生物学
2021年11月16日

布洛特切斯和点:理解faba豆分解

过去十年来,北欧和波罗的海国家广泛种植faba豆类Faba豆是世界上第二高粮食产豆类,然而欧洲faba豆特殊疾病的发病和扩散尚未得到深入研究。Biruta Bankina博士和拉脱维亚生命科技大学同事Dqivids Fridmanis、Gunita Bimsteine、Jhnis Ka团队辨识出几类Botrytis系统产生巧克力叶点Alternaria/Stemphylium复杂化,引起叶状faba豆鉴别这些病原体将加深理解如何培育无损豆类

法宝豆维西亚法巴)是重要的豆类作物,以其收益为名,作为食物蛋白质源和田里绿肥在欧洲,与谷类种植和油菜强奸相比(利润率最高),豆类种植作为一种常用作物选择有限。仅在上个十年中欧洲才会快速增长豆类谷物的重要性

同许多作物一样,faba豆可能因数种疾病破坏,严重影响产量最近人们越来越有兴趣识别faba豆的具体病原体,以便理解如何更好地控制疾病的发病和扩散Biruta Bankina博士及其拉托维亚生物科技大学团队与赫尔辛基大学和拉托维亚生物医学研究中心合作,最近发现真菌类引起faba豆病深入理解病原体和植物上他们的生活方式将使得能够更好地控制这些疾病

蓝豆

冒泡大豆
法巴豆是人畜饮食中重要的蛋白质源作为一种豆类,这些植物还具有特殊能力,通过与根生物细菌密切关联,将大气氮化为对植物更有用的形式共生关系使土壤富含氮化合物,而氮化合物对健康植物是必备的农夫在谷类作物交替使用faba豆类绿肥

Biruta Bankina博士及其团队最近发现真菌类引起faba豆病

尽管如此,faba豆类和其他豆类直到上个十年才在欧洲流行自那以来,北欧国家的种植法有所改变,导致faba豆增长15倍增加种植该作物还伴有威胁,降低产量疾病是影响全球豆类增产的最重要因素之一杀真菌化物应用部分减少某些病原体传播(fungi引起疾病),但更有效的疾病管理策略对最大增产至关重要基因识别faba豆特殊病原体并研究植物内感染方式将推进这一领域的进步

微信青豆巧克力点
微信青豆巧克力点

豆腐
植物-病原体交互作用描述为军备竞赛,每个生物体都试图比对对方植物受特定病原体攻击时会染病,植物无法通过各种免疫响应成功自保无法识别病原体或病原体克服或抑制植物设置的屏障和防波道,结果产生疾病结果树叶攻击病原体 症状像叶子上的斑点

植物疾病发生不仅取决于特定病原体和植物,还受种植习惯和气候的影响。举例说,虽然一些病原体在高湿度和高湿度中扩散,但干旱压力削弱植物,从而使病原体得以利用。季节性病原体传播相当常见插播,即在同一田里种植两片或多片作物可减少病原体传播,高作物密度可增加疾病传播

Botrytis系统spp .固态真菌 在许多植物种类中引起巧克力点病

拉脱维亚生命科技大学Biruta Bankina博士旨在理解引起faba豆叶病的具体病原体团队调查巧克力点病和叶片染料背后的科学, 以及黄豆生锈和下游温素每一种疾病都是由独特的病原体引起的,Bankina博士研究的重点是识别引起每一种疾病的具体生物

死后生存
Faba豆最常见的疾病之一是巧克力点,由各种真菌组成Botrytis系统.Botrytis系统固态真菌 表示它需要穿透组织并杀细胞生存贪心真菌食用死植物细胞真菌攻击软植物组织并产生消化植物细胞墙的酶,允许它输入细胞并用毒素杀死细胞Botrytis系统高湿度和高湿度时蓬勃发展,对植物造成最大破坏

班克纳博士团队进行了研究 检测到faba豆叶上的巧克力点5年时间里,每年Faba豆叶上都识别出巧克力点状物点名小红褐色或大块死组织带红色边距(即名称、巧克力点)疾病严重程度与数月暴雨相关遍历三大faba豆测试体,无抗药性可被视为抗药性,尽管疾病增量有差异

