Свободная копоть

Свободная копоть
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	Грибы
Разделение:	Базидиомикоты
Сорт:	Устилагиномицеты
Заказ:	Устилагиновые
Семья:	Устилагиновые
Род:	Устилаго
Разновидность:	U. голый
Биномиальное имя
Устилаго голый (CN Jensen) Ростр. [1] (1889)

Возбудителем пыльной головни ячменя является Ustilago nuda . ^[2] Это заболевание, которое может уничтожить большую часть урожая ячменя . Пыльная головня заменяет колоски зерна головней или массами спор , которые заражают открытые цветы здоровых растений и прорастают в семена, не проявляя никаких симптомов. Семена выглядят здоровыми, и только когда они достигают зрелости в следующем сезоне, становится ясно, что они были заражены. Системные фунгициды являются основным методом борьбы с пыльной головней.

Основным симптомом рыхлой головни являются «зараженные» колоски зерна, которые содержат массу черных или коричневых спор там, где обычно находится зерно. Споры полностью заменяют колос зерна, так что на зараженных растениях нет зерна, которое можно было бы собрать. Возможно, зараженные растения можно будет определить в поле до того, как они достигнут стадии цветения, посмотрев на растения, которые выше и зрелее, чем остальная часть поля. Гриб заставляет зараженные растения расти немного выше и созревать немного раньше, чем незараженные растения в поле. Поскольку он должен заражать через открытые цветки, это дает грибку конкурентное преимущество, позволяя ему падать на здоровые растения и гарантируя, что у грибка будет немного больше времени для производства и распространения спор до того, как цветки здоровых растений раскроются.

Ustilago nuda заражает ячмень Hordeum vulgare L., но существует много штаммов Ustilago , которые заражают многие другие зерновые культуры аналогичным образом. Ustilago tritici , например, является пыльной головней пшеницы.

Цикл заболевания пыльной головней начинается, когда телиоспоры разносятся ветром, чтобы раскрыть цветы, и заражают завязь либо через рыльце, либо непосредственно через стенку завязи. Существует несколько типов спаривания для Ustilago spp., поэтому заражение произойдет только в том случае, если в одном цветке присутствуют два совместимых типа спаривания.

После попадания в открытый цветочек телиоспоры дают начало базидиоспорам . Не распространяясь на какое-либо альтернативное растение-хозяина, базидиоспоры прорастают прямо там, где они находятся. Затем гифы двух совместимых базидиоспор сливаются, образуя дикаритическую стадию.

После прорастания внутри завязи грибной мицелий проникает в развивающийся зародыш в семени. Гриб остается живым в семени до следующего вегетационного периода, когда его высаживают вместе с семенем. По мере роста развивающегося растения гриб растет вместе с ним. Когда приходит время формироваться цветам, на месте цветов образуются телиоспоры, которые развиваются там, где должно быть зерно.

Растения, зараженные Ustilago spp., на самом деле вырастают выше и цветут раньше здоровых растений. Это дает зараженным растениям преимущество, поскольку цветки незараженных растений физически и морфологически более восприимчивы к инфекции. Телиоспоры в головневых колосках распространяются на раскрытые цветки здоровых растений, и цикл продолжается.

Пыльная головня уникальна тем, что ей необходимо заразить семена в предыдущем вегетационном сезоне, чтобы стать патогеном растения в текущем вегетационном сезоне. Это означает, что независимо от условий окружающей среды, если зараженные семена посажены, пока условия роста благоприятны для растения, они будут благоприятны для грибка. Однако, если на растение воздействуют такие стрессовые факторы окружающей среды, как засуха или сильная жара, растение будет более восприимчивым к травмам из-за дополнительного стресса от грибковой инфекции. Если растение не доживет до репродуктивной стадии, грибок также не сможет размножаться.

