Ug99
|
|
| Puccinia graminis | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Podklasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: |
P. graminis
|
| podgatunki: |
P. graminis tritici
|
| Różnorodność: |
Ug99
|
Ug99 to linia rdzy łodyg pszenicy ( Puccinia graminis f. sp. tritici ), która występuje na polach pszenicy w kilku krajach Afryki i Bliskiego Wschodu i przewiduje się, że szybko rozprzestrzeni się w tych regionach i prawdopodobnie dalej, potencjalnie powodując katastrofa w produkcji pszenicy, która wpłynęłaby na bezpieczeństwo żywnościowe na całym świecie. W 2005 roku znany pionier zielonej rewolucji, Norman Borlaug, poświęcił temu problemowi wiele uwagi, a większość późniejszych wysiłków można przypisać jego rzecznictwu. Może powodować nawet 100% strat w uprawach i tak jest zjadliwy wobec wielu genów odporności , które wcześniej chroniły pszenicę przed rdzą łodyg.
Chociaż istnieją odmiany pszenicy odporne na Ug99, analiza 200 000 odmian pszenicy stosowanych w 22 krajach afrykańskich i azjatyckich wykazała, że tylko 5-10% powierzchni upraw pszenicy w tych krajach składało się z odmian o odpowiedniej odporności.
Oryginalna rasa Ug99, oznaczona jako „TTKSK” w północnoamerykańskim systemie nazewnictwa, została po raz pierwszy wykryta w Ugandzie w 1998 roku i po raz pierwszy scharakteryzowana w 1999 roku (stąd nazwa Ug99) i od tego czasu została wykryta w Kenii , Etiopii , Erytrei , Sudan , Jemen , Iran , Tanzania , Mozambik , Zimbabwe , RPA i Egipt . Obecnie znanych jest 15 rasy Ug99. Wszystkie są blisko spokrewnione i uważa się, że wyewoluowały od wspólnego przodka, ale różnią się profilami zjadliwości /awirulencji oraz krajami, w których zostały wykryte.
Genetyka
Ug99 jest produktem typu somatycznej wymiany jądrowej, której nie obserwowano u innych ras rdzy łodygowej. Podczas tego zdarzenia i później jądra nie doświadczyły rekombinacji .
Odporność na geny
Ug99 i jego warianty różnią się od innych szczepów patogenu rdzy czarnej łodygi ( BSR) ze względu na ich zdolność do przezwyciężania genów odporności w pszenicy, które od dziesięcioleci są odporne na patogen BSR. Te odporne Sr , z których 50 jest znanych, nadają pszenicy różną odporność na rdzę źdźbła. Zjadliwość w Ugandzie była zjadliwa przeciwko Sr31 i jest specyficzna dla Ug99. Ogromne straty pszenicy, które miały miejsce, były druzgocące, ale w ostatnich latach epidemia rdzy pszenicy była skutecznie kontrolowana poprzez selekcję i hodowlę w celu uzyskania dodatkowych Sr geny.
z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych ( USDA ) testują geny, aby określić ich odporność na Ug99, co ostatecznie pomoże w opracowaniu odmian pszenicy zdolnych do zwalczania rdzy. Odporność została zidentyfikowana w niewielkiej liczbie ras pszenicy jarej z Ameryki Północnej - 23 z 250 ras z odpornością dorosłych roślin , 27 z 23 976 SNP przenoszących APR i tylko 9 ras z odpornością siewek . Ta oporność była obecna bez obecności patogenu Ug99 w NA, która kierowałaby jego selekcją . USDA zbadał rasy pszenicy ozimej, w przypadku których opór jest bardziej prawdopodobny.
Oprócz badań prowadzonych przez USDA , brytyjski Departament Rozwoju Międzynarodowego (DFID) wraz z Fundacją Billa i Melindy Gatesów ogłosiły w lutym 2011 r., że przeznaczą 40 milionów dolarów na globalny projekt prowadzony przez Cornell University mający na celu zwalczanie zjadliwe szczepy Ug99. Pięcioletnia dotacja dla projektu Trwała odporność na rdzę pszenicy (DRRW) wsparła próby zidentyfikowania nowych genów odporności, a także reprodukcję i dystrybucję odpornych na rdzę nasion pszenicy wśród rolników.
