Phytophthora kernoviae

Phytophthora kernoviae
Nekrotyczna kora na zainfekowanym buku
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Chromista
Gromada:	Oomycota
Zamówienie:	Peronosporales
Rodzina:	Peronosporaceae
Rodzaj:	Phytophthora
Gatunek:	P. kernoviae
Nazwa dwumianowa
Phytophthora kernoviae Brasier (2005)

Phytophthora kernoviae jest patogenem roślin , który poraża głównie buka zwyczajnego ( Fagus sylvatica ) i rododendron ponticum . Po raz pierwszy został zidentyfikowany w 2003 r. w Kornwalii w Wielkiej Brytanii , kiedy naukowcy badali obecność Phytophthora ramorum . To sprawiło, że był to trzeci nowy Phytophthora znaleziony w Wielkiej Brytanii w ciągu dekady. Został nazwany Phytophthora kernoviae , po starożytnej nazwie Kornwalii, Kernow. Powoduje duże uszkodzenia pnia buka i nekrozy z łodyg i liści Rhododendron ponticum . Jest samopłodny. Wyizolowano go również z Quercus robur i Liriodendron tulipifera . W oryginalnym artykule opisującym gatunek stwierdzono, że może on zarażać Magnolia i Camellia , Pieris formosa , Gevuina avellana , Michelia doltsopa i Quercus ilex . Od tego czasu zidentyfikowano wiele innych roślin jako naturalnych żywicieli patogenu. Analiza molekularna ujawnił, że infekcja Pinus radiata , odnotowana w Nowej Zelandii w 1950 r., została spowodowana przez P. kernoviae . Patogen notowano również na Drimis vinteri , Gevuina avellana , Ilex aquifolim , Quercus ilex , Vaccinium myrtillus , Hedera hilex , Podocarpus salignas .

Objawy

Ponieważ Phytophthora kernoviae daje tak poważne objawy, należy ją postrzegać jako poważne zagrożenie zarówno dla drzew , jak i krzewów . W przypadku krzewów rododendronów choroba zaczyna się od czernienia ogonków liściowych, czasami rozciągającego się do podstawy liścia, w równym stopniu dotykając starych i młodych liści. Oprócz tej ciemniejącej zmiany na łodydze, liście mogą ulec na tyle poważnym uszkodzeniom, że staną się nekrotyczne i spowodują śmierć całego liścia. Zmiany te rozpoczynają się jako postępujące czernienie tkanki liścia i rozprzestrzeniają się po powierzchni liścia. W niektórych przypadkach ta martwica powoduje zamieranie i raki na zainfekowanej roślinie. Chociaż objawy dla żywicieli drzew są podobne, mają kilka wyraźnych różnic. W przypadku żywiciela buka europejskiego ( Fagus sylvatica ) objawy obejmują ciemnobrązowe do niebiesko-czarnych zmian na pniu o różnej wielkości i kształcie, w zależności od ciężkości zakażenia. Tulipanowce Liriodendron tulipifera są kolejnym wrażliwym żywicielem. Patogen infekuje i powoduje wiele mniejszych krwawiących zmian wzdłuż pnia, a nawet może powodować zmiany na końcach liści. Zarówno krzewy, jak i drzewa mają wspólne objawy martwicy liści ze zmianami na łodydze i pniu świadczącymi o ciężkości tej choroby.

Rozpoznanie choroby może być trudne, ponieważ objawy Phytophthora ramorum i Phytophthora kernoviae mogą być bardzo podobne. Próbki z ekstrakcją DNA z badanej tkanki roślinnej należy badać w stosunku do konwencjonalnego PCR i real-time PCR . Jeśli którykolwiek z tych testów da wynik negatywny, masz negatywną próbkę dla P. kernoviae. Podczas gdy próbki pozytywne wskazują na obecność tego patogenu. Oprócz tego można zastosować izolację, po której następuje identyfikacja morfologiczna.

