生物学

黄麻枯萎了,现在往哪里去?新病原体的出现

由于是固着的,植物面临着许多威胁,包括气候变化和致病微生物。植物病害会摧毁整片农田的庄稼,导致巨大的经济损失。在孟加拉国的黄麻地里,有黄麻枯萎的情况,导致它们最终死亡。孟加拉国黄麻研究所的科学家们一直在详细研究这些症状。这导致了一种新的黄麻病原体的分离,一种叫做尖孢镰刀菌.该病原体已被证实是引起镰刀菌枯萎和植株内部运输系统感染的原因。

黄麻是一种属于Malvaceae科的植物,包括棉花、可可和秋葵。它是第二广泛种植的纤维作物,仅次于棉花。黄麻是一种纤维,在各种制造工业中有多种用途。黄麻种植在像孟加拉国这样的热带国家占主导地位,那里温暖、潮湿和潮湿的气候适合这种植物的生长。黄麻受到几种病原体的影响,导致疾病,导致作物遭到破坏。然而,有时出现的新疾病表现为症状,可能与以前已知的疾病混淆。确定疾病的原因,即病原体,对于确定现有或新的病原体的存在至关重要。最近,在孟加拉国黄麻研究所Maqsudul Alam教授团队领导下的黄麻基础和应用研究(BARJ)项目的研究人员确定了一种导致黄麻血管萎蔫的新疾病的原因。这是一种真菌,尖孢镰刀菌,尚未识别和特征的黄麻病原体。

物种之战
在这个星球上,植物与许多其他生物共存。一些生物,如人类和其他大型动物,利用植物为食。其他生物,如微生物(如细菌和真菌),是肉眼看不见的,它们要么与植物合作,要么有时攻击它们以达到自己的目的。与植物合作的微生物有着特殊的关系,它们相互受益于彼此的存在——植物提供营养,真菌/细菌帮助从土壤中吸收矿物质。对于许多生活在土壤中的真菌来说,这是真的,包括蘑菇,以及帮助固定大气中的氮,从而使一些植物更好地吸收氮的细菌。

准确诊断植物病害对控制病原菌传播至关重要。

另一方面,利用植物养分的微生物会导致疾病。在这种情况下,微生物是一种病原体,寄生在宿主植物上,获取其营养,结果有时会杀死植物细胞。然而,在自然界中,疾病是一种例外而不是规律。这种植物拥有一支有时可以躲避病原体的防御大军——包括物理和化学屏障,以及可以杀死入侵有机体的化学物质。然而,病原体也会进化出自己的武器库来攻击植物。当植物无法识别病原体,或者由于其他影响植物功能的环境约束而变得虚弱时,就会发生这种情况。当病原体的力量超过植物的防御能力时,疾病就发生了。在田间,为了避免疾病传播,关键是在病原体造成作物破坏之前识别它,良好的农业做法也是如此。

孟加拉国黄麻研究所的科学家们分离出了一种新的黄麻病原体,一种叫做尖孢镰刀菌的真菌。科莱/ Shutterstock.com

枯萎的植物
当致病性真菌镰刀菌感染植物并殖民地,植物苗条,意味着植物细胞面部水分应力,导致组织损失刚性。导致这种漂亮的真菌物种是尖孢镰刀菌,一种常见的土传真菌。这种真菌是腐生植物,也就是说,它以死亡的有机物为食。真菌通过根部进入植物,并通过木质部导管进入细胞。木质部是植物维管组织的一部分,它将水分和矿物质从根部运输到地上部分。因此,当真菌进入木质部组织时,它会阻碍水和矿物质的运输。这导致植物严重缺水,从而导致植物枯萎。植物最终死亡,真菌依靠死亡的组织存活下来。然而,这种萎蔫现象也是由其他病原体感染引起的,导致对疾病原因的一些混淆。因此,准确诊断植物病害对控制病原菌传播至关重要。

