Phytophthora infestans
Phytophthora infestans Objawy zarazy ziemniaka na liściach ziemniakaKrólować | Chromalveolata |
---|---|
Podział | Stramenopiles |
Klasa | Oomycetes |
Zamówienie | Peronosporals |
Rodzina | Pythiaceae |
Uprzejmy | Phytophthora |
W Phytophthora infestans jest chorobą grzybową spowodowane Oomycete rodziny Pythiaceae , Phytophthora infestans , mikroorganizm eukariotycznych długo uważana za grzyb. Rozpowszechniony na całym świecie, choroba ta jest głównym wrogiem w uprawach ziemniaka , i był odpowiedzialny za wielkiego europejskiego głodu z 1840 roku , który szczególnie dotknął Irlandię i szkockich Highlands . Gatunek ten wpływa również na uprawy pomidorów i innych psiankowatych .
Te zarodniki tego lęgniowcami zimować na porażonych bulw, zwłaszcza w lewo na ziemi po zeszłorocznych zbiorów, lub trzymane w stosach i są szybko rozproszona w gorącym, wilgotnym pogody. Może to mieć katastrofalne skutki, niszcząc całe uprawy.
Zarodniki rozwijają się na liściach, dyfundując do uprawy, gdy temperatura przekracza 10 ° C, a wilgotność przekracza 75% przez co najmniej dwa dni. Deszcz może spowodować zarodniki w glebie , gdzie mogą zarazić młodych bulw. Zarodniki mogą być również przenoszone przez wiatr na duże odległości.
Wczesne stadia zarazy można łatwo przeoczyć i nie wszystkie rośliny są dotknięte w tym samym czasie. Pierwsze objawy to pojawienie się czarnych plam na końcach liści i na łodygach. Biała pleśń może pojawić się na spodniej stronie liści podczas deszczowej pogody, a cała roślina może szybko zwisać. Na zarażonych bulwach pojawiają się szare lub czarne plamy, które zmieniają kolor na czerwono-brązowy pod skórą i szybko gniją, tworząc cuchnącą zawiesinę w wyniku wtórnego zakażenia miękkimi zgniliznami bakteryjnymi. Pozornie zdrowe bulwy mogą później zgnić podczas przechowywania.
Genom sekwencjonowania z Phytophthora infestans zakończono w roku 2009. Ten genom okazały się być znacznie większa (240 Mb) niż inne Phytophthora gatunków , których genomu został już tempie; Phytophthora sojae ma genom 95 Mb, a Phytophthora ramorum 65 Mb. Zawiera również różne rodzaje transpozonów i wiele rodzin genów kodujących efektory (białka), które są zaangażowane w patogenne właściwości lęgniowca. Białka te dzielą się na dwie główne grupy w zależności od tego, czy są produkowane przez lęgniowce w symplazmie (wewnątrz komórek roślinnych), czy w apoplazmie (między komórkami roślin). Białka utworzone w symplast RXLR obejmują białka, które zawierają sekwencję arginina -X- leucyna - arginina (gdzie X może oznaczać dowolną sekwencję aminokwasów ) na końcu aminowym białka. Białka RXLR są białkami awirulencji, co oznacza, że mogą być wykrywane przez roślinę i wywoływać reakcję nadwrażliwości , zabijając lęgniowce. Phytophthora infestans zawiera około 60% więcej tych białek niż inne gatunki Phytophthora, co może pozwolić jej na szybsze pokonanie mechanizmów obronnych żywiciela. Te znalezione w apoplastach obejmują enzymy hydrolityczne, takie jak proteazy , lipazy i glikozylazy, które degradują tkankę roślinną, inhibitory enzymów do ochrony przed enzymami obronnymi gospodarza i toksyny nekrotyczne . Ogólnie rzecz biorąc, genom ma niezwykle wysoką powtarzalność (około 74%) i niezwykłą dystrybucję genów: niektóre obszary zawierają wiele genów, podczas gdy inne zawierają ich bardzo niewiele.
Podczas gdy ziemniak został wprowadzony do Europy z Altiplano Andyjskiej w końcu XVI -tego wieku , pleśni nie była znana w Europie i Ameryce Północnej, aż do połowy XIX th wieku . Obszar pochodzenia Phytophthora infestans znajduje się prawdopodobnie na wyżynach środkowego Meksyku . Inną hipotezą jest pochodzenie z wyżyn andyjskich, gdzie zaraza ziemniaka występowała prawdopodobnie przed jej przybyciem do Europy. Argumentami przemawiającymi za pochodzeniem meksykańskim jest duża różnorodność genetyczna szczepów występujących w Meksyku oraz istnienie w środkowym Meksyku odporności niektórych roślin z rodzaju Solanum , w szczególności gatunków Solanum demissum i Solanum stoloniferum . Zostały one wykorzystane do wprowadzenia genów odporności na zarazę do uprawianych ziemniaków.
Zaraza ziemniaka, która wydaje się pochodzić z Andów, została po raz pierwszy zaobserwowana w Stanach Zjednoczonych w pobliżu Filadelfii w 1843 roku .
Następnie pojawia się w Europie, na północy Francji w 1844 r., W Belgii w 1845 r. Wektorem tej migracji są prawdopodobnie zakażone bulwy . Pleśń była jedną z przyczyn Wielkiego Głodu w Irlandii w latach 1845–51, w wyniku którego wyemigrowało ponad milion ludzi i kolejne dwa miliony Irlandczyków. Gatunek jest zróżnicowany genetycznie i ma duże zdolności adaptacyjne. Omija obronę żywiciela i pestycydów kolejno wynalezionych lub stosowanych, powodując możliwe i okresowe odrodzenia, które fitopatolodzy starają się śledzić lub przewidywać, w tym we Francji i Europie, gdzie staramy się zidentyfikować możliwe rody. Bardziej agresywne wiadomości. Poprzez genomikę staramy się również lepiej zrozumieć czynniki zjadliwości.
Niedawno zaobserwowaliśmy w Anglii i północno-zachodniej Europie pojawienie się w populacji P. infestans nowej, inwazyjnej i agresywnej linii znanej jako „13_A2”; nowy genotyp wykazujący wysoki stopień polimorfizmu sekwencji i niezwykły poziom zmienności w ekspresji genów podczas infekcji, w szczególności genów efektorowych, które, jak się uważa, odgrywają główną rolę w patogenności pasożyta. Ta linia dotyczy wcześniej odpornych odmian ziemniaka.
Zaraza ziemniaka była jednym z ponad 17 czynników, które Stany Zjednoczone badały jako potencjalną broń biologiczną przed zawieszeniem programu broni biologicznej. La France , Kanada , Stany Zjednoczone i Związek Radziecki również prowadziły badania nad Phytophthora infestans jako bronią biologiczną w latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku.