Alternaria spp. Та Curvularia spp. були також виявлені, пов’язані з цією хворобою. Ця хвороба може мати певний зв’язок із зерновою цвіллю. Однак, враховуючи уражені частини рослин, це розглядається як окрема хвороба. Початкове зараження відбувається в нижній частині волоті біля основи рахіса і поширюється вгору. Постійно висока вологість під час цвітіння сприяє зараженню та колонізації. Використання стійкого сорту є найкращим способом боротьби з хворобою.

Сільськогосподарські та суміжні біотехнології

4.59.3 Економічний вплив фузаріозних інфекцій та їх токсинів

Види фузаріозу викликають широкий спектр захворювань у більшості економічно важливих рослин, включаючи головний ураження, в’янення, кореневі гнилі та плодові гнилі. Інфекції фузаріозом можуть мати руйнівні наслідки для продуктивності сільськогосподарських культур та товарності, але найважливішим економічним впливом фузаріозу є здатність багатьох видів продукувати мікотоксини.

Під час головного ураження, спричиненого Gibberella zeae (Schwein) Petch (анаморфа, F. graminearum Schwabe sensu lato), зерно забруднюється трихотеценом та естрогенними мікотоксинами, такими як ніваленол (NIV), дезоксиніваленол (DON) та зеараленон (ZEN) . За підрахунками, прямий та вторинний економічний вплив цієї хвороби склав 2,7 мільярда доларів у США між 1998 і 2000 роками. Оскільки трихотецени стійкі до високих температур, а також до хімічних методів знищення, вони можуть накопичуватися до високого рівня в забруднених зернах роблячи їх непридатними для їжі або корму для тварин. Токсини трихотецену, такі як вомітоксин (ДОН), мають сильний вплив на здоров'я людини, оскільки вони є потужними інгібіторами біосинтезу білка еукаріотів. Забруднення їжі вомітоксинами асоціюється з нудотою, блювотою, анорексією, судомами та втратою лейкоцитів. DON спричиняє відмову від корму у нежиттєвої худоби та втрату ваги. Трихотецени також модулюють імунну функцію людини і можуть сприяти раку та аутоімунним захворюванням (рис. 1).

огляд

Фігура 1 . Хімічна структура основних токсинів, що утворюються Fusarium spp.

Фумонізин, вироблений F. verticillioides, який є найпоширенішою цвіллю на кукурудзі у всьому світі, є токсичним для печінки та ниркової тканини. Очевидно, їх токсичність включає порушення біосинтезу de novo сфінголіпідів. Фумонозини також є канцерогенними в модельних тестах на гризунах і призначаються як фактори ризику у людини для раку стравоходу та дефектів нервової трубки в популяціях, які використовують домашню кукурудзу як основну дієту.

Хімічна екологія

Хісакадзу Ямане,. Хідеакі Оікава, у "Комплексні природні продукти II", 2010

4.08.3.6 Перспективи

Завершення геномного аналізу кількох рослинних збудників Magnaporthe grisea (рисовий вибух), Gibberella zeae (головний опік пшениці та ячменю) та Streptomyces scabies, що викликає паршу картоплі, дозволило нам виявити гени біосинтезу фітотоксинів та детально вивчити розвиток хвороби на молекулярний рівень. Встановлено, що рибний вибуховий гриб під час зараження виробляє деякі молекули полікетид-нерибосомних пептидів. Динамічна дія та роль фітотоксинів з’ясовуватиметься за допомогою аналізу транскриптомів та метаболомів. Порівняльне генетичне дослідження звичайних і патогенних штамів надасть інформацію про те, як патогенність набувається та розвивається. Ці дослідження щодо різних типів захворювань дають загальне уявлення про стратегію розвитку мікроорганізмів у розвитку хвороб, а також рішення щодо запобігання їх інфікуванню.

Біотехнологія рослин та поліпшення рослинництва

Стійкість до грибкових збудників

Грибкові хвороби є найбільш серйозними групами хвороб рослин рослин, що спричинює втрату мільярдів доларів у всьому світі. Захворювання, такі як фітофтороз картоплі, головний ураж зернових культур, шкірний пігмент і ритм рису, лишай у кукурудзи, в’янення та гниття в овочах, борошниста роса винограду є одними з основних грибкових захворювань. Стратегії стійкості включають деградацію клітинної стінки грибка, вироблення протигрибкових токсинів, експлуатацію генів стійкості, надмірну експресію генів, що індукуються під час реакції патогенів, розщеплення грибкових метаболітів, що беруть участь в інфекції, та пригнічення росту грибів шляхом обмеження необхідних поживних речовин.

Потужною стратегією стійкості до грибкових захворювань є синтез генів, які можуть погіршити клітинну стінку грибка. Хітиназа та β-1,3-глюканаза - це ферменти, що руйнують клітинні стінки, які специфічно порушують грибковий міцелій, деградуючи хітин та глюкан відповідно. Хітиназа з ячменю, тютюну, петунії, квасолі та рису була використана для стійкості (Punja, 2001; Tabei et al., 1998). Зокрема, рисова хітиназа була передана багатьом культурам, включаючи пшеницю, арахіс, помідори, виноград, баклажани, банани та огірки зі значною стійкістю проти грибкових патогенів. Оскільки хітиназа вже присутня в рослинництві, надмірна експресія або модифікація ендогенної хітинази є ще однією стратегією стимулювання стійкості. Надмірна експресія хітинази та оксалатоксидази призвела до підвищеної стійкості до ураження рисом оболонки (Baisakh et al., 2001; Karmakar et al., 2016). Окрім рослинних джерел, для стійкості до трансгенних захворювань також використовується хітиназа від видів грибів, зокрема від триходерми (Cheng et al., 2015).

Різні інші PR-білки та фітоалексини індукуються під час розвитку захворювання; введення або надмірна експресія цих генів може спричинити стійкість до хвороб. Дефензини - це невеликі багаті цистеїном антимікробні PR-білки, які всюди присутні в мікробах, рослинах і тваринах. Ці невеликі пептиди виявляють високу антимікробну активність, особливо щодо грибкових патогенів. Трансгенна бавовна, що несе дефенсин NaD1, від Nicotiana alata, виявляє вищу толерантність до вертицилієвого в’янення та Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum разом із двократним збільшенням врожайності (Gaspar et al., 2014), що свідчить про високий комерційний потенціал цього трансгенного. Сео та ін. (2014) розробив дефензин у перці для розвитку стійкості проти Colletotrichum gloeosporioides. Було відмічено, що в трансгенних лініях гени біосинтезу язмонової кислоти та гени, пов’язані з патогенезом, були надмірно виражені, що призвело до стійкості проти грибкового патогенезу. Встановлено, що дефензин пшениці накопичується в умовах холодної клімату, що забезпечує стійкість проти грибка снігової цвілі, Typhula ishikariensis, головного збудника озимої пшениці (Sasaki et al., 2016). Трансгенна пшениця, що містить ген дефензину, також виявляє стійкість до фузаріозу.