지브렐라 제아에

Gibberella zeae
지브렐라 제아에
F.graminearum.JPG
과학적 분류 edit
킹덤: 곰팡이
구분: 아스코미코타
클래스: 소르다리균류
순서: 하이포크레아목
패밀리: 꿀풀과
속: 지브렐라
종:
G. 제애
이항식 이름
지브렐라 제아에
(슈웨인)페치, (1936년)
동의어

보트리인산균류
소비네티
도티데아 제아에
후사륨그라미나룸
후사륨로썸
기베라사비네티
지브렐라로썸
기브렐라사비네티
사비네티
스파우리아 제아에

기브렐라 제애(Gibberella Zaee)는 진균 식물 병원체로, 후사륨 두부염(FHB)을 유발하며 밀과 보리에 치명적인 질병이다.[1]이 병원체는 매년 전세계적으로 수십억 달러의 경제적 손실을 책임지고 있다.[2]감염은 밀의 아미노산 조성에 변화를 일으켜 [3]알맹이가 오그라들고 미코톡신(dooxynivalenol, 주로 단백질 생합성을 억제하는 데옥시니발레놀)과 에스트로겐 미코톡신인 제아알레논으로 남아 있는 곡물을 오염시킨다.이들 독소는 가축에 구토, 간 손상, 생식 결함 등을 일으키며 오염된 식품을 통해 사람에게 유해하다.F. 그라민아에 대한 저항 유전자를 찾기 위한 많은 노력에도 불구하고, 현재 완전한 저항성 유전자는 없다.F. 그라민아름의 생물학 연구는 감염 과정에 대한 더 자세한 통찰력을 얻고 이 병원체의 수명 주기에서 약한 지점을 밝혀내 딱지 감염으로부터 밀을 보호할 수 있는 살균제를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.

라이프 사이클

F. 그라민아룸은 하플로이드 호모탈릭 아스코미테이다.열매를 맺는 몸체인 페리테시아는 균사체에서 발달하여 숙주식물의 취약한 부분에 착륙하여 발아하게 된다.이 곰팡이는 밀, 보리, 그리고 다른 풀 종에서 퓨사륨 머리 손상을 일으키고 옥수수에서 귀를 썩게 한다.1차 접종은 페리테키아에서 생산되는 아스코스포자, 성포자 등이다.[4]포자는 강제로 방출되고 식물 표면에 착륙한 후 6시간 이내에 발아할 수 있다.딱지병은 단세포적이다; 한 주기의 아스코스포스에 감염되면, 이 균은 무성 생식을 통해 매크로코니디아를 생산한다.[5]이러한 구조물들은 토양이나 들판의 식물 파편에서 겨울을 지나 다음 계절에 균사체를 발생시킨다.

호스트 및 증상

병균은 밀(트리트리쿰), 보리(호르드움), 쌀(오리자), 귀리(아바나), 메이지(제아)에 기브벨라 줄기와 귀 썩는 병 등 다양한 질병을 일으킬 수 있다.게다가, 이 곰팡이는 어떠한 질병 증상도 일으키지 않고 다른 식물 종들을 감염시킬 수 있다.[6]

메이즈

기브렐라 줄기가 썩으면 일찍 감염된 식물의 잎은 칙칙한 회색빛이 도는 녹색으로 변하고, 아랫부분의 내관은 부드러워져 황갈색으로 변하게 된다.병든 조직의 줄기 안에서 분홍색 붉은 색의 변색이 일어난다.피스를 파쇄하면 줄기에 작고 동그랗고 검은 페리테시아가 나타날 수 있다.[7]지브벨렐라(빨간색) 귀 썩음에는 종종 귀 끝에 있는 불그스름한 곰팡이가 생길 수 있다.감염은 옥수수 비단을 식민지화하여 발생하며, 귀의 정점에서 먼저 증상이 나타난다.흰 균사체는 시간이 지남에 따라 분홍색에서 붉은색으로 변하여 결국 귀 전체를 덮는다.일찍 감염되는 귀는 껍질과 귀 사이에 곰팡이가 자라기 때문에 귀끝 근처에 붉은 곰팡이가 완전히 생기지 않는다.[6]

