Fusarium zgnilizna koron pszenicy
| Zgnilizna koron pszenicy | |
|---|---|
| Czynniki sprawcze | Fusarium pseudograminearum |
| Zastępy niebieskie | Pszenica |
| Kodeks EPPO | GIBBCO |
| Fusarium zgnilizna koron pszenicy | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Grzyby |
| Dział: | Ascomycota |
| Klasa: | Sordariomycetes |
| Zamówienie: | hipokreale |
| Rodzina: | Nectriaceae |
| Rodzaj: | Fusarium |
| Gatunek: |
F. pseudograminearum
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Fusarium pseudograminearum O'Donnell & T. Aoki
|
|
Zgnilizna koron pszenicy jest powodowana przez patogen grzybowy Fusarium pseudograminearum . F. pseudograminearum należy do rodzaju grzybów Ascomycota i jest również znany jako Gibberella coronicola ( teleomorf ). Jest to grzyb jednopienny, co oznacza, że nie potrzebuje innego żywiciela innego niż pszenica, aby zakończyć swój cykl życiowy. Chociaż F. pseudograminearum może wywoływać zarówno stany anamorficzne, jak i teleomorficzne, teleomorf zwykle nie występuje w przypadku zgnilizny koron pszenicy. tego Fusarium gatunek był do niedawna uważany za taki sam jak gatunek znany jako Fusarium graminearum (zaraza kłosów pszenicy) ze względu na wiele podobnych cech. Jedną z jedynych różnic między tymi dwoma gatunkami jest to, że F. pseudograminearum nie ma stadium płciowego u żywiciela pszenicy.
Ważną cechą pod względem infekcji, która również odróżnia F. pseudgraminearum od F. graminearum , jest to, że F. pseudograminearum rzadko infekuje kłos rośliny pszenicy, tylko koronę, podczas gdy F. graminearum może zakażać całego żywiciela pszenicy. Poza tymi różnicami objawy przedmiotowe i podmiotowe obu patogenów grzybowych są bardzo podobne, wykazując martwicę podstawy łodygi i korony. F. pseudograminearum wytwarza również mykotoksyny po pełnym ustaleniu kolonizacji pszenicy, które są odpowiedzialne za większość wytwarzanych objawów. Zgnilizna koron pszenicy jest ważną chorobą roślin, którą należy dobrze zwalczać ze względu na jej szkodliwy wpływ na całe pola pszenicy. Infekcja F. pseudograminearum może rozwinąć się podczas stresujących niedoborów wody na polach i może szybko rozprzestrzenić się na inne rośliny pszenicy, których objawy ostatecznie doprowadzą do śmierci roślin.
Gospodarze i objawy
Fusarium pseudograminearum ma ograniczony zakres żywicieli, porażając jedynie gatunki pszenicy i jęczmienia. F. pseudograminearum może porażać sadzonki, ale może również porażać korony dojrzałych żywicieli pszenicy. Zgnilizna koron pszenicy wytwarza bezpłciowe struktury zwane konidiosporami , które są wytwarzane w strukturach sporodochium wewnątrz łodygi zakażonego żywiciela. Gdy konidiospory kiełkują i atakują ksylem i rdzeń łodygi, zarówno łodyga, jak i korona rozwijają czerwono-brązowe lub białe przebarwienia. Uważa się, że pierwotna infekcja ksylemu żywiciela występuje w koronie lub dolnej pochwie łodygi ze ścierniska zawierającego inokulum zarodników i grzybni. Zakażenie ksylemu pozostawia tkankę nasiąkniętą wodą i ma kolor różowy lub łososiowy. W miarę rozprzestrzeniania się infekcji korona staje się punkowata i ostatecznie dysfunkcyjna.
