Rdza koronowa owsa: Różnice pomiędzy wersjami
Tłumaczenie angielskiego artykułu |
(Brak różnic)
|
Wersja z 13:41, 10 kwi 2017
Błędne wartości parametrów:
Na ich podstawie nie jestem w stanie ustalić prawidłowo kolorystyki szablonu. | |
| Systematyka | |
| Domena |
{{{domena}}} |
|---|---|
| Królestwo | |
| Typ | |
| Klasa | |
| Rząd | |
| Rodzina | |
| Rodzaj | |
| Gatunek |
P. coronata |
| Nazwa systematyczna | |
| {{{nazwa łacińska}}} | |
Rdza koronowa (Puccinia coronata Corda) - gatunek grzybów z rodziny rdzowatych wywołujący chorobę owsa i jęczmienia, kosmopolityczny pasożyt atakujący dzikie i udomowione odmiany niektórych zbóż. Od niedawna obserwuje się pasożytowanie na jęczmieniu, po raz pierwszy w 1992 roku w pobliżu Clay Center w stanie Nebraska[1]. Rdza koronowa powoduje znaczne obniżanie plonowania jęczmienia[2]. Rdza koronowa prawdopodobnie rozwinęła się niezależnie wewnątrz różnych linii gatunku w odpowiedzi na mechanizmy obronne żywicieli. Każdy a linii pasożyta może atakować konkretną linię roślin w obrębie gatunku typowego żywiciela. Na przykład, istnieje ponad 290 odmiana P. coronata[3]. Niekiedy rośliny z opornymi fenotypami nie są atakowane jednak pojawiają się również zjadliwsze odmiany pasożyta zdolne do zasiedlania nawet odpornych roślin[4].
Rozpoznanie
Uredinia mają postać pomarańczowych pasm i występują głównie wzdłuż wiązki przewodzącej a niekiedy na blaszce liści między wiązkami. Ich obecność wywołuje chlorozy tkanek liścia. Z kolei telia (następny etap rozwojowy) przyjmują postać ciemnobrązowych lub czarnych linii i są otoczone swego rodzaju skórką. Rdza zwykle prowadzi do obumarcia pojedynczych liści nie zaś całej rośliny jednak prowadzi do obniżenia możliwości fotosyntetycznych, co zmniejsza produktywność i hamuje wzrost organizmu żywiciela. Ponadto zainfekowane rośliny są bardziej wrażliwe na suszę, co pośrednio wpływa na ich śmiertelność[5].
Cykl życiowy
Po zimie teliospory przetrwałe na resztkach traw kiełkują w basidia, które w wyniku podziału redukcyjnego wytwarzają basidiospory. Te z kolei mogą rozwijać się na organizmie żywiciela pośredniego, którym jest szakłak pospolity. Na jego liściach rozwijają się kolejno pyknidia na stronie wierzchniej i ecydia na spodniej stronie blaszek. Stadium pośrednie między wspomnianymi formami stanowią pyknospory wędrujące poprzecznie przez tkanki liścia. Następną formę inwazyjną stanowią ecydiospory produkowane w ecydiach skąd rozprzestrzeniają się w środowisku. Za ich pośrednictwem wiosną na jęczmieniu mogą zostać wytworzone pasożytnicze uredia już w fazie trzech liści. Na urediach wytwarzane są urediospory, które infekują zboża z wytworzeniem kolejnych uredii. Cykl uredia-urediospory-uredia powtarza się wiele razy podczas sezonu wegetacyjnego. Rozprzestrzeniane przez wiatr urediospory mogą rozprzestrzeniać grzyba na pewne odległości od organizmu żywiciela pierwotnego .Zasięg rozprzestrzeniania się pasożyta w ciągu sezonu wegetacyjnego może wynosić setki kilometrów[5].
Odmiana rdzy koronowej pasożytująca na zwykle jęczmieniu może również skutecznie zarażaćżyto. poza tym atakuje także liczne gatunki dzikich traw, wśród nich perz właściwy (Elytrigia repens), jęczmień grzywiasty (Hordeum jubatum). Na wspomnianych gatunkach grzyb łatwo wytwarza telia a w nich telispory zdolne do przetrwania zimy.