番茄两种不同语法 替代式Stemphylium已知引起黑叶染色物, 并称blight,faba豆

假设有数Botrytis系统影响不同植物的物种 研究者想识别 拉脱维亚faba豆感染的具体物种在最近的工作中 班克纳博士团队扩展这些发现 识别四大独特Botrytis系统传染faba豆叶并引起巧克力点病外观Botrytis系统团队使用脱氧核糖核酸排序识别这些奇特真菌类.b.法宝BCinea B法比奥比斯.b.伪晶体)初步研究结果显示,在这四大类中.b.法比奥比斯可能有最少传染faba豆叶识别这些独特性Botrytis系统物种允许解析各种faba豆栽培者对每一种病原体的敏感度

识别引起每一种这些疾病的具体病原体物种及其faba豆作用模式无疑将导致破解疾病发作的遗传基础

黑色黄豆
除巧克力点病外,faba豆还受另一种真菌病影响,结果产生黑叶滴子,也称blight番茄两种不同语法替代式Stemphylium已知在faba豆上引起同一种疾病潮湿潮湿非高温气候条件允许真菌病原体蓬勃发展

班克纳博士团队五年多来调查faba豆疾病时,每年树叶染色也司空见惯大灰色对黑叶染色体替代式spp.或Stemphyliumspp.科学家观察显微镜下受感染叶子并检测出两者的样片替代式Stemphylium并发同叶染色树叶染色体与其他faba豆类疾病相比有最严重的症状,理解这种疾病复杂性和两个真菌类协作引起这种疾病构成挑战,因为每种物种将有一个不同的感染模式,使植物难以产生抗病能力

团队发现拉托维亚Faba豆上生锈(左偏)和下游bruew

继续faba真菌
除巧克力点和叶粒外,faba豆还受疾病影响,引起生锈和下坡温鲁斯特由真菌类Uromyceswice-fa传播通过微粒 风Rust会对faba豆造成巨大破坏并在潮湿温暖条件下兴旺素数显示小橙色树叶板 环绕黄光环严重感染导致早叶下降和种子尺寸下降

下调温素是另一种影响faba豆的疾病,由微生物体引起的Peronospora viciae微生物通过stomata进叶(显微开口允许树叶翻转)感染植物,并显示为叶片染色板和树叶底红色微生物还可能导致树苗生长阻塞

Bankina博士和同事确认拉脱维亚五年来生长的faba豆上生锈和下沉温恒星开发除一年外全年出现, 单年温度低湿度高时才检测出下调温此外,虽然没有faba豆抵抗这些病原体,但在疾病敏感度方面表现出差异。调查生锈和下沉真菌的生活方式和对faba豆攻击模式将揭示对疾病控制目标的洞察力

控制faba豆病
由Bankina博士及其团队测试所有上述faba豆对杀真菌敏度结合杀菌剂两种有效成份导致部分减少巧克力点、叶片染色圈和生锈,但不是下叶温素,因为已知这些杀菌剂并非针对引起下叶温素的微生物杀菌剂虽然导致疾病发生率下降,但这不是控制faba豆病的有效方法,因为它不是持久解决之道。此外,杀真菌剂不利于生态环境,因为它们引起土壤污染优先寻找新目标faba豆抗病识别引起每一种这些疾病的具体病原体物种及其faba豆作用模式无疑将导致破解疾病发作的遗传基础下一步工作势必产生健康faba豆种植法

个人响应


确定具体病原体在faba豆引起每一种疾病后,立即优先工作是什么?

我们仍然有很多问题没有解答,因为假设病原体频谱比前文描述的要大得多。下一步是澄清已知和未知病原体之间的毒理差异、它们的生命周期以及对杀菌剂敏感度另外一个有趣的问题 不同真菌之间的交互作用 包括病原体 可能的内分片等 植物生物群落

faba豆识别抗病基因能通过经典育种法生成健康植物吗?

可,但到目前为止它还没有,所以我们不知道需要更广泛地研究'疾病抗药性'基因-抗药性(如它有)可能与更广义的应激反应相关联(从GWAS另一个项目中可得到提示 ) 。if we need to change it表达式, 可能需要深度技术, 诸如基因编辑而非简单经典育种

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