Rust (sopp) - Rust (fungus)

Rust
Bruine roest op tarwe (Puccinia recondita f.sp. tritici on Triticum aestivum) .jpg
Puccinia recondita f.sp. triticihveteblad
Vitenskapelig klassifisering e
Kongedømme: Sopp
Inndeling: Basidiomycota
Klasse: Pucciniomycetes
Rekkefølge: Pucciniales
Familier

Rust er plantesykdommer forårsaket av patogene sopp av ordenen Pucciniales (tidligere kjent som Uredinales).

Anslagsvis 168 rustslakter og omtrent 7000 arter, hvorav mer enn halvparten tilhører slekten Puccinia , er for tiden akseptert. Rustsopp er høyspesialiserte plantepatogener med flere unike egenskaper. Sett som en gruppe, er rustsopp forskjellige og påvirker mange typer planter. Hver art har imidlertid et veldig smalt utvalg av verter og kan ikke overføres til ikke-vertsplanter. I tillegg kan de fleste rustsoppene ikke dyrkes enkelt i ren kultur.

En enkelt rustsoppart kan være i stand til å infisere to forskjellige planteverter i forskjellige stadier av livssyklusen, og kan produsere opptil fem morfologisk og cytologisk forskjellige sporproduserende strukturer, nemlig spermogoni , aecia , uredinia , telia og basidia i påfølgende stadier av reproduksjon. Hver sporetype er veldig vertsspesifikk, og kan vanligvis infisere bare én type plante.

Rustsopp er obligatoriske plantepatogener som bare infiserer levende planter. Infeksjoner begynner når en spore lander på planteoverflaten, spirer og invaderer verten. Infeksjon er begrenset til plantedeler som blader, petioles, ømme skudd, stilk, frukt, etc. Planter med alvorlig rustinfeksjon kan virke stunted, klorotiske (gulnet), eller kan vise tegn på infeksjon som rustfruktlegemer. Rustsopp vokser intracellulært og lager sporeproduserende fruktlegemer innenfor eller oftere på overflatene til berørte plantedeler. Noen rustarter danner flerårige systemiske infeksjoner som kan forårsake plantedeformiteter som redusert vekst, heksekost , stammekreft, galls eller hypertrofi av berørte plantedeler.

Rust får navnet sitt fordi de oftest blir observert som forekomster av pulverformige rustfargede eller brune sporer på planteoverflater. Den romerske jordbruksfestivalen Robigalia (25. april) har gammel opprinnelse i bekjempelse av hvetrust .

Virkninger

Rust anses blant de mest skadelige patogenene for landbruk, hagebruk og skogbruk. Rustsopp er store bekymringer og begrensende faktorer for vellykket dyrking av jordbruks- og skogavlinger. Hvit furublisterrust, rust fra hvetestamme, soyabønnerust og kafferust er eksempler på notorisk skadelige trusler mot økonomisk viktige avlinger.

Livssyklus

All rust er obligatoriske parasitter , noe som betyr at de krever en levende vert for å fullføre livssyklusen. De dreper vanligvis ikke vertsplanten, men kan redusere vekst og utbytte alvorlig. Kornblandinger kan bli ødelagt på en sesong; eiketrær infisert i hovedstammen i løpet av de første fem årene av rusten Cronartium quercuum dør ofte.

Spirende urediniospore av Puccinia graminis , modell fra slutten av 1800 -tallet, Botanisk museum Greifswald

Rustsopp kan produsere opptil fem sporetyper fra tilsvarende fruktkroppstyper i løpet av livssyklusen, avhengig av arten. Romertall har tradisjonelt blitt brukt for å referere til disse morfologiske typene.

  • 0- Pycniospores ( Spermatia ) fra Pycnidia . Disse tjener hovedsakelig som haploide gameter i heterotalliske ruster.
  • I- Aeciospores fra Aecia. Disse tjener hovedsakelig som ikke-repeterende, dikaryote , aseksuelle sporer, og fortsetter å infisere den primære verten.
  • II- Urediniospores fra Uredia ( Uredinia ). Disse fungerer som repeterende dikaryote vegetative sporer. Disse sporene blir referert til som det gjentatte stadiet fordi de kan forårsake auto-infeksjon på primærverten, og infisere den samme verten som sporene ble produsert på. De er ofte store, røde/oransje og et fremtredende tegn på rustsykdom.
  • III- Teliosporer fra Telia. Disse dikaryotiske sporer er ofte overlevelse/ overvintringsstadiet i livssyklusen. De smitter vanligvis ikke en plante direkte; i stedet spirer de for å produsere basidier og basidiosporer.
  • IV- Basidiosporer fra Teliospores . Disse vindbårne haploide sporer infiserer ofte den alternative verten om våren. De blir sjelden observert utenfor laboratoriet .