Klasyfikacja wewnątrzgatunkowa
Uredinia bądź telia można spotkać u wielu gatunków traw (poaceae) należących do rodzajów mietlica (Agrostis), rajgras (Arrhenatherum), stokłosa(Bromus), trzcinnik (Calamagrostis), perz (Elymus), kostrzewa (Festuca), manna (Glyceria), kłosówka (Holcus), jęczmień (Hordeum), życica (Lolium), wiechlina (Poa) itp. Badania molekularne sugerują dużą zmienność genetyczną w obrębie gatunku. Wydaje się, że przedstawiciele Puccinia coronata należą do siedmiu linii filogenetycznych, które można odróżnić na podstawie specyficzności względem żywiciela, morfologii, ewentualnie za pomocą badań genetycznych. Są to: P. coronata s.str., P. coronati-agrostidis, P. coronati-brevispora, P. coronati-calamagrostidis, P. coronati-hordei, P. coronati-japonica, and P. coronati-longispora. Linia Puccinia coronata s.str. dzieli się jeszcze na odmianę P. coronata var. avenae oraz P. coronata var. coronata. Pierwsza odmiana skłąda się z dwóch form: P. coronata var. avenae f. sp. avenae and P. coronata var. avenae f. sp. graminicola. Rdza koronowa posożytująca na owsie należy do P. coronata var. avenae f. sp. avenae[6].
Puccinia coronata avenae
Puccinia coronata avenae jest odmianą rdzy koronowej pasożytującą na owsie (Avena sativa)[7]. Prawie w każdym regionie upraw owsa dochodziło do zarażenia tą odmianą. A w czasie największych klęsk plony były obniżone nawet o 40%. Pasożyt powoduje tak duże straty ponieważ optymalne warunki jego rozwoju są bardzo zbliżone do warunków sezonowych związanych z najwyższym plonowaniem owsa[5]. Uredospory odmiany avenae kiełkują najlepiej w zakresie temperatury 10-30 °C a dla dalszego wzrostu optymalna jest temperatura 20 °C[8].
Zjadliwość P. coronata avenae i odporność dzikiego owsa są dobrze zbadane. Wydaje się, że odporność owsa zależy od genetycznych cech P. coronata avenae, natomiast zjadliwość P. coronata avenae zależy od odmiany atakowanego owsa. Najprawdopodobniej wiele cech kontroluje zjadliwość pasożyta i odporność gospodarza co sugeruje złożone zależności koewolucyjne[9]. Kilka specyficznych loci odpowiada za wzmocnienie odporności. Np. dominujący allel Pca, który jak stwierdzono odpowiadał za wytworzenie odpornego fenotypu na dziewięć izolatów P. coronata. Dodatkowo wspomniane izolaty P. coronata wzbudzały skuteczną obronę u żywicieli dzięki innemu loci niesprzężonemu z Pca. Wszystko to sugeruje, że odporność u owsa jest kontrolowana przez wiele genów[10]. Niektóre badania sugerują, że reakcja odpornościowa jest zależna od fizjologicznych właściwości rdzy wynikających odmiennych mutacji jakie mogły skumulować się w odizolowanych liniach[11].
Odkryto, że ekspresja pewnych genów odpowiedzialnych za syntezy avenalumin jest podstawą obrony przed P. coronata avenae. Avenaluminy są obecne tylko tam gdzie doszło do zarażenia roślin i nigdzie indziej. Wytwarzanie avenaluminy jest regulowane przez niektóre z tych genów, które okazały się nadawać oporność w pewnych liniach owsa, co wskazuje na ich szerszą rolę w odporności[7]. Oprócz całkowitej oporności przeciwko P. coronata u pewnych linii (opartej na avenaluminach) swoje znaczenie ma również odporność częściowa u innych[4].
Wyzwania
Odporność na rdzę koronową została zidentyfikowana w materiale genetycznym jęczmienia pochodzącym z różnych regionów jednak większość amerykańskich upraw jęczmienia jest podatna na pasożyta[2]. Zwykle P. coronata może przezwyciężyć oporny gen w ciągu pięciu lat, co znacząco utrudnia walkę z pasożytem. Naukowcy z Agricultural Research Service wprowadzili pojedyncze geny produkujące białka, które uważają, że rozpoznają rdzę koronową i odpowiadają za wytworzenie odporności w roślinie[1]. Jednak z powodu szybkiego przystosowywania się P. coronata do odpornych szczepów owsa nadzieję budzi inna odmiana owsa (Avena barbata), dotychczas uważana za chwast jednak posiadający godne uwagi geny odporności.Głównym celem badaczy jest nie tylko zapewnienie odporności na rdze korową ale także opracowanie odmian owsa o pożądanych cechach, takich jak wysoka produktywność oraz odporność na suszę[12].
Zobacz
- List of Puccinia species
Linki zewnętrzne
Piśmiennictwo
- ↑ a b Y. Jin i inni, Puccinia coronata on barley (Disease Notes)" (PDF). Plant Dis. 76: 1283. doi:10.1094/pd-76-1283c., 1992.
- ↑ a b Barley crown rust : USDA ARS [online], www.ars.usda.gov [dostęp 2017-04-02].
- ↑ Marr Dixon Simons, L.J. Michel, International register of pathogenic races of Puccinia coronata var. avenae. Plant Disease Reporter. 48 (10): 763–766., 1964.
- ↑ a b S.C. Briére, A.C. Kushalappa, D.E. Mather, Screening for Partial Resistance to an Isolate of Crown Rust (Puccinia coronata f. sp. avenae) Race 264 in Oat Cultivars and Breeding Lines, „Canadian Journal of Plant Pathology”, 16 (1), 1994, s. 49–55, DOI: 10.1080/07060669409500787, ISSN 0706-0661 [dostęp 2017-04-02].
- ↑ a b c Oat crown rust : USDA ARS [online], www.ars.usda.gov [dostęp 2017-04-02].
- ↑ Miao Liu, Sarah Hambleton, Laying the foundation for a taxonomic review of Puccinia coronata s.l. in a phylogenetic context, „Mycological Progress”, 12 (1), 2013, s. 63–89, DOI: 10.1007/s11557-012-0814-1, ISSN 1617-416X [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ a b The role of avenalumin in the resistance of oat to crown rust, Puccinia coronata f. sp. avenae - ScienceDirect [online], www.sciencedirect.com [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ J.K. Kochman, J.F. Brown, Effect of temperature, light and host on prepenetration development of Puccinia graminis avenae and Puccinia coronata avenae, „Annals of Applied Biology”, 82 (2), 1976, s. 241–249, DOI: 10.1111/j.1744-7348.1976.tb00559.x, ISSN 1744-7348 [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ Amos Dinoor, Oat Crown Rust Resistance in Israel, „Annals of the New York Academy of Sciences”, 287 (1), 1977, s. 357–366, DOI: 10.1111/j.1749-6632.1977.tb34253.x, ISSN 1749-6632 [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ P.J. Rayapati i inni, A linkage map of diploid Avena based on RFLP loci and a locus conferring resistance to nine isolates of Puccinia coronata var. ‘avenae’, „Theoretical and Applied Genetics”, 89 (7-8), 1994, s. 831–837, DOI: 10.1007/BF00224505, ISSN 0040-5752 [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ J.L. Dumsday i inni, SSR-based genetic linkage analysis of resistance to crown rust (Puccinia coronata f. sp. lolii) in perennial ryegrass (Lolium perenne), „Plant Pathology”, 52 (5), 2003, s. 628–637, DOI: 10.1046/j.1365-3059.2003.00884.x, ISSN 1365-3059 [dostęp 2017-04-02] (ang.).
- ↑ ARS Scientists Turn to a Wild Oat to Combat Crown Rust : USDA ARS [online], www.ars.usda.gov [dostęp 2017-04-02].