쌀

지브렐라 제아이는 영향을 받은 씨앗을 붉게 물들일 수 있고 씨앗의 특정 부위나 전체 종자 표면에서 갈색 변색을 일으킬 수 있다.껍질의 표면은 흰 반점이 생겨 나중에 노란 반점이 되고 연어나 카르미네가 된다.감염된 곡물은 가볍고 움츠러들고 부서지기 쉽다.줄기 노드는 썩기 시작하고 시들어지기 시작하며, 결국 곰팡이 병원체에 감염되면 검게 변하고 분해된다.[7]

밀

갈색, 짙은 보라색-검정색 괴사성 병변은 뾰족한 끝의 바깥 표면에 형성될 것이며, 밀 이삭은 무엇으로 분해될 것이다.병변을괄약근이라고할 수 있지만, 이를 혼동해서는 안 되며 숙주와 병원균이 다른 질병과 같은 다른 딱지 질환과 연관되어서는 안 된다.머리 상처는 스파이크가 성숙하기 전에 보인다.[7]스파이크렛은 흰 빨대 색을 내는 엽록소가 사라지기 전에 물에 젖은 것처럼 보이기 시작한다.염기 바로 밑에 있는 페달은 갈색 보라색으로 변색될 수 있다.염기의 조직은 일반적으로 탈색된 황갈색으로 변하며, 그 안에 있는 곡식은 위축된다.[6]그 새들은 변형되고, 꼬이고, 아래로 구부러질 것이다.

보리

보리 감염이 밭에서 항상 보이는 것은 아니다.밀과 비슷하게, 감염된 스파이크릿은 갈색으로 변하거나 물에 젖은 모습을 보여준다.감염된 알맹이는 황갈색에서 짙은 갈색으로 변색된다.오랜 습기 동안, 분홍색에서 연어 오렌지색 포자 덩어리는 감염된 스파이클릿과 알맹이에서 볼 수 있다.[6]감염된 씨앗의 피질 병변은 시원하고 촉촉한 토양에서 적갈색이 된다.따뜻한 흙은 출현 후에 머리 손상을 일으킬 수 있고, 왕관과 기저부의 최고점 부패는 후기 식물 개발에서 관찰될 수 있다.[7]

감염과정

G. 제이에 의한 밀 딱지(인공접종)

F. 그라민아룸은 알맹이 개발의 부드러운 반죽 단계를 통해 양성의 밀 스파이크를 감염시킨다.곰팡이는 주로 꽃을 통해 식물로 유입되지만 감염 과정이 복잡해 숙주의 완전한 식민지화는 설명되지 않고 있다.세균관은 꽃을 보호하는 보조정리기와 팔레아의 단단하고 왁스 같은 표면을 뚫지 못하는 것 같다.이 균은 기공 등의 자연적인 개구부를 통해 식물로 들어가 식물을 감염시키기 위해서는 꽃, 개미, 배아 등의 연조직이 필요하다.[8]감염된 플레어로부터 균은 라치스를 통해 자랄 수 있으며 유리한 조건에서 단기간에 심각한 피해를 입힐 수 있다.발육하는 알맹이의 표면과 안테르의 포자가 발아되면, 히패는 에피카프를 뚫고 들어가 씨 코트를 통해 퍼진다.종자 외투와 종자 내복의 서로 다른 층이 차례로 식민지화되어 죽는다.[9]

관리

이 질병의 통제는 살균제 도포, 저항성 번식, 적절한 저장, 농작물 순환, 농작물 잔류 경작, 종자 처리 등의 전략을 조합하여 달성할 수 있다.FHB(Fusarium Head Blight)에 대한 살균제 도포를 올바르게 사용하면 5060%까지 질병을 줄일 수 있다.[10]후사륨(Fusarium)은 작물에 미치는 심오한 효과로 인해 경제적으로 중요한 토양 곰팡이의 큰 속을 말한다.보리의 경우 이른 표제일, 밀의 경우 이른 시기에 진균제를 발라야 하며, 조기 도포하면 귀의 감염을 제한할 수 있다.보리와 밀은 발달 특성의 차이 때문에 살균제 적용에 차이가 있다.[11]일부 바이오펑기화물은 FHB를 제어한다.[12][13]Scaglioni 등, 2019년 Spirulina spp에서 페놀을 추출하여 25%(중량 당)의 성장 저하를 입증한다.[12][13]이 병은 일반적으로 계절이 늦거나 보관 중에 발병하기 때문에 살균제 사용은 초기에만 효과가 있다.옥수수용 귀보어 등 병해충에 대한 관리도 곤충사료로 인한 상처로 인한 귀의 감염을 줄일 수 있을 것이다.[14]

