Rdza sojowa

Rdza sojowa
	Liście soi porażone rdzą sojową, uredinia są widoczne
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Grzyby
Dział:	Basidiomycota
Klasa:	Pucciniomycetes
Zamówienie:	Pucciniale
Rodzina:	Phakopsoraceae
Rodzaj:	Fakopsora
Grupy włączone
	Phakopsora meibomiae — rdza sojowa z Nowego Świata ; Phakopsora pachyrhizi - azjatycka rdza sojowa ;
Taksony kladystycznie włączone, ale tradycyjnie wykluczone
	Wszystkie inne gatunki Phakopsora

Rdza sojowa to choroba atakująca soję i inne rośliny strączkowe . Wywołują ją dwa rodzaje grzybów , Phakopsora pachyrhizi , powszechnie znana jako azjatycka rdza sojowa , oraz Phakopsora meibomiae , powszechnie znana jako rdza sojowa Nowego Świata . P. meibomiae jest słabszym patogenem z tych dwóch i generalnie nie powoduje powszechnych problemów. Choroba została zgłoszona w Azji , Australii , Afryce , Ameryki Południowej i Stanów Zjednoczonych.

Znaczenie

Soja jest jedną z najważniejszych upraw komercyjnych na całym świecie iw Stanach Zjednoczonych. Azjatycka rdza sojowa jest główną chorobą atakującą soję. Powoduje zmiany na liściach roślin soi i ostatecznie zabija rośliny. Choroba spowodowała poważne straty w plonach soi. Na obszarach, gdzie ta choroba jest powszechna, straty plonów mogą sięgać nawet 80%. Pierwsze zgłoszone przypadki w Stanach Zjednoczonych miały miejsce w 2004 roku. Populacja ta pochodzi z północnej części Ameryki Południowej lub z Karaibów . Zarodniki zostały najprawdopodobniej przeniesione przez huragan Ivan . USDA w 2002 r odnotowano 10-60% straty plonów w Ameryce Południowej i Afryce. w krajach, w których patogen ten występuje, szacowane straty wynoszą od 10 do 80%, w zależności od szczepienia i warunków środowiskowych.

Gospodarz i objawy

Rdza soi jest powodowana przez dwa rodzaje grzybów, Phakopsora pachyrhizi i Phakopsora meibomiae . Wpływa na kilka ważnych roślin handlowych, jednak najbardziej znany jest z soi. Azjatycka rdza sojowa może infekować i rozmnażać się na 90 znanych gatunkach roślin, z których 20 występuje w Stanach Zjednoczonych, takich jak soja, sucha fasola , fasola , groch . azjatycka rdza sojowa zakaża również azjatycką koniczynę, wykę, medycynę, łubin, fasolę szparagową i fasolę zwyczajną oraz fasolę lima i maślaną. Rośliny strączkowe pastewne, takie jak koniczyna i koniczyna słodka oraz chwasty, takie jak kudzu .

Liście soi zakażone ASR (zdjęcie z USDA)

We wczesnej fazie azjatyckiej rdzy sojowej powoduje żółte mozaikowe przebarwienia na górnych powierzchniach starszych liści. Na tym etapie zwykle trudno jest zidentyfikować, ponieważ objawy są stosunkowo niewielkie i słabo zdefiniowane.

Później, w miarę postępu choroby, liście żółkną i pojawiają się uszkodzenia głównie na spodniej stronie liści, a czasami na ogonkach , łodygach lub strąkach, można również zaobserwować przedwczesną defoliację. W Phakopsora pachyrhizi zaczną tworzyć małe brązowe i ceglastoczerwone plamy na dolnym baldachimie liści, które zaczną zamieniać się w zmiany chorobowe.

Azjatycka rdza sojowa powoduje dwa rodzaje uszkodzeń. Zmiany na późniejszym etapie zmienią kolor z szarego na jasnobrązowy lub czerwonawo-brązowy. Dojrzałe jasnobrązowe zmiany składają się z małych krost otoczonych odbarwionymi martwiczymi obszarami. Brązowe zarodniki można znaleźć w nekrotycznych obszarach na spodniej stronie liścia. W przypadku czerwonawo-brązowych zmian na spodniej stronie liścia występują większe czerwonawo-brązowe nekrotyczne obszary z kilkoma krostami i widocznymi zarodnikami. Dobrym sposobem na odróżnienie azjatyckiej rdzy sojowej od innych chorób jest przyjrzenie się wytwarzanym przez nią krostkom. Krosty ASR zwykle nie mają żółtej obwódki, która jest typowa dla bakterii krosty. Poza tym krosty ASR są wypukłe i często można je znaleźć na spodniej stronie liścia, co odróżnia je od zmian spowodowanych przez choroby plamiste.