Nastąpił ciągły proces rozwoju nowych odmian odpornych i upadku tych odmian. Świadczy to o potrzebie ciągłego doskonalenia.
Od 2020 roku nowoczesne techniki genetyki molekularnej i molekularnej identyfikują loci cech ilościowych (QTL), określone struktury komórkowe i poszczególne geny R skuteczniej niż kiedykolwiek wcześniej. Będą one potrzebne, biorąc pod uwagę utrzymujące się poważne, ogólnoświatowe zagrożenie, jakie stwarza Ug99.
Wyścigi
Istnieje 15 ras Ug99, które (w systemie nomenklatury północnoamerykańskiej) mają oznaczenia TTKSK, TTKSF, TTKST, TTTSK, TTKSP, PTKSK, PTKST, TTKSF +, TTKTT, TTKTK, TTHSK, PTKTK, TTHST, TTKTT + i TTHTT. Wszystkie są blisko spokrewnione i uważa się, że wyewoluowały od wspólnego przodka.
TTKSK
Znany również jako PTKS . Pierwsza scharakteryzowana rasa Ug99. Podobnie jak większość ras Ug99 iw przeciwieństwie do innych odmian rdzy łodygowej, jest zjadliwa wobec genu Sr Sr31 ; również zjadliwy wobec Sr38 . Niezjadliwy wobec Sr24 . Znaleziono go w Ugandzie w 1999 r. , Kenii w 2001 r. , Etiopii w 2003 r ., Sudanie i Jemenie w 2006 r ., Iranie w 2007 r. i Tanzanii w 2009 r. , Erytrei w 2012 r . oraz Rwandy i Egiptu w 2014 r .
TTKSF
Po raz pierwszy wykryty w Afryce Południowej w 2000 r. , Zimbabwe w 2009 r . i Ugandzie w 2012 r . Niezjadliwy na Sr31 .
TTKST
Odkryta w Kenii w 2006 roku była pierwszą rasą Ug99, która okazała się zjadliwa przeciwko genowi Sr Sr24 . TTKST jest obecnie dominującą rasą rdzy łodygowej w Kenii. Zjadliwy na Sr31 .
TTTSK
Po raz pierwszy wykryto go w Kenii w 2007 r. , Tanzanii w 2009 r. , Etiopii w 2010 r. , Ugandzie w 2012 r . i Rwandzie w 2014 r . Zjadliwy na Sr31 i Sr36 .
TTKSP
Po raz pierwszy wykryty przez Vissera i in. , 2011 w RPA w 2007 roku . Niezjadliwy na Sr31 i zjadliwy na Sr24 .
PTKSK
Po raz pierwszy wykryty w Etiopii w 2007 r. , Kenii w 2009 r ., Jemenie w 2009 r . i RPA w 2017 r . Zjadliwy na Sr31 i niezjadliwy na Sr21 .
PTKST
Po raz pierwszy wykryty w Etiopii w 2007 r. , Kenii w 2008 r. , RPA w 2009 r. przez Vissera i in. , 2011, Erytrea i Mozambik oraz Zimbabwe w 2010 . Zjadliwy na Sr31 i Sr24 , ale niezjadliwy na Sr21 .
TTKSF+
Po raz pierwszy wykryty w Afryce Południowej i Zimbabwe w 2010 roku . Zjadliwy wobec Sr9h . Niezjadliwy na Sr31 , ale zjadliwy na Sr9h .
TTKTT
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 roku . Wykryto również w Iraku w 2019 r., pierwsze takie wykrycie w kraju. Zjadliwy na Sr31 , Sr24 i SrTmp .
TTKTK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii, Rwandzie, Ugandzie, Erytrei i Egipcie w 2014 roku . Zjadliwy na Sr31 i SrTmp .
TTHSK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 roku . Różni się od oryginału ( TTKSK ) brakiem zjadliwości wobec Sr30 . Podobny do TTHST . Zjadliwy na Sr31 , ale niezjadliwy na Sr30 .
PTKTK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 roku . Różni się od PTKSK zjadliwością wobec SrTmp . Różni się od TTKTK brakiem zjadliwości wobec Sr21 . Zjadliwy na Sr31 i Sr24 , ale niezjadliwy na Sr21 .