Środowisko

Phytophthora kernoviae rozprzestrzenia się najszybciej i najbardziej szkodliwie w wilgotnych warunkach, takich jak bezpośrednie opady deszczu, a także w warunkach dużej wilgotności. Deszcz i silne wiatry pomagają w rozprzestrzenianiu się zarodników w celu dalszej infekcji. Ta choroba ma optymalny zakres wzrostu 26–16 ° C (79–61 ° F). Ten zakres sugeruje, że mógł pochodzić z klimatu umiarkowanego, prawdopodobnie z Chin , zanim został wprowadzony do Wielkiej Brytanii. W niektórych rodzajach choroby, takich jak P. ramorum, transport wody przez strumienie i rzeki jest obserwowany z miejsc wybuchu choroby. Jest to unikalna cecha P. ramorum i nie obserwowano go u gatunków kernoviae . Chociaż nie są znane wektory owadzich choroby, ludzie mogą przenosić zarodniki za pośrednictwem sprzętu rolniczego, na podeszwach butów i bezpośrednio w ruchu roślin. Są to najważniejsze wektory choroby.

Kierownictwo

Ponieważ choroba ta została niedawno zidentyfikowana, praktyki zarządzania wciąż się rozwijają. Dla najlepszego zarządzania najważniejsze jest usunięcie zarodnikujących roślin z obszaru infekcji. Wraz z tym próbowano kontrolować rozprzestrzenianie się choroby, wycinając drzewa lub całkowicie usuwając wzrost krzewów i dokładne warunki sanitarne, w tym usuwając szczątki roślin i liście na zainfekowanym obszarze . Usuwanie stojącej wody, podlewanie w odpowiednim czasie i właściwe nawadnianie pomagają zapobiegać rozprzestrzenianiu się zarodników przez wodę. Na obszarach o dużej infekcji można wprowadzić zakazy usuwania z nich roślin żywicielskich i listowia. Oprócz tego można wprowadzić zakazy dotyczące szlaków turystycznych w celu zarządzania transportem zarodników poprzez działalność człowieka. W niektórych przypadkach można zastosować fungicydy przeciwko Phytophthora , podczas gdy te fungicydy w rzeczywistości nie zabijają organizmu, ale zapobiegają jego zadomowieniu się lub dalszemu wzrostowi. Inną obecnie stosowaną metodą jest zwalczanie poprzez odstrzał rododendronów w chorych regionach. W 2008 roku zakażony Rhododendron ponticum znaleziono w Irlandii . Konieczne będzie przeprowadzenie dalszych badań dotyczących rozprzestrzeniania się i reprodukcji tej choroby, zanim dostępne będą bardziej zaawansowane metody zarządzania chemicznego.

Koło życia

Phytophthora kernoviae może przetrwać jako oospora , grubościenna struktura spoczynkowa i stwierdzono, że przeżywa na zakażonych tkankach roślinnych iw glebie. U Phytophthora kernoviae nie obserwuje się chlamydospor , struktur długotrwale spoczynkowych, obserwowanych u Phytophthora ramorum i innych gatunków Phytophthora . Wytwarzanie zarodni , oospor i zoospor obserwowano na Phytophthora kernoviae . Zarodnie tworzą się tylko na żywicielach z wrażliwymi liśćmi, raki pnia nie wykazywały sporulacji i nie rozprzestrzeniają choroby. Tworzy to prosty cykl życiowy dla Phytophthora kernoviae . Oospory mogą kiełkować i tworzyć zarodnie w kształcie myszy. Zarodnie służą jako struktury dyspersyjne oraz tworzą i uwalniają zoospory, ruchliwe zarodniki zakaźne. Po uwolnieniu oospory kiełkują na żywicielu i infekują docelowe tkanki żywiciela. Po zakażeniu, jeśli warunki są odpowiednie, Phytophthora kernoviae wytwarzają zarodnie, które są usuwane w wyniku naturalnych zjawisk i rozprzestrzeniają się na pobliską tkankę roślinną. W warunkach laboratoryjnych produkcja tych zarodni jest dokumentowana w ciągu jednego tygodnia, przy czym sproangia są obecne sześć dni po zaszczepieniu, powodując udokumentowaną chorobę w nowych tkankach roślinnych. Zarodnie Phytophthora kernoviae rozprzestrzeniają się lokalnie przez wiatr i wodę, infekując pobliskie podatne tkanki, przemieszczają się na duże odległości poprzez ruch zakażonych tkanek roślinnych oraz w glebie przewożonej w pojazdach, zwierzętach i obuwiu.

