Карончатая ржа

Карончатая ржа — грыбковае захворванне раслін з групы іржы, выкліканае відам Puccinia coronata. Першапачаткова захворванне назіралася толькі на аўсе, але з часам пачаў шкодзіць і ячменю. Першыя такія назіранні былі зроблены ў 1992 годзе каля горада Клей-Сентэр, штат Небраска. Карончатая ржа значна зніжае ўраджайнасць ячменю.

Урэдзія карончатай іржы

Тэлія карончатай іржы

Верагодна, карончатая ржа развілася незалежна ў межах розных відаў у адказ на механізмы абароны гаспадара. Кожная з ліній паразітаў можа атакаваць пэўную лінію раслін тыповага гаспадара. Напрыклад, існуе больш за 290 ліній Puccinia coronata. Часам расліны з устойлівымі фенатыпамі не падвяргаюцца заражэнню, але ёсць і больш вірулентныя разнавіднасці паразіта, здольныя каланізаваць нават устойлівыя расліны.

Сімптомы

Першымі сімптомамі захворвання з’яўляюцца жоўта-аранжавыя плямы ў выглядзе прожылкаў або круглых плям, якія з’яўляюцца на похвах лісця і лускавінках. Яны ўзнікаюць у асноўным уздоўж праводзячага пучка, а часам і на ліставай пласцінцы паміж пучкамі, і паступова ахопліваюць усё новыя і новыя вобласці. Гэта скапленні ўрэдзіній, якія выклікаюць хлароз тканак лісця. Звычайна яны з’яўляюцца ў канцы чэрвеня ў фазе каласавання або выпускання суквеццяў. Пазней на лісці і похвах лісця з’яўляюцца невялікія чорныя прожылкі або плямы. Гэта скапленне тэлейтапустул, у якіх утвараюцца споры — тэлейтаспоры. Часта яны маюць кольцападобную форму, яны атачаюць урэдзінію, але часам яны бессістэмна ўтвараюцца на ніжнім баку лісця і похвах лісця — звычайна доўгі час хаваюцца пад скурай.

Шкоднасць

Іржа звычайна выклікае гібель асобных лістоў, а не ўсёй расліны, але гэта памяншае здольнасць да фотасінтэзу, што зніжае прадуктыўнасць і тармозіць рост гаспадара. Больш за тое, заражаныя расліны больш успрымальныя да засухі, што ўскосна ўплывае на іх гібель.

Паколькі Puccinia coronata — двухдомны паразіт, ён таксама мае высокія патрабаванні да тэмпературы, позна атакуе збожжавыя культуры і звычайна не прыносіць вялікай шкоды ўраджаю. Аднак гэта стварае пагрозу для позняй сяўбы і позняспелых сартоў збожжавых культур. Вельмі важна, калі ўраджай аўса прызначаны для ўжывання ў ежу людзям (напрыклад, для вытворчасці аўсяных шматкоў). У рэгіёнах з больш цёплым і сухім кліматам эканамічнае значэнне карончатай іржы становіцца большым.

Распаўсюджаныя ветрам урэдыяспоры могуць разносіць грыб на пэўнай адлегласці ад зыходнага гаспадара. Арэал распаўсюджання паразіта ў перыяд вегетацыі можа складаць сотні кіламетраў.

Карончатая ржа, якая звычайна паразітуе на ячмені, таксама можа эфектыўна заражаць жыта. Акрамя таго ўзбуджальнік атакуе шматлікія віды дзікіх траў, уключаючы пырнік паўзучы (Elytrigia repens) і Hordeum jubatum. У згаданых відаў грыб лёгка вырабляе тэлейтапустулы, а ў іх тэлейтаспоры, здольныя перажыць зіму.

Карончатая ржа аўса

Гэта разнавіднасць карончатай іржы, якая паразітуе на аўсе пасяўным (Avena sativa). Амаль кожны рэгіён вырошчвання аўса быў заражаны гэтай хваробай і падчас найбуйнейшых бедстваў ураджайнасць зніжалася да 40 %. Паразіт прыносіць такія вялікія страты таму, што аптымальныя ўмовы для яго развіцця вельмі блізкія да сезонных умоў, звязаных з самай высокай ураджайнасцю аўса. Урэдаспоры формы Puccinia coronata f.sp. avenae прарастае пераважна ў дыяпазоне тэмператур 10-30 °C, а для далейшага росту аптымальная тэмпература складае 20 °C.

Вірулентнасць Puccinia coronata f.sp. avenae і ўстойлівасць дзікага аўса добра вывучаны. Устойлівасць аўса, верагодна, залежыць ад генетычных характарыстык Puccinia coronata f.sp. avenae, у той час як вірулентнасць Puccinia coronata f.sp. avenae залежыць ад разнавіднасці атакаванага аўса. Хутчэй за ўсё, многія функцыі кантралююць вірулентнасць паразітаў і імунітэт гаспадара, што сведчыць аб складаных коэвалюцыйных адносінах. Некалькі канкрэтных локусаў адказваюць за павышэнне імунітэту. Напрыклад, дамінантны алель Pca, які быў прызнаны адказным за генерацыю ўстойлівага фенатыпу на дзевяці ізалятах Puccinia coronata. Акрамя таго, згаданыя ізаляты Puccinia coronata выклікалі эфектыўную абарону ў гаспадароў дзякуючы іншым локусам, не звязаным з Pca. Усё гэта сведчыць пра тое, што імунітэт аўса кантралюецца многімі генамі. Некаторыя даследаванні паказваюць, што імунная рэакцыя залежыць ад фізіялагічных уласцівасцей іржы ў выніку розных мутацый, якія маглі назапасіцца ў ізаляваных лініях.

Выяўлена, што экспрэсія некаторых генаў, адказных за сінтэз авеналюмінія, з’яўляецца асновай абароны ад Puccinia coronata f.sp. avenae. Авеналамін прысутнічае толькі там, дзе расліны былі заражаныя і больш нідзе. Вытворчасць авеналіюму рэгулюецца некаторымі з гэтых генаў, якія, як было паказана, аказваюць устойлівасць у некаторых аўсяных лініях, паказваючы на іх больш шырокую ролю ва ўстойлівасці. Акрамя поўнай устойлівасці да Puccinia coronata ў некаторых лініях (на аснове авеналюмінія), важнай з’яўляецца і частковая ўстойлівасць у іншых.

Выклікі

Устойлівасць да карончатай іржы выяўлена ў генетычным матэрыяле ячменю з розных рэгіёнаў, але большасць амерыканскіх культур ячменю ўспрымальныя паразіту. Звычайна Puccinia coronata можа перамагчы ўстойлівы ген на працягу пяці гадоў, што значна больш ускладняе барацьбу з паразітам. Даследчыкі амерыканскай Службы сельскагаспадарчых даследаванняў прадставілі адзінкавыя гены, якія выпрацоўваюць бялок, і якія, на іх думку, распазнаюць карончатую іржу і адказваюць за павышэнне ўстойлівасці расліны. Аднак, дзякуючы хуткай адаптацыі Puccinia coronata да ўстойлівых разнавіднасцяў аўса, надзею выклікае іншы від аўса — Avena barbata, які раней лічыўся пустазеллем з выдатнымі генамі ўстойлівасці. Асноўнай мэтай даследчыкаў з’яўляецца не толькі забеспячэнне ўстойлівасці да карончатай іржы, але і вывядзенне сартоў аўса з патрэбнымі характарыстыкамі, такімі як высокая прадуктыўнасць і ўстойлівасць да засухі.

Спасылкі

• МСХ ARS грыбу ў базе дадзеных GRIN