孟加拉国黄麻研究所的研究团队进行了广泛的研究,以表征这种新病原体。

遏制蔓延
尖孢镰刀菌在很长一段时间内持续到土壤环境中。作物旋转尖孢镰刀菌非寄主植物是一种减少的策略病圃人口在土壤中。在任何植物病原体的情况下,环境在鼓励或抑制病原体的传播方面起着重要的作用。例如,温暖,潮湿的环境,和水飞溅鼓励生长和传播尖孢镰刀菌. 此外,真菌会通过土壤中使用的农业设备传播。良好的卫生习惯,如在发现疾病时焚烧作物,对于避免其传播至关重要。其他做法,如使用杀真菌剂,是很常见的,但这不仅是对环境的破坏,它还可以鼓励病原体的耐药性进化。尖孢镰刀菌感染多种植物,包括香蕉、番茄、棉花、扁豆、黑莓和红麻。在某些情况下,已经确定了对这种真菌具有抗性的植物,当这种病原体存在潜在威胁时,这些品种的生长是有利的。然而,当所涉及的植物以前没有被确定为这种病原体的目标时,使用抗药品种是不可行的。孟加拉国的黄麻田现在正面临着这种情况,那里的科学家已经发现了黄麻的萎蔫病。

近年来,孟加拉国的农民观察到在该领域生长的黄麻植物的特征枯萎。

黄麻面临新的威胁
近年来,孟加拉国的农民观察到在该领域生长的黄麻植物的特征枯萎。症状出现为叶枯,树枝叶的扭曲,叶子下降。仔细检查显示茎的血管部分已变黑;最终在这些症状的两周内植物死亡。在一年内,由于这种疾病,近10-30%的黄麻作物受到破坏。因此启动了调查以确定这些症状的原因 - 无论是已知的病原体还是新的原因。孟加拉国黄麻研究所黄麻工程基础和应用研究的研究小组进行了广泛的研究,以表征该病原体。使用人工营养素分离并在实验室中分离和培养受感染的组织。通过这种方式,可以在不需要工厂的情况下详细研究真菌。将真菌的形态与先前鉴定的病原体进行比较。 In addition, DNA from the fungus was isolated and sequenced, i.e. the information in the arrangement of the chemicals in DNA was unravelled. Given that every organism has its own DNA fingerprint, the scientists revealed that the pathogen was indeed尖孢镰刀菌这是一种以前未被确认的黄麻病原体。这些分离的真菌被用来侵染黄麻植株,组织检查显示出典型的萎蔫症状和维管组织发黑。

因此,研究人员认为诸如孟加拉国的黄麻作物的新威胁。这使新的途径开辟了探索该病原体的基因组,以及与不同黄麻栽培品种的相互作用。对该植物病原体系统的详细研究将识别作物操纵的新目标,以滋生抗腐株植物,并有助于开发有效的方式来抑制该病原体的传播。这对于生产高品质的纤维发育来说是重要的。

科莱/ Shutterstock.com

个人反应

在这个植物病原系统中,首先要解决的是什么?

减少接种量、消除病株和划定病区是防治黄麻枯萎病的重要措施。此外,作物轮作有尖孢镰刀菌非寄主植物已被用来减少病圃人口在土壤中。另一个重要的措施病圃管理就是对根线虫的控制。据观察,枯萎病在线虫丰富的地区更为普遍。因此,线虫对黄麻枯萎病也可能起着重要作用。因此,线虫防治也应考虑在内。
任何镰刀菌枯萎病控制管理系统中最有效的方法是使用抗病品种。然而,抗病性并不总是完全的,可以通过非常有利于疾病发展的条件或病原体新品种的出现来克服。然而,需要持续的研究方案来发展可持续的疾病管理。

你有没有可能设计一个简单的早期诊断系统让农民发现这种病原体?

是的,这是可能的。基因组区域更有助于开发特定标记,如核糖体操纵子的内部转录间隔区(ITS)和基因间间隔区(IGS)、延伸翻译因子-1α(TEF-1α)和线粒体的序列β微管蛋白基因(浴缸2).因此,知道它,Igs,Tef-1α,Tub-2并将其与尖孢镰刀菌(F. oxysporum)种复合物进行比较,建立了黄麻枯萎病病原菌的特异性标记。病圃.然而,它是一种新发现的黄麻病原体。因此,我们需要进行多相实验,充分了解病原体和黄麻。早期和快速的识别程序是确定疾病传播和建立适当的检疫和疾病管理的最优先事项。虽然无症状期是一个限制的准确和快速诊断方案尖孢镰刀菌这是必要的。快速可靠的诊断可以避免感染物质的传播,并采取适当措施控制疾病。

本文是在研究团队的批准下创建的。这是一个合作制作,由那些特色的支持,免费援助,全球分发。

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