Znaczenie

Od 2003 r. Phytophthora kernoviae powoduje znaczne szkody w roślinach ozdobnych i gatunkach drzew w południowo-zachodniej Wielkiej Brytanii. Patogen oomycete został po raz pierwszy odkryty w latach 90. XX wieku, ale zyskał powszechną uwagę dopiero wtedy, gdy został zidentyfikowany jako jeden z czynników sprawczych, obok P. ramorum, nagłej śmierci dębu . Chociaż główne skupisko tego patogenu występuje głównie w południowo-zachodniej Anglii , jego zasięg rozszerzył się na południową Walię , Cheshire , a nawet dalej na północ do Szkocji . Ostatnio ten patogen został znaleziony na łodygach i liściach rododendronów , przede wszystkim na R. ponticum. Co więcej, agresywny charakter Phytophthora kernoviae sprawia, że ​​jest to jeszcze poważniejszy problem, biorąc pod uwagę fakt, że kontynentalna część Wielkiej Brytanii ma różnorodne ekosystemy podatne na wpływ tego patogenu roślinnego. Z rododendronów infekcja może rozprzestrzeniać się drogą powietrzną na korę gatunków drzew, z bukiem europejskim ( Fagus sylvatica ) będąc szczególnie podatnym. Od 2005 roku ograniczał się do stosunkowo niewielkiego obszaru Kornwalii, ale został również znaleziony w Walii i Cheshire, co sugeruje, że patogen może być przenoszony przez handel ogrodniczy . Ze względu na krajowe i międzynarodowe zapotrzebowanie na te produkty roślinne, Phytophthora kernoviae wzbudziła niedawne obawy po wykryciu Vaccinium myrtillus , potocznie nazywana jagodą. Ten patogen powoduje znaczną nekrozę liści, krwawiące uszkodzenia łodygi i zamieranie łodyg jako główne objawy, które występują w imponującym tempie. Niezliczone gatunki, w tym V. myrtillus , V. vitis-idaea , Arctostaphylos uva-ursi i Rhododendron ponticum są szczególnie podatne na P. kernoviae .

Patogeneza

Phytophthora kernoviae infekuje poprzez uwalnianie i rozprzestrzenianie się przez wiatr zoospor. Szybko wykorzystuje rany już obecne na gospodarzu, ale nie wymaga zranienia gospodarza. Jeden interesujący aspekt P. kernoviae jest to, że w jednym badaniu tylko dwie trzecie typowych infekcji miało charakter objawowy, co ułatwia niezauważenie tego patogenu i infekcji podczas typowej oględzin. Przed porażeniem wewnętrznej kory buka europejskiego patogen powoduje martwicę liści i zamieranie pędów w podliściu wraz z gatunkami ozdobnymi. To tutaj sporulacja zachodzi na zainfekowanych pędach i liściach i może powodować infekcję okolicznych drzew, powodując krwawiące zrakowacenia na łodygach. Przystosowanie tego patogenu do rozprzestrzeniania się z powietrza jest kluczowym czynnikiem w jego przenoszeniu z pierwotnego żywiciela ozdobnego na gatunki drzew.

Raz na europejskich bukach, zakażone łyko będzie generalnie wykazywać krwawiące zmiany i przebarwienia. Kolor zmienia się w zależności od ekspozycji na tlen i czasu, jaki upłynął od infekcji. Często zmiany te będą miały różowe lub pomarańczowe wypełnione płynem ubytki zwane lagunami w leżącym poniżej łyku. Następnie patogen zajmuje ksylem pod uszkodzeniami łyka, co umożliwia mu dalsze rozprzestrzenianie się w tkance rośliny naczyniowej i tworzenie nowych uszkodzeń łyka. Ponadto patogen obecny w ksylemie prowadzi do miejscowej dysfunkcji, która dodatkowo uszkadza tkanki roślin i przenosi się do wcześniej zdrowej kory . Gdy P. kernoviae przeniknie do ksylemu, może kontynuować penetrację przez ponad 24 miesiące. Wkrótce następuje śmiertelność drzew, w ciągu kilku lat od początkowego czasu infekcji.