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小麦茎生锈:旧敌人的回归

Tresearch春季2022

几十年来没有报道,研究人员调查了最近疾病爆发后的原因,因此爱尔兰的小麦生锈重新出现。

在2020年7月上旬,在爱尔兰多个地点的冬小麦对照地块中观察到异常的锈脓疱。与经常观察到的典型的黄色生锈或棕色的锈脓疱不同,它们的外观较暗,外观更大,并且在叶子上均观察到(更重要的是 - 在小麦茎上)。

对这些脓疱的特征进行了进一步的详细研究证实了最坏的情况 - 这些是小麦茎的脓疱。从仲夏开始,茎生锈本身可以在爱尔兰的许多草丛中找到,但最后关于小麦茎生锈的报道是从1960年代初开始的。

它在2020年的认同令人惊讶,Teagasc和英国John Innes Center的领先研究人员进行了进一步调查。

最严重的小麦疾病

小麦茎生锈是由真菌病原体引起的,在全球范围内被认为是大多数小麦种植地区的社会和经济上最具破坏性的小麦疾病。该疾病是通过出现在小麦和大麦的茎和叶子上的椭圆形脓疱识别的,挤压了深橙红色的孢子。

通过穿过叶子或茎破裂,这些脓疱严重限制了养分流向发育中的谷物。他们有可能破坏易感品种并造成重大收益率损失。

病原体通过开发强硬的teliospores(生锈真菌的厚墙孢子),在西欧等气候中幸存下来。在疾病周期的后期,这些端孢子的发育通常给感染的茎带来明显的黑色外观,因此这种疾病通常被称为黑色茎锈病。

但是,为了使端孢子成功导致进一步的感染,它们需要中介宿主 - 最常见的是牛barry植物。将大麦茎锈作为关键的中介寄主的鉴定允许制定控制策略,从而限制了疾病的越冬能力来限制疾病的发展。几个世纪以来,这一直是小麦茎防治的基石。

与更密集生产有关的耕作(用于生长农作物的土地或适合种植农作物)的变化(使用的土地或适合生长的农作物)的变化,这意味着在爱尔兰作物中不再出现这种特有的疾病。也就是说,直到两年前。

Tresearch春季2022

小麦茎锈脓疱严重限制了营养的流动到发展的谷物

调查2020年爆发

在2020年爱尔兰南部的许多地方发现小麦茎生锈的发现既出乎意料又令人担忧。由于当前大多数欧洲冬小麦的品种被认为容易受到这种疾病的敏感,因此确定引起这种感染的菌株是否是新颖的,并对生产构成了重大威胁。

为了回答这些问题,对其遗传物质和疾病原因的详细特征进行了详细的特征。其中包括使用国际公认的一系列已知携带不同耐药基因的品种,在从这些暴发中获得的茎生锈分离株进行毒力(感染能力)筛选。同时,还应用了新型的病原体技术(高通量测序技术和生物信息学)来确定菌株的特定遗传组成。

从病理上讲,从爱尔兰疫情获得的茎锈病分离被分配给TKTTF种族。在最近的欧洲爆发中也发现了这场比赛,包括英国和德国。作为病原体方法的一部分,在RNA测序后进行了分析,进一步支持了该种族的分配。它在英国和德国报道的那些人中爆发了爱尔兰爆发,但在2015年在埃塞俄比亚发生了重大爆发。

Tresearch春季2022

冬季过冬可以感染秃鹰

持续的威胁

结合以下事实:在最近感染的局部囊肿中未观察到秃头,该分析的发现表明,爱尔兰的茎锈在2020年的出现是由于小麦茎锈孢子的长距离传播而导致的。它还强调,尽管半个多世纪以来一直缺乏小麦茎生锈,但它可以随时发生在爱尔兰的现代小麦生产系统中。

考虑到有限的市售品种可用的阻力,需要注意以确保将来不会成为重大威胁。

你可知道?

由于秃鹰对成为小麦茎生锈的敏感性,因此被包括在1958年的《爱尔兰有害杂草法案》中,这使得不清除在您的土地上发现的牛barry虫是一项罪行。

60年

在最近重新出现之前,关于小麦茎生锈的最后一份报道来自大约60年前。

资金

该项目主要由英国生物科学研究委员会(BBSRC; BB/S003975/1)和欧盟Horizo​​n 2020研究与创新计划根据赠款协议编号773311(RustWatch)资助。

欧洲研究委员会(第715638号),BBSRC研究所战略计划BB/P012574/1和BB/P016855/1,John Innes Foundation和Teagasc(项目0154)提供了额外的资金。

致谢

我们要感谢Kerstin Flath(德国田间作物和草地的植物保护研究所)对这项研究的重要贡献,所有协助采样收集和加工的人以及Fiona Hutton以及Fiona Hutton进行病变摄影。

贡献者

Ayako Tsushima

博士后研究员

诺里奇诺里奇研究公园的约翰·英恩斯中心。

克莱尔·刘易斯

博士后研究员

诺里奇诺里奇研究公园的约翰·英恩斯中心。

黛安·桑德斯(Diane Saunders)

组长

诺里奇诺里奇研究公园的约翰·英恩斯中心。

史蒂文·基尔迪(Steven Kildea)

高级研究官

Celup,橡树公园。

stephen.kildea@teagasc.ie

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