Bakteryjne więdnięcie trawy darniowej
| Xanthomonas campestris pv. graminis | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: | |
| Różnorodność: |
X. w. pv. graminis
|
| Nazwa trójmianowa | |
|
Xanthomonas campestris pv. graminis |
|
Bakteryjne więdnięcie traw darniowych jest jedyną znaną bakteryjną chorobą darni. Czynnikiem sprawczym jest Gram-ujemna bakteria Xanthomonas campestris pv. graminis . Pierwszy przypadek bakteryjnego więdnięcia darni odnotowano w odmianie mietlicy pełzającej znanej jako Toronto lub C-15, która występuje w środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Do czasu zidentyfikowania czynnika sprawczego w 1984 roku chorobę nazywano po prostu spadkiem C-15. Choroba ta występuje prawie wyłącznie na polach golfowych , gdzie ekstensywne koszenie powoduje rany w trawie, które patogen wykorzystuje, aby dostać się do żywiciela i wywołać chorobę.
Gospodarze i objawy
Mietlica pełzająca ( Agrostis stolonifera ) i wiechlina jednoroczna ( Poa annua ) są składem większości zieleni, a także preferowanymi żywicielami tego patogenu. W szczególności Toronto (C-15), Seaside i Nemisilla to najczęściej dotknięte odmiany mietlicy pełzającej. Bakterie dostają się do żywiciela rośliny i zakłócają przepływ wody i składników odżywczych, powodując, że roślina wygląda na zestresowaną suszą i przybiera niebiesko-fioletowy kolor. Dodatkowo, objawami bakteryjnego więdnięcia traw darniowych są żółte plamy na liściach, brązowe lub brązowe plamy, wodniste zmiany, wydłużone żółte liście oraz marszczenie wspomnianych niebieskich lub ciemnozielonych liści. Ponieważ putting greeny nie są czystą murawą, niektóre źdźbła trawy mogą być odporne na bakterie i tym samym pozostać nienaruszone, podczas gdy otaczająca murawa obumiera, powodując, że powierzchnia puttowania jest niespójna i nieestetyczna, zwłaszcza na wysokiej klasy polach golfowych.
Cykl chorobowy
Bakteria zimuje w chorych roślinach i strzechach i jest przenoszona przez wodę poprzez deszcz lub mechanicznie przez kosiarki, węże, inny sprzęt ogrodniczy i buty golfowe. Patogen może być również obecny w żywicielu podczas sadzenia w zainfekowanych gałązkach, darni lub korkach. W przeciwieństwie do grzybów, bakteryjne patogeny roślin nie są w stanie samodzielnie ranić ani mechanicznie sondować roślin żywicielskich. Zamiast tego patogeny te dostają się przez rany zadane roślinom przez wertykulację, uprawę, piasek lub przez naturalne otwory, takie jak aparaty szparkowe i hydrody. Po pomyślnym przedostaniu się i skolonizowaniu rośliny żywicielskiej, bakteryjne patogeny roślin przejmują zapasy składników odżywczych i wody dla komórek roślinnych, aby wspomóc ich własną reprodukcję. W badaniu przeprowadzonym przez Zhou i in. (2013) stwierdzono, że czas między inokulacją a więdnięciem roślin żywicielskich silnie zależy od temperatury, przy czym wyższe temperatury powodują szybszy spadek żywicieli. Naukowcy podają, że czas między inokulacją a więdnięciem roślin żywicielskich wynosi od 9 do 42 dni. Bakterie mogą również rozprzestrzeniać się na korzenie pobliskich roślin pod ziemią. W samej roślinie żywicielskiej bakterie rozprzestrzeniają się, namnażając się poprzez rozszczepienie binarne i przejmując coraz większą część żywiciela, po prostu zwiększając ich liczbę.
Środowisko
Przedłużające się okresy wilgoci i/lub słabo osuszonych gleb, po których następują ciepłe, słoneczne dni i chłodne noce, stanowią optymalne warunki do więdnięcia bakterii. Tak więc przejściom między wiosną a latem oraz latem i jesienią zwykle towarzyszy wzrost bakteryjnego więdnięcia traw darniowych, ponieważ te sezonowe zmiany, zwłaszcza wczesną jesienią, przynoszą trwałe opady deszczu i dłuższe, chłodniejsze noce. Bakteryjne więdnięcie trawy darniowej odnotowano w kilku regionach Illinois, a także w innych stanach środkowo-zachodnich, takich jak Michigan, Ohio i Wisconsin. Stwierdzono, że surowica odpornościowa wyprodukowana z izolatu tego patogenu w Illinois zareagowała na inny taki izolat z Europy, co sugeruje, że patogen został sprowadzony do Ameryki Północnej z Europy. W rzeczywistości badanie pól pszenicy i żyta w zachodniej Szkocji wykazało, że Xanthomonas campestris pv. graminis na 71% pól, przy czym najwięcej infekcji dotyczy życicy zwyczajnej. Kostrzewa łąkowa z tych samych pól również wykazała podatność na patogen w warunkach laboratoryjnych, co dodatkowo wskazuje na Europę jako potencjalne źródło tego patogenu w Stanach Zjednoczonych.
Kierownictwo
Ogólne środki biobójcze, takie jak miedź, Junction lub ZeroTol, oferują potencjalne rozwiązanie problemu bakteryjnego więdnięcia trawy darniowej, jednak takie środki chemiczne należy stosować po każdym koszeniu, co może być ekonomicznie niepraktyczne i ostatecznie fitotoksyczne. Jeśli na polu golfowym występuje więdnięcie bakteryjne, najlepszym rozwiązaniem może być wyznaczenie kosiarki do użytku wyłącznie na zainfekowanych greenach, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenu na inne greeny. Inne realne metody obejmują po prostu ograniczenie liczby ran zadawanych przez roślinę, ograniczając w ten sposób miejsca wejścia patogenu. Prostym przykładem może być rzadsze koszenie. Udowodniono również, że choroba jest najbardziej niszczycielska w przypadku trawy skoszonej do długości od 1/8 do 3/16 cala, ale w mniejszym stopniu w przypadku trawy o długości ponad 1/4 cala lub dłuższej, co stanowi dodatkowy argument za ograniczeniem koszenia. Innym przykładem jest ograniczenie nawożenia piaskiem, ponieważ jest to również bardzo ścierna technika, która może powodować małe rany, które umożliwiają wnikanie bakterii do rośliny.
Głównym czynnikiem komplikującym zwalczanie Xanthomonas campestris pv. graminis to pogoda. Chociaż nie jest możliwe kontrolowanie pogody jako takiej, badanie wykazało znaczne spadki skuteczności patogenu w temperaturach poniżej 20 ° C, co sugeruje, że środki chłodzące mogą być skuteczne w zwalczaniu tego patogenu.
Idealnie byłoby zastosować odporne szczepy rośliny żywicielskiej do zwalczania takiego patogenu roślinnego, jednak jak dotąd nie zidentyfikowano odpornych odmian trawy darniowej. Chociaż nie istnieją całkowicie odporne odmiany, właściciele pól golfowych mogą znaleźć pocieszenie w fakcie, że niektóre odmiany, takie jak Penncross i Penneagle, są bardziej odporne na więdnięcie bakteryjne, a tym samym mogą zmniejszyć potrzebę częstych oprysków chemicznych i innych kontroli kulturowych. Naukowcy osiągają postępy w identyfikacji odmian odpornych, o czym świadczy odkrycie, że zmienność grup sprzężeń genetycznych 1, 4 i 6 odpowiadała za ponad 43% odporności wśród włoskiej życicy.
Badanie z 1987 roku znalazło dowody na możliwą strategię biokontroli bakteryjnego więdnięcia trawy darniowej. Naukowcy odkryli, że surowica odpornościowa na Pseudomonas fluorescens lub Erwinia herbicola od żywicieli, którzy przeżyli infekcję odpowiednimi patogenami, jest w stanie zmniejszyć objawy więdnięcia traw darniowych spowodowane przez Xanthomonas campestris pv. graminis . Naukowcy zauważyli jednak, że chociaż ważne jest zapewnienie obecności większej liczby konkurujących komórek bakteryjnych w celu zmniejszenia objawów, należy uważać, aby uniknąć nadmiernego zakażenia gospodarza nowym patogenem bakteryjnym.
Dalsze postępy w zakresie odporności żywiciela osiągnięto w 2001 r., kiedy badacze odkryli, że inokulacja kostrzewy łąkowej podczas hodowli pojedynczym agresywnym szczepem bakteryjnego patogenu więdnięcia znacznie zwiększa odporność potomstwa, wykazując w ten sposób potencjał selektywnej hodowli w ograniczaniu patogenezy bakteryjnego więdnięcia darni i żyto.
Znaczenie
Wpływ bakteryjnego więdnięcia traw darniowych był prawdopodobnie najbardziej dotkliwy, gdy choroba zniszczyła greeny w Toronto na Butler National Golf Course w Illinois, zaledwie kilka dni przed planowanym tam turniejem PGA Western Open w 1980 roku. nękane przez wiele lat pola golfowe, trwające zmiany klimatyczne mogą zwiększyć jego znaczenie, ponieważ czynnik sprawczy, Xanthomonas campestris pv. graminis , preferuje uporczywe opady deszczu i chłodne noce, które zwykle towarzyszą zmianom pogody.