Ze względu na rozległą infekcję w całym żywicielu, wzrost rośliny jest zahamowany i będzie wykazywać niepełne wypełnienie ziarna. Oprócz infekowania ksylemu i rdzenia żywiciela, F. pseudograminearum wytwarza mykotoksyny po całkowitym zadomowieniu się. Mikotoksyny to toksyny wytwarzane przez grzyby, które w przypadku spożycia są szkodliwe dla zwierząt i ludzi. F. pseudograminearum wytwarza mikotoksynę trichotecenową, deoksyniwalenol lub DON, który rozprzestrzenia się po łodydze rośliny i gromadzi się w tkance. Produkcja DON może powodować tworzenie się zaskórników, czyli kłosów zboża, które przedwcześnie obumarły. Wiadomo, że F. pseudograminearum nie poraża kłosów pszenicy, ale tworzenie się „białych główek” jest wtórnym objawem gromadzenia się mykotoksyny DON. Dysfunkcja transportu występująca w ksylemie i nagromadzenie DON ostatecznie doprowadzi do śmierci zainfekowanych roślin pszenicy.
Cykl chorobowy
Cykl chorobowy F. pseudograminearum obejmuje zarówno stadia płciowe, jak i bezpłciowe, jednak zaobserwowano, że faza płciowa nie odgrywa istotnej roli w powstaniu choroby. Zimowanie na resztkach pożniwnych, nasionach lub w glebie jest łatwe dla tego gatunku Fusarium ze względu na tworzenie struktur przetrwania zwanych chlamydosporami . Wraz z nadejściem wiosny chlamydospory otrzymują sygnał do kiełkowania, tworząc bezpłciowe struktury zwane konidiami . Jak wspomniano wcześniej, tworzenie struktur płciowych jest rzadkie w tej dziedzinie, ale teleomorf patogenu wytworzyłby struktury zwane perithecia . Gdy tworzą się perytecje, wytwarzają worki zawierające askospory w środku. Perytecja siłą uwalnia askospory, a następnie te unoszące się w powietrzu zarodniki są rozpowszechniane przez wiatr, deszcz lub zwierzęta. Te zarodniki płciowe lądują następnie na dojrzałym gospodarzu pszenicy i zaczynają kolonizować łodygę i obszar wokół korony w miarę rozmnażania się lata. Jednak bezpłciowe stadium F. pseudograminearum jest znacznie prostszym cyklem, który powoduje największe szkody w pszenicy.
Konidia, wytwarzane z chlamydospor w glebie lub przenoszone przez wiatr, mogą infekować pszenicę przez naturalne otwory i kolonizować ksylem i rdzeń żywiciela. Tworzenie bezpłciowych struktur zwanych sporodochami może wytworzyć jeszcze więcej konidiów, które działają jak powtarzający się etap infekcji. Wkrótce roślina pszenicy będzie miała wiele miejsc infekcji, z których większość znajduje się w pobliżu korony. W miarę zbliżania się sezonu żniw pod koniec lata, suche, ciepłe środowisko pozwoliło F. pseudograminearum skolonizować roślinę i rozpocząć wytwarzanie szkodliwych mykotoksyn, które wywołują wtórne objawy w ziarnach pszenicy. Mikotoksyna DON jest szkodliwa dla zwierząt i ludzi, którzy spożywają pszenicę, co sprawia, że plony są niejadalne, a zatem stanowią kosztowny problem (Miedaner et al. 2008).
Środowisko
Zgnilizna koron pszenicy powodowana przez Fusarium jest chorobą szeroko rozpowszechnioną. Wcześniej uważano, że rozmieszczenie geograficzne zgnilizny korony jest ograniczone. W Stanach Zjednoczonych choroba jest najbardziej rozpowszechniona w najsuchszych i najcieplejszych regionach północno-zachodniego Pacyfiku. Jednak ostatnie badania sugerują, że choroba występuje w większości regionów produkujących zboża na świecie.
Lokalne warunki środowiskowe odgrywają dużą rolę w występowaniu F. pseudograminearum . Jest to szczególnie widoczne pod koniec sezonu, kiedy zboża dojrzewają. Chociaż zarówno opady, jak i temperatura są ważne, badania wykazały, że opady odgrywają znacznie większą rolę w występowaniu i nasileniu zgnilizny koron, chociaż istnieje słaba korelacja między temperaturą a chorobą. W badaniach polowych upraw pszenicy w Australii, maksymalna temperatura latem na obszarach występowania F. pseudograminearum stwierdzono, że temperatura sięgała 31°C. W warunkach suszy, kiedy dominuje ciepła i sucha pogoda, objawy zgnilizny korony nasilają się. Wynika to głównie ze zdolności patogenu do przetrwania i rozwoju w tych warunkach. Badania laboratoryjne sugerują, że F. pseudograminearum najlepiej rośnie w suchych warunkach (<-1MPa). Ponadto wykazali, że chociaż patogen rozwijał się dość dobrze w temperaturach od 5°C do 30°C, to nie rozwijał się dobrze w 5°C lub 35°C.