Rośliny soi są jednymi z najbardziej znanych żywicieli ASR i są podatne na każdym etapie cyklu życiowego. Jednak objawy najczęściej występują podczas lub po kwitnieniu. Infekcja ASR zmniejszy produkcję strąków i wypełnienie.

Środowisko

Azjatycka rdza sojowa (ASR) została po raz pierwszy wykryta w Azji. Od tego czasu występuje w wielu krajach na całym świecie. Na przykład Australia , Chiny , Korea , Indie , Japonia , Nepal , Tajwan , Tajlandia , Filipiny , Mozambik , Nigeria , Rwanda , Uganda , Zimbabwe , RPA , Brazylia , Argentyna i Paragwaju . Chorobę tę po raz pierwszy wykryto na Karaibach w Puerto Rico w 1976 r., a po raz pierwszy zgłoszono w kontynentalnej części Stanów Zjednoczonych w 2004 r.

Azjatycka rdza sojowa preferuje środowiska wilgotne i ciepłe. Ciągły okres wilgoci na liściach pomoże w rozwoju tej choroby, ponieważ taka sytuacja jest wymagana do kiełkowania zarodników. Dlatego najprawdopodobniej pojawi się w warunkach od 60 do 85 ° F (16 do 29 ° C) i wilgotności względnej od 75% do 80%. Dlatego ASR jest poważniejszym problemem na tropikalnych i subtropikalnych w Azji, Afryce, Australii i Ameryce Południowej. Nie jest w stanie przetrwać mroźnych zim północnych siedlisk. Jednak ten patogen może łatwo rozprzestrzeniać się z frontów wiatrowych i burzowych i może szybko zaszczepić się na polu soi w sprzyjających warunkach środowiskowych.

Cykl chorobowy

soi jest przenoszona przez zarodniki przenoszone przez wiatr i spowodowała znaczne straty w uprawach w wielu regionach świata, w których uprawia się soję. Zarodniki przenoszone przez wiatr mogą przemieszczać się na duże odległości i są uwalniane w cyklach od siedmiu dni do dwóch tygodni. Jest prawdopodobne, że ASR przetrwa na rozległych areałach naturalizowanego kudzu w południowych Stanach Zjednoczonych iw ten sposób zadomowi się na stałe w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych. Powszechnie uważa się, że choroba została przeniesiona z Wenezueli do Stanów Zjednoczonych przez huragan Ivan . ^{[ potrzebne źródło ]}

P. pachyrhizi jest pasożytem bezwzględnym, co oznacza, że aby przeżyć, musi mieć żywą, zieloną tkankę. Z tego powodu ASR jest czymś, co będzie wiało każdego roku, ponieważ mroźne zimy będą go odpychać. Może zimować w stanach południowych, o ile ma żywego żywiciela.

ASR zimuje na żywych roślinach żywicielskich i zarodnikuje następnej wiosny. Nie może przeżyć na martwej tkance lub resztkach pożniwnych.

Dodatkowi żywiciele mogą służyć jako rezerwuary zimujące dla patogenu i umożliwiać gromadzenie się inokulum w środowiskach wolnych od ujemnych temperatur. Patogen jest dobrze przystosowany do rozprzestrzeniania się na duże odległości, ponieważ zarodniki mogą być łatwo przenoszone przez wiatr na duże odległości do nowych, wolnych od rdzy regionów.

Miejsca zimowania rdzy sojowej są ograniczone do obszarów o bardzo łagodnych zimach, takich jak wybrzeża zatoki Florydy, najbardziej wysunięte na południe obszary Teksasu lub Meksyku . Rdza sojowa nie przetrwa zimy w regionie północno-środkowym, ponieważ nie może żyć i rozmnażać się bez zielonej żywej tkanki.

Zarodniki patogenu rdzy soi są łatwo przenoszone przez prądy powietrza i mogą być przenoszone na setki kilometrów w ciągu kilku dni. Warunki pogodowe określą, kiedy i gdzie zarodniki przemieszczają się z południa na północ.

Zarodniki rdzy, zwane urediniosporami , są w stanie penetrować komórki roślinne bezpośrednio, a nie przez naturalne otwory lub rany w tkance liścia. Zatem infekcja jest stosunkowo szybka: około 9 do 10 dni od początkowej infekcji do następnego cyklu produkcji zarodników.

Rdza jest chorobą wielocykliczną. Po ustaleniu początkowej infekcji, miejsce infekcji może wytwarzać zarodniki przez 10 do 14 dni. Obfite wytwarzanie zarodników występuje w okresach wilgotnych liści (w postaci deszczu lub rosy) trwających co najmniej 8 godzin i umiarkowanych temperaturach od 60 do 80 ° F (16 do 27 ° C).