Rustsopp er ofte kategorisert etter livssyklus. Tre grunnleggende typer livssykluser gjenkjennes basert på antall sporetyper som makrosykliske , demisykliske og mikrosykliske . Den makrosykliske livssyklusen har alle sportilstander, den demisykliske mangler urin -tilstanden, og den mikrosykliske syklusen mangler basidial, pyknial og aecial tilstand, og har dermed bare uredinia og telia. Spermagonia kan være fraværende fra hver type, men spesielt den mikrosykliske livssyklusen. I makrosykliske og demisykliske livssykluser kan rusten enten være vekselvis vert (heteroecious) (dvs. at aecialtilstanden er på en type plante, men telialtilstanden på en annen og ikke-relatert plante), eller ikke-host-alternerende ( autoecious ) ( dvs. aecial- og telialtilstandene på den samme planteverten). Heteroecious rustsopp krever to ikke -relaterte verter for å fullføre livssyklusen, med den primære verten infisert av aeciosporer og den alternative verten infisert av basidiosporer. Dette kan stå i kontrast med en autoecious sopp som kan fullføre alle deler av livssyklusen på en enkelt vertsart. Å forstå livssyklusene til rustsopp muliggjør riktig sykdomsbehandling.

Vert plante-rust sopp forhold

Det er klare mønstre for forholdet til vertsplantegrupper og rustsoppene som parasitterer dem. Noen slekter av rustsopp, spesielt Puccinia og Uromyces , består av arter som er i stand til å parasitere planter fra mange familier. Andre rustslanger ser ut til å være begrenset til visse plantegrupper. Vertsbegrensning kan, i heteroecious arter, gjelde for begge faser av livssyklusen eller for bare én fase. Som med mange patogen/vertspar, er rust ofte i gen-for-gen-forhold til plantene sine. Denne rust-plante-gen-for-gen-interaksjonen skiller seg noe fra andre gen-for-gen-situasjoner og har sine egne finesser og agronomisk betydning.

Smitteprosess

Sporene til rustsopp kan bli spredt av vind-, vann- eller insektvektorer . Når en spore møter en utsatt plante, kan den spire og infisere plantevev. En rustsporer typisk spirer på en planteoverflaten, vokser en kort hypha kalt en bakterie rør . Dette kimrøret kan lokalisere en stomi ved en berøringsresponsiv prosess kjent som tigmotropisme . Dette innebærer å orientere seg til rygger skapt av epidermale celler på bladoverflaten, og vokse retningsvis til den støter på en stomi.

Rusthypha angripende stomi (1600x forstørrelse)

Over stomien gir en bindestrek en infeksjonsstruktur som kalles et appressorium . Fra undersiden av en appressorium, vokser en slank hypha nedover for å infisere planteceller Det er antatt at hele prosessen er mediert av strekkfølsomme kalsium ione- kanaler som befinner seg i spissen av hypha, som produserer elektrisk strøm og alter genekspresjon, indusere formasjon av appressorium.

Når soppen har invadert planten, vokser den til mesofyllceller av planter og produserer spesialiserte hyfer kjent som haustoria . Haustoria trenger inn i cellevegger, men ikke i cellemembraner: plantecellemembraner invasjerer seg rundt hovedkroppen og danner et rom som kalles ekstra-haustorialmatrisen. En jern og fosfor rik nakkebånd danner en bro over anlegget og soppmembraner i rommet mellom cellene for vannstrømmen, kjent som apoplast , og dermed hindre de næringsstoffene som når plantens celler. Den haustorium inneholder aminosyre og heksose- sukker transportører og H + -ATPases som anvendes for aktiv transport av næringsstoffer fra anlegget, nærende sopp. Soppen fortsetter å vokse, trenger inn i flere og flere planteceller, til sporevekst oppstår. Prosessen gjentas hver 10. - 14. dag, og produserer mange sporer som kan spres til andre deler av samme plante, eller til nye verter.

Vanlige rustsopp i landbruket

Håndtering av rustsoppsykdommer

Kontrollmetodene for rustsoppssykdommer avhenger i stor grad av livssyklusen til det bestemte patogenet. Følgende er eksempler på sykdomshåndteringsplaner som brukes til å kontrollere makrosykliske og demisykliske sykdommer:

Makrosyklisk sykdom : Utvikling av en forvaltningsplan for denne typen sykdom avhenger i stor grad av om det gjentatte stadiet (urediniospores) forekommer på det økonomisk viktige vertsanlegget eller den alternative verten. For eksempel forekommer det gjentatte stadiet ved rustsykdom i hvite furublærer ikke på hvite furuer, men på den alternative verten, Ribes spp. I løpet av august og september Ribes spp. gi opphav til teliosporer som infiserer hvite furuer. Fjerning av den alternative verten forstyrrer livssyklusen til rustsoppene Cronartium ribicola , og forhindrer dannelse av basidiosporer som infiserer primærverten. Selv om sporer fra hvite furuer ikke kan infisere andre hvite furuer, kan overlevelsessporer overvintre på infiserte furu og reinfisere Ribes spp. sesongen etter. Infisert vev fjernes fra hvite furu og strenge karantene av Ribes spp. opprettholdes i områder med høy risiko.