TTHST
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2013 roku . Zjadliwy na Sr31 i Sr24 , ale niezjadliwy na Sr30 .
TTKTT+
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2019 roku . Zjadliwy dla Sr31 , Sr24 , SrTmp i Sr8155B1 .
TTHTT
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2020 roku . Zjadliwy dla Sr31 , Sr24 i SrTmp , niezjadliwy dla Sr30 .
Oś czasu
1993
1998
- Ciężkie infekcje rdzy łodyg obserwowane w Ugandzie . Zidentyfikowano Ug99, scharakteryzowano jako mające zjadliwość wobec Sr31 i nazwano.
2000
- TTKSF wykryty w Afryce Południowej .
2001
- TTKSK wykryto w Kenii .
2003
- TTKSK wykryto w Etiopii .
2006
- TTKSK wykryto w Sudanie i Jemenie .
- TTKST , nowy wariant Ug99 wykazujący wirulencję wobec Sr24 , wykryty w Kenii .
2007
- TTTSK wykryty w Kenii .
- TTKSP wykryty w Afryce Południowej przez Vissera i in. , 2011.
- PTKSK wykryty w Etiopii .
- PTKST wykryty w Etiopii .
2008
2009
- TTKSK wykryto w Tanzanii .
- TTKST wykryto w Tanzanii.
- TTTSK wykryty w Tanzanii.
- TTKSF wykryto w Zimbabwe .
- PTKSK wykryty w Kenii .
- PTKST wykryty w Afryce Południowej przez Vissera i in. , 2011.
2010
- TTKST wykryto w Erytrei .
- PTKST wykryty w Erytrei .
- PTKST wykryty w Mozambiku .
- PTKST wykryty w Zimbabwe .
- TTKSF+ wykryto w Afryce Południowej .
- TTKSF+ wykryty w Zimbabwe .
2013
- TTHST potwierdzone w Kenii
2014
- TTKTK potwierdzone w Egipcie , Kenii, Erytrei, Rwandzie i Ugandzie.
- TTHSK potwierdzone w Kenii
- PTKTK potwierdzony w Kenii
- TTKTT potwierdzone w Kenii.
- TTKST wykryty w Egipcie.
- TTKSK wykryty w Egipcie.
2017
- PTKSK potwierdzony w RPA.
2019
- TTKTT wykryty w Iraku.
- TTKTT+ potwierdzone w Kenii.
2020
- TTHTT potwierdzone w Kenii.
Rozprzestrzenianie geograficzne
Ponieważ rdza łodygi (podobnie jak wiele grzybów) rozprzestrzenia swoje zarodniki na duże odległości za pomocą naturalnych prądów powietrza , powstrzymanie jej jest trudne. Postępy w mechanice płynów , które są powszechnie stosowane w meteorologii , również pomogły w przewidywaniu rozprzestrzeniania się Ug99. Jest to szczególnie ważne w przypadku międzykontynentalnego, przerywanego rozprzestrzeniania się, na przykład ze wschodniej Afryki Południowej do Australii Zachodniej .
Chiny
Chociaż Ug99 nie dotarł jeszcze do Chin , inne rasy rdzy łodyg już to zrobiły i trwają próby połączenia odporności przeciwko obecnym rasom z przyszłymi potrzebami odporności na Ug99 , kiedy tylko się pojawi.
Liban
Chociaż Sr5 , Sr21 , Sr9e , Sr7b , Sr11 , Sr6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , Sr30 , Sr17 , Sr9a , Sr9d , Sr10 , SrTmp , Sr38 i SrMcN nie są już skuteczne w Libanie , Sr11 , Sr24 i Sr31 nadal są, co jest diagnostyczne dla nieobecności Ug99 w Libanie.
Irak
Wykryty w Iraku w 2019 roku.
południowa Azja
Od 2013 roku dyrektor National Intelligence USA oceniał, że Ug99 wkrótce, w ciągu następnych kilku lat, dotrze do Azji Południowej . Oczekiwano, że spowoduje to zakłócenia w dostawach na całym świecie, ponieważ chociaż wydajność w Europie Wschodniej rosła i teoretycznie mogłaby wypełnić tę lukę, rządy na całym świecie wykazały gotowość do zakazania eksportu. Jednak od kwietnia 2021 r. Azja Południowa pozostaje nienaruszona.