Proces

Proces infekcji rozpoczyna się, gdy urediniospory kiełkują, tworząc pojedynczą rurkę zarodkową , która rośnie na powierzchni liścia, aż do powstania appressorium . Appressoria tworzą się na antyklinalnych ścianach lub nad środkiem komórek naskórka , ale rzadko nad aparatami szparkowymi . Penetracja komórek naskórka polega na bezpośredniej penetracji przez naskórek za pomocą kołka apresyjnego. Kiedy appressoria tworzą się nad aparatami szparkowymi, strzępki penetrować jedną z komórek ochronnych, zamiast wchodzić do liścia przez otwór szparkowy. Ta rdza i pokrewne gatunki mają wyjątkową zdolność bezpośredniego penetrowania naskórka; większość patogenów rdzy dostaje się do liścia przez otwory aparatów szparkowych i przenika do komórek wewnątrz liścia. Bezpośrednia penetracja komórek naskórka i niespecyficzna indukcja appressoria w procesie infekcji P. pachyrhizi może pomóc w zrozumieniu szerokiego zakresu żywicieli patogenu i może mieć konsekwencje w rozwoju odmian odpornych.

Uredinia może rozwinąć się 5 do 8 dni po zakażeniu przez urediniospory. Pierwsze urediniospory mogą być wytwarzane już po 9 dniach od zakażenia, a produkcja zarodników może trwać do 3 tygodni. Uredinia może rozwinąć się do 4 tygodni po pojedynczym zaszczepieniu, a uredinia wtórna pojawi się na obrzeżach pierwotnej infekcji przez dodatkowe 8 tygodni. Tak więc od początkowej infekcji mogą pojawić się krosty pierwszej generacji, które utrzymują sporulację przez okres do 15 tygodni. Nawet w suchych warunkach ta rozszerzona zdolność sporulacji pozwala patogenowi przetrwać i pozostać zagrożeniem. Jeśli warunki do ponownej infekcji są sporadyczne przez cały sezon, nadal pozostaje znaczny potencjał inokulum od początkowej infekcji do ponownego wywołania epidemii. Skuteczna infekcja zależy od dostępności wilgoci na powierzchni roślin. Co najmniej 6 godzin wolnej wilgoci jest potrzebne do infekcji, przy czym maksymalna infekcja występuje przy 10 do 12 godzinach wolnej wilgoci. Temperatury od 15 do 28 ° C (59 do 82 ° F) są idealne do infekcji.

Zarządzanie i kontrola

Możliwości kontroli choroby w przypadku ASR są ograniczone. Rdza opada chmurami zarodników na okolicę. Praktyki kulturowe, takie jak odstępy między rzędami i płodozmian, mają niewielki wpływ. Istnieją odmiany odporne , niosące tak zwane geny Rpp . Kiedy pogoda i warunki zakażenia chorobą są sprzyjające, występowanie ASR może być powszechne. Zatem środki zaradcze — stosowanie fungicydów jako oprysków ochronnych — są główną skuteczną metodą zwalczania chorób. Aby skutecznie zarządzać rdzą soi, należy ją zwalczać jak najszybciej w sezonie wegetacyjnym.

Syntetyczne środki grzybobójcze są podstawową opcją zwalczania chorób w celu ochrony przed azjatycką rdzą soi. Koszt oprysku szacuje się na około 15 do 20 dolarów za akr ; jednakże w trakcie sezonu wegetacyjnego mogą być potrzebne dwa lub trzy opryski. Są to znaczne dodatkowe koszty produkcji dla plantatorów soi.

Badania przesiewowe fungicydów w celu określenia skuteczności zwalczania chorób przeprowadzono w terenie w Ameryce Południowej i Afryce Południowej. Raporty te są dostępne w Internecie za pośrednictwem Centrów Informacyjnych Zintegrowanego Zarządzania Szkodnikami USDA. Te próby badawcze stanowią podstawę zaleceń grzybobójczych w USA

Ostatnie badania z Washington State University wskazują, że herbicyd glifosat może być skuteczny w walce z grzybem. ^{[ potrzebne źródło ]}

Odporne na rdzę odmiany soi są obecnie opracowywane zarówno przez uniwersytety publiczne, jak i przemysł prywatny.

W niektórych regionach można przeprowadzić selekcję międzyplonów ozimych i strączkowych pastewnych, ponieważ mogą one służyć jako rośliny żywicielskie. Zidentyfikowano geny odporności ( Rpps ) i oczekuje się, że odporność żywiciela będzie skutecznym, długoterminowym rozwiązaniem problemu rdzy soi w przyszłości. Dopóki nie pojawią się odporne odmiany handlowe, zarządzanie rdzą zależy od rozsądnego stosowania fungicydów.

Nieleczona rdza soi powoduje straty w plonach z powodu przedwczesnej defoliacji, mniejszej liczby nasion w strąku i zmniejszonej liczby wypełnionych strąków na roślinę.