Puccinia graminis er en makrosyklisk heteroecious sopp som forårsaker rustsykdom i hvetestammen. Gjentagelsesfasen i denne soppen skjer på hvete og ikke den alternative verten, barbær . Gjentagelsesstadiet gjør at sykdommen kan vedvare i hvete, selv om den alternative verten kan fjernes. Å plante resistente avlinger er den ideelle formen for sykdomsforebygging, men mutasjoner kan gi opphav til nye soppstammer som kan overvinne plantemotstand. Selv om sykdommen ikke kan stoppes ved fjerning av den alternative verten, blir livssyklusen forstyrret og mutasjonshastigheten reduseres på grunn av redusert genetisk rekombinasjon. Dette gjør at resistensavlede avlinger kan forbli effektive i lengre tid.

Demicyklisk sykdom : Fordi det ikke er noen gjentagende fase i livssyklusen til demicykliske sopp, vil fjerning av den primære eller den alternative verten forstyrre sykdomsyklusen. Denne metoden er imidlertid ikke svært effektiv for å håndtere alle demisykliske sykdommer. Cedar-apple rust sykdom, for eksempel, kan vedvare til tross for fjerning av en av vertene siden sporer kan spres fra lange avstander. Alvorligheten av Cedar-apple rust-sykdom kan håndteres ved fjerning av basidiospore-produserende galls fra einer eller påføring av beskyttende soppdrepende midler til einer.

Hjemmekontroll

Rustsykdommer er svært vanskelige å behandle. Soppdrepende midler som Mancozeb eller Triforine kan hjelpe, men kan aldri utrydde sykdommen. Noen organiske forebyggende løsninger er tilgjengelige og svovelpulver er kjent for å stoppe sporespiringen . Høye hygienestandarder , god jorddrenering og forsiktig vanning kan minimere problemer. Ethvert utseende av rust må håndteres umiddelbart ved å fjerne og brenne alle berørte blader. Kompostering eller etterlatt infisert vegetasjon på bakken vil spre sykdommen.

Kommersiell kontroll

I noen store arealavlinger påføres soppdrepende midler med luft. Prosessen er dyr, og påføring av soppdrepende midler er best reservert for årstider når løvsykdommer er alvorlige. Forskning indikerer at jo høyere alvorlighetsgraden av bladsykdommen er, desto større blir avkastningen fra bruk av soppdrepende midler. Southern corn rust disease, kan forveksles med vanlig rust. Sørrosts kjennetegn er at pustler stort sett dannes på den øvre bladoverflaten og sporer er mer oransje. Sørrost sprer seg raskere og har høyere økonomisk innvirkning når varme, fuktige værforhold vedvarer. Tidlige soppdrepende applikasjoner for å kontrollere sørlig rust er mer avgjørende enn med vanlig rust.

En rekke forebyggende metoder kan brukes for rustsykdommer:

  • Høye fuktighetsnivåer kan forverre symptomer på rustsykdom. Unngåelse av vanning overhead om natten, bruk av dryppvanning, redusering av avlingstetthet og bruk av vifter for å sirkulere luftstrømmen kan redusere alvorlighetsgraden av sykdommen.
  • Bruk av rustbestandige plantesorter
  • Avlingsrotasjon kan bryte sykdomsyklusen fordi mange rust er vertsspesifikke og ikke varer lenge uten verten.
  • Inspeksjon av importerte planter og stiklinger for symptomer. Det er viktig å kontinuerlig observere plantene fordi rustsykdommer har en latent periode (planten har sykdommen, men viser ingen symptomer).
  • Bruk av sykdomsfritt frø kan redusere forekomsten av noen rust

Vertsplanter berørt

Det er sannsynlig at de fleste plantearter påvirkes av noen rustarter. Rust er ofte oppkalt etter en vertsart som de smitter. For eksempel; Puccinia xanthii infiserer den blomstrende planten cocklebur ( Xanthium ). Nylig ble totalt 95 rustsopp som tilhører 25 slekter assosiert med 117 skogplantearter tilhørende 80 vertsslekter under 43 vertsfamilier rapportert fra Western Ghats , Kerala , India . Rustsopp inkluderer:

Rustinfiserte vertsslekter inkluderer:

Noen av de bedre kjente vertene inkluderer:

Hyperparasitter av rust

I familien Sphaeropsidaceae av Sphaeropsidales sopp, arter av slekten Darluca er hyperparasites på ruster.

Galleri

Se også

Referanser

Eksterne linker