FHB에 내성이 있는 다양한 호스트를 배양하는 것은 질병 관리를 위한 가장 증거 기반적이고 비용 효율적인 방법 중 하나이다.귀를 덮는 루프 엄니를 가진 품종을 사용하면 FHB에 덜 취약하다.일단 작물을 수확한 후에는 15% 미만인 저습기에 저장하는 것이 필수적이며, 이는 저장소에 있는 지브렐라 제애와 후사리움 종의 생김새가 줄어들기 때문이다.[14]

다른 작은 곡물이나 옥수수에 이어 작은 곡물 작물의 심기를 피하고 농작물 잔류물의 경작지를 통해 환경적으로 유리한 해에 FHB가 발생할 가능성을 최소화한다.콩이나 다른 비호스트 작물과 함께 작은 곡물을 회전시키는 것은 FHB와 미코톡신 오염을 줄이는 것으로 증명되었다.[10]잔류물의 경작지와 함께 농작물을 회전시키면 농작물이 토양 표면에 감염되는 것을 막을 수 있다.잔류물은 후사륨 종들이 FHB를 유발할 수 있는 과충성 매개체를 제공할 수 있다.그 결과 잇따른 소규모 곡물 작물에서 감염 가능성이 크게 향상된다.[10]경작지가 최소화되거나 전혀 발생하지 않으면 잔류물이 퍼져 곰팡이가 줄기에 월동하고 썩은 옥수수 이삭에 포자를 만들어낸다.

균과 함께 식민지화하는 씨앗(커널)은 발아 상태가 좋지 않아 저항이 적다.인증된 종자를 심거나 치료한 씨앗을 심으면 곰팡이와 함께 식민지화된 종자에 의해 발생하는 종묘병 발생량을 줄일 수 있다.FHB 감염 밭에서 수확한 종자를 재생할 필요가 있다면 종자를 치료해 감염이 재발하지 않도록 해야 한다.[10]

중요도

종자 품질 저하와 함께 미코톡신을 사용한 종자의 수확량 감소와 오염이 이 질병의 영향에 주요한 기여를 하고 있다.FHB 전염 후 곡물에서 강력한 생합성 억제제인 트리코테신 디옥시니발레놀(DON)과 에스트로겐성 미코톡신인 제아알레논 등 두 가지 미코톡신이 발견된다.[15]DON은 구토독소의 일종으로, 이름에서 알 수 있듯이, 항균제다.구토독소에 오염된 농작물을 소비하는 가축들은 병에 걸려 더 이상 먹기를 거부한다.Zearalenone은 포유류의 에스트로겐을 모방한 식물성 에스트로겐이다.제랄레논은 임신한 여성의 낙태와 남성의 여성화를 유발하기 때문에 먹이 사슬에 들어가면 재앙이 될 수 있다.[16]

1982년, 주요 전염병은 노스다코타, 사우스다코타, 미네소타 북부의 대평원에서 자라는 봄철 밀과 보리의 400만 헥타르(990만 에이커)에 영향을 미쳤다.수확 손실은 650만t(590만t)을 넘어 약 8억2600만달러를 기록했으며, 총 손실액은 10억달러에 육박했다.[7]이 전염병이 발생한 후 몇 년 동안 매년 2억에서 4억 달러 사이의 손실이 발생했다고 보고되었다.FHB로 인한 보리의 손실은 부분적으로 DONNO의 존재로 인해 크다. 1996년 미네소타의 보리 가격은 미코톡신이 존재할 경우 부셸당 3.00달러에서 2.75달러로 하락했고, DONN의 백만 달러당 각 부품당 0.05달러가 더 떨어졌다.[7]