Kierownictwo
Najbardziej powszechną praktyką zarządzania w celu zwalczania zgnilizny koron pszenicy Fusarium jest stosowanie odpornych odmian. Chociaż nie istnieje odmiana w pełni odporna, można zastosować odporność w postaci tolerancji na chorobę. Kilka odpornych odmian pszenicy to 2–49, Sunco, Kukri, Brundage, Gene, Weatherford, Madson, Temple i Tubbs. Tolerancja nadal pozwala gospodarzowi na zakażenie patogenem, ale zapewnia gospodarzowi zdolność do wytrzymania infekcji i uzyskania akceptowalnego plonu.
Praktyki agronomiczne mogą być stosowane w celu zmniejszenia nasilenia zgnilizny koron Fusarium na pszenicy, ale nie mogą wyeliminować choroby. Praktyki, które mogą pomóc zmniejszyć ryzyko chorób to: nieobracanie pszenicy owsem, uprawa pól po żniwach w celu poprawy infiltracji wody, zakładanie wiosennej ściółki z kurzu i ścierniska, nawożenie pól odpowiednią ilością azotu oraz sadzenie pszenicy w pośredni termin sadzenia, który równoważy większe rośliny i większy stres wczesnego sadzenia z niższymi plonami późniejszego sadzenia. Praktyki te mają na celu ograniczenie choroby poprzez stworzenie niekorzystnego środowiska dla patogenu lub zmniejszenie podatności żywiciela. Ponieważ praktyki te niekoniecznie są zgodne z preferowanymi względami agronomicznymi i ekonomicznymi, stosowanie odmian odpornych lub tolerancyjnych staje się przyjętą praktyką zarządzania.
Znaczenie
Fusarium jest jedną z najważniejszych chorób pszenicy. Ze względu na centralną rolę pszenicy w światowej diecie, zgnilizna koron stanowi poważny problem ekonomiczny. Zgnilizna koron jest nie tylko ciężka, ale także powszechna. Szacuje się, że w całych Stanach Zjednoczonych średnie straty pszenicy ozimej wynikające z zgnilizny koron sięgają nawet 9,5% na dużych obszarach północno-zachodniego Pacyfiku. Podobne straty obserwuje się w innych zachodnich stanach USA.
Poza Ameryką Północną zgnilizna koron jest szczególnie niepokojącą chorobą w Australii. W ciągu ostatnich trzech dekad zgnilizna koron stała się chorobą o największym względnym znaczeniu w północnych regionach Australii produkujących zboża. Ogólnie rzecz biorąc, ustępuje tylko plamistości septorii pod względem ekonomicznego wpływu na pszenicę. Eksperci uważają, że niedawny wzrost częstości występowania zgnilizny koron w Australii jest najprawdopodobniej spowodowany uprawą zbóż w bliższej rotacji i coraz bardziej rozpowszechnionymi praktykami zatrzymywania ścierniska. Ponadto w okresach, w których pozwalają na to warunki środowiskowe, zgnilizna koron może zmniejszyć plony pszenicy nawet o 100% w Australii i do 65% w Ameryce Północnej.
Oprócz utraty plonów spowodowanej chorobą, zgnilizna koron jest również znacząca ze względu na toksyczność zakażonej pszenicy. Jak wspomniano powyżej, DON jest wytwarzany przez F. pseudograminearum podczas rozwoju choroby. Wykazano, że DON jest toksyczny zarówno dla ludzi, jak i zwierząt po wstrzyknięciu zakażonej uprawy. W niektórych krajach europejskich rząd wydał wytyczne regulacyjne sugerujące, że całkowite dzienne spożycie DON nie powinno przekraczać 1 μg/kg. Dlatego połączenie utraty plonów i toksyczności chorych upraw sprawia, że zgnilizna koron jest niezwykle ważną chorobą dla globalnego zaopatrzenia w żywność.