Sphacelotheca reiliana - Sphacelotheca reiliana

Sphacelotheca reiliana, také známý jako Sporisorium reilianum, je druh biotrofické houba v rodině Microbotryaceae. Je to rostlinný patogen který infikuje kukuřice a čirok.

Hostitelé a příznaky

Sporisorium reilianum způsobuje choroby kukuřičné hlavy smut a čiroková hlava. Tato půdní houba má dva formae speciales. S. reilianum F. sp. reilianum je specifický pro čirok a S. reilianum F. sp. zeae je specifický pro kukuřici.^[2] Není známo, proč ti dva formae speciales nemohou vytvářet spory na svých příslušných nezvýhodněných hostitelích.^[3]

Příznaky houby jsou vyjádřeny jak na střapcích kukuřice a čiroku, tak na skutečném uchu ve formě velkých koulí.^[4] Když je infikován střapec čiroku, křehká žlučová membrána bude mít rozsah od několika málo černých výtrusy na velkou masu černých spór pokrývajících střapec.^[4] Spory jsou známkou choroby a používají se k šíření choroby na jiné rostliny kukuřice a čiroku. Když je ucho kukuřice infikováno, vypadá velmi malé a má tvar slz a vypadá, jako by vůbec nemělo klas.^[5] Klas je nahrazen bílým Sori což jsou struktury, které vytvářejí a drží spory houby.^[2] Pokud existuje infikovaný střapec, je pravděpodobné, že uši budou mít také opláchnutí hlavy.^[5]

Životní cyklus

Sporisorium reilianum je zaznamenáno, že má sexuální stádium ve svém chorobném cyklu podobné jako u Ustilago maydis. ^[6] Počáteční infekce se vyskytují na kořenech mladých sazenic. Patogen se vyvíjí systémově a nachází se na tkáních ucha a střapce, jak hostitelská rostlina dospívá. V dospělosti lze teliospory nalézt v bílých sori infikovaných hlav kukuřice. Ty budou snadno rozptýleny větrem.^[2] Příznivé výživné půdní a povětrnostní podmínky kolem 23-30 ° C umožňují klíčení teliospory v půdě.^[7] Generace čtyřbunky bazidium dochází, což vede k haploidním bazidiosporám, které vytvářejí sporidia. Tyto sporidie se spojují kvůli kompatibilitě nebo podobnosti, která vyvolává tvorbu dikaryotického mycelia, které je infekční a parazitické. Toto intracelulární mycelium lze nalézt napadené v částech vývoje kvetení kukuřice a S. reilianum může zcela snížit květinovou tkáň díky schopnosti detekovat květinovou indukci.

S. reilianum je biotrofický v tom, že závisí na růstu a přežití kukuřice nebo čiroku. Květenství samčích nebo samičích částí rostlin, samice jako ucho a samce jako střapec, může být ovlivněno načasováním infekce tímto druhem. Nekróza a vývoj nemoci jsou nejčastější na hlavě infikovaného hostitele.^[8]

životní prostředí

Hlava kukuřice se vyskytuje ve většině oblastí pěstování kukuřice, včetně mnoha oblastí Severní Ameriky, Austrálie, Asie a jižní Evropy.^[9] Způsobuje obrovskou ztrátu výnosu během propuknutí v důsledku nahrazení ucha velkými houbami.^[10] Infikovat kořeny kukuřice, S. reilianum F. sp. zeae musí tvořit dikaryotické parazitické hyfy, které vedou k páření dvou kompatibilních haploidních kmenů. Infekce se vždy vyskytuje v půdě kořenem, na rozdíl od Ustilago maydis, další kukuřičný trus, který infikuje rostliny kukuřice vzdušnými částmi. Teploty 23-30 ° C jsou optimální pro polní infekci kukuřice, o níž se předpokládá, že je způsobena maximálním klíčením teliospor.^[7]