Окружающая среда становится фактором, как только телиоспоры произведены и готовы к распространению. Чтобы попасть на раскрытые цветки здоровых растений, телиоспоры должны быть перемещены ветром или дождем или, возможно, насекомыми. Если сухие, спокойные условия сохраняются в течение всего времени, пока цветки открыты, уровень заражения будет низким. Ветер и умеренный дождь, а также прохладные температуры (16–22 °C или 61–72 °F) являются идеальными для распространения спор. Условия в Восточной Европе, Западной Сибири и регионах Северного Кавказа являются одними из наиболее благоприятных для пыльной головни.

Наиболее широко используемый метод борьбы с пыльной головней — это использование обработанных семян. Семена обычно обрабатываются системным фунгицидом, чтобы убить любой грибок, который может быть внутри. Поскольку грибок растет вместе с растением, очень важно, чтобы фунгицид, используемый для обработки семян, был системным, а не только внешним. Наиболее распространенный тип системных фунгицидов, используемых для борьбы с пыльной головней, относится к группе химических веществ карбоксинов . Хотя карбоксины очень токсичны для рыб и умеренно токсичны для других животных, они быстро разлагаются в окружающей среде, и поскольку там фунгицид наносится на семена, а не распыляется, то окружающей среде не наносится большого ущерба.

Сорта ячменя с устойчивостью к пыльной головне также имеются в продаже. Хотя технологии изучаются и используются для ускорения процесса разработки устойчивых сортов, эти традиционные методы селекции все еще очень медленные, и трудно вывести сорта с устойчивостью, которые также обладают другими желательными признаками, такими как урожайность и качество зерна. Другим вариантом является термическая обработка семян для уничтожения грибка перед посадкой, но это деликатный процесс, поскольку слишком много тепла убьет зародыш растения, а недостаточное количество не позволит грибку выжить. Также были проведены исследования по использованию радиочастотного нагрева для обработки семян.

Если не контролировать, пыльная головня может уничтожить весь урожай, так как она заменяет зерно. В районах, где люди зависят от своих зерновых культур для выживания и не имеют денег или технологических ресурсов, чтобы контролировать ее, болезнь может быть разрушительной. Она не только уничтожает урожай, фермеры даже не могут попытаться снова в следующем году, так как любые семена, которые они смогли собрать, будут заражены и не дадут семян в следующем сезоне.

Пыльная головня в последнее время стала более серьезной проблемой в регионе Ладакх в Гималайских горах Индии. Этот район особенно пострадал от глобального изменения климата и столкнулся с множеством новых вредителей и болезней сельскохозяйственных культур из-за этого. Ячмень является важной основной культурой в этом регионе, и хотя пыльная головня не является самым распространенным заболеванием ячменя в регионе, она может перерасти в более серьезную проблему в ближайшие годы.

В таких местах, как США, где имеются достаточные ресурсы и технологии, такие как обработка семян фунгицидами, пыльная головня не является особенно серьезным заболеванием.

Разновидности Ustilago nuda :

• Устилаго нуда вар. foliicola [Троттер]
• Ustilago nuda var. hordei
• Устилаго нуда вар. nuda (CN Jensen) Ростр.
• Ustilago nuda var. tritici

• Thomas, PL (1984). "Штамм альбиноса Ustilago nuda из Канады" (PDF) . Canadian Journal of Plant Pathology . 6 (2): 98– 100. Bibcode :1984CaJPP...6...98T. doi :10.1080/07060668409501567. Архивировано из оригинала (PDF) 29-09-2007 . Получено 03-03-2007 .

• Thomas, PL (1984). "Рекомбинация генов вирулентности после гибридизации между изолятами Ustilago nuda, заражающими ячмень в естественных условиях" (PDF) . Canadian Journal of Plant Pathology . 6 (2): 101– 104. Bibcode :1984CaJPP...6..101T. doi :10.1080/07060668409501568. Архивировано из оригинала (PDF) 29-09-2007 . Получено 03-03-2007 .

• Martin, RA; LV Edgington (1980). "Влияние температуры на эффективность триадименола и фенапанила для контроля пыльной головни ячменя" (PDF) . Canadian Journal of Plant Pathology . 2 (4): 201– 204. Bibcode :1980CaJPP...2..201M. doi :10.1080/07060668009501409. Архивировано из оригинала (PDF) 27-09-2007 . Получено 03-03-2007 .