Řízení

Detekce S. reilianum je klíčovým krokem k vývoji účinného systému zvládání nemocí. Konvenční metody, včetně izolace patogenů a mikroskopické morfologické studie, jsou náročné na práci a těžkopádné a někdy přinášejí neprůkazné výsledky. Rychlé, specifické a citlivé molekulární nástroje, jako např PCR, jsou vyžadovány pro detekci a vyhodnocení S. reilianum.^[11] V roce 1999 byl vyvinut test na detekci DNA založený na DNA S. reilianum a jeho rozlišení od Ustilago maydis. Více nedávno, v roce 2012, byla zavedena metoda využívající infračervenou spektrometrii s Fourierovou transformací pro identifikaci S. reilianum výtrusy.^[11]

Pokrývku hlavy lze regulovat použitím rezistentních kultivarů a ošetřením semen fungicidy. Listová aplikace fungicidů tuto chorobu nekontrolovala. Střídání plodin má pochybnou hodnotu, protože spory splavů mohou v půdě přežít delší dobu.^[12] Bylo navrženo, že nejekonomičtější a nejekologičtější metodou ke snížení úrody kukuřice je chov a rozmístění odolných hybridů kukuřice. Ve srovnání s jinými obilninami, jako je rýže (Oryza sativa ) a pšenice (Triticum aestivum ), kukuřice má méně kvalitativních genů rezistence, které šlechtitelé hojně používají. Místo toho má kukuřice relativně více kvantitativních lokusů rezistence rozmístěných v terénu, aby čelila většině chorob. Jinými slovy, odolnost kukuřice vůči S. reilianum se předpokládá, že je pod polygenní kontrolou.^[9] Kumulativní účinky více lokusů kvantitativní rezistence s menším účinkem mohou způsobit vysokou nebo dokonce úplnou rezistenci.^[10]

Důležitost

Patogenní tendence Sporisorium reilianum jak je znázorněno výše, je uskutečnit svůj životní cyklus v souladu s růstem kukuřice nebo čiroku jako hostitelské rostliny. Například místo klasů kukuřice; vyvine se rostlinný sorus. Nástup tohoto smutku je sporadický a pomalu progresivní, avšak závažnost onemocnění je vysoká. Například pole kukuřice může být 10% infikováno ztrátou výnosu, která má 80% zjevnou míru infekce.^[13] Postinfekční léčba k eliminaci nebo redukci onemocnění je okrajově účinná nebo neúčinná. Masivní úroda plodin, kterou může tento patogen vytvořit, je zničující pro producenty, kteří nevědí o teliosporách přezimujících v půdě; které mohou přežít mnoho let. Ošetření semen fungicidem během výsadby nebo před sklizní je důležité, aby se omezilo šíření spor, zejména pokud jsou vysoce rizikové oblasti známé výrobcem. Je důležité omezit přenos spór do oblastí bez chorob pomocí sklízecího zařízení nebo nástrojů pro výsadbu. Výskyt Sporisorium reilianum vyskytuje se v vyskytuje v Africe, Evropě, USA a Číně.^[14] Používání fungicidů na dnešním trhu naznačuje, že celosvětově se ročně ztratí asi 52 milionů akrů obilovin.^[14]

Patogeneze

Sporosorium relianium prokázala schopnost vycítit přítomnost blízkých rostlin. Tento patogen vždy infikuje kořeny a proliferace hyf v blízkosti kořenů je charakteristikou raného stadia tohoto plísňového patogenu. Během fáze basido rostou basidiospory jako haploidní saprofytické kvasinky. Tyto kvasinky se spojují a vytvářejí dikaryotické hyfy, které zase infikují hostitelskou rostlinu kořeny. Na dvou odrůdách kukuřice bylo prokázáno, že exsudáty kořenů rostlin ovlivňují růst a rozvětvení S. spolehlivost endomykorhizní houby před houbovým kontaktem s kořenem.^[8]

Reference