참고 항목

참조

  1. ^ Bai G, Shaner G(2004):밀과 보리의 관리와 저항으로 후사륨의 머리가 손상되었다.식물체질학 연차검토 42: 135-161 [1]
  2. ^ De Wolf ED, Madden LV, Lips PE(2003):계절 내 기상 데이터를 기반으로 한 밀 후사륨 헤드 블라이트 전염병에 대한 위험 평가 모델.식물체학 93: 428-435.[2]
  3. ^ Beyer M, Aumann J(2008):겨울 밀 곡물의 아미노산 조성에 대한 후사륨 감염의 영향식품 화학 111: 750-754.[3]
  4. ^ Beyer M, Verreet J-A(2005):지브벨렐라 제아이의 발아 후 포자의 나이와 환경적 요인에 의해 영향을 받는다.유럽 식물병리학 저널 111: 381-389.[4]
  5. ^ Beyer M, Röding S, Ludewig A, Verreet J-A(2004):환경적 요인의 영향을 받는 후사륨 그라미나룸 매크로코니디아의 발아 및 생존.식물학 저널 152: 92-97.[5]
  6. ^ a b c d Rubella, Goswami; Kistler, Corby (2004). "Heading for disaster: Fusarium graminearum on cereal crop" (PDF). Molecular Plant Pathology. 5 (6): 515–525. doi:10.1111/J.1364-3703.2004.00252.X. PMID 20565626.
  7. ^ a b c d e f "headblight of maize (Gibberella zeae)". www.plantwise.org. Retrieved 2017-10-25.
  8. ^ Bushnell WR, Leonard KJ(2003):후사륨 머리에서 밀과 보리의 불꽃이 튀었다.미네소타 세인트폴 APS 프레스
  9. ^ 얀센 C, 본 웨트슈타인 D, 셰퍼 W, 코겔 K-H, 펠크 A, 마이어 FJ(2005):야생형과 트리코디엔 신타아제 유전자를 접종한 보리와 밀 스파이크의 감염 패턴이 후사륨 그라미나룸을 교란시켰다.국립과학원 102: 16892-16897 [6]
  10. ^ a b c d "Managing Fusarium Head Blight in Virginia Small Grains". Retrieved 2017-10-25.
  11. ^ Alqudah, Ahmad M.; Schnurbusch, Thorsten (2017-05-30). "Heading Date Is Not Flowering Time in Spring Barley". Frontiers in Plant Science. 8: 896. doi:10.3389/fpls.2017.00896. ISSN 1664-462X. PMC 5447769. PMID 28611811.
  12. ^ a b Nogueira, Wesclen Vilar; de Oliveira, Francine Kerstner; Garcia, Sabrina de Oliveira; Sibaja, Karen Vanessa Marimón; Tesser, Marcelo Borges; Garda Buffon, Jaqueline (2020-01-02). "Sources, quantification techniques, associated hazards, and control measures of mycotoxin contamination of aquafeed". Critical Reviews in Microbiology. Taylor & Francis. 46 (1): 26–37. doi:10.1080/1040841x.2020.1716681. ISSN 1040-841X.
  13. ^ a b Munaro, Deise; Nunes, Aline; Schmitz, Caroline; Bauer, Cláudia; Coelho, Daniela Sousa; Oliveira, Eva Regina; Yunes, Rosendo Augusto; Moura, Sidnei; Maraschin, Marcelo (2021). "Metabolites produced by macro- and microalgae as plant biostimulants". Studies in Natural Products Chemistry. Vol. 71. Elsevier. pp. 87–120. doi:10.1016/b978-0-323-91095-8.00011-8. ISSN 1572-5995.
  14. ^ a b "Fusarium and gibberella ear rot (extended information)". maizedoctor.org. Archived from the original on 2018-03-06. Retrieved 2017-10-25.
  15. ^ Guenther, John C.; Trail, Frances (2005). "The Development and Differentiation of Gibberella zeae (Anamorph: Fusarium graminearum) during Colonization of Wheat". Mycologia. 97 (1): 229–237. doi:10.1080/15572536.2006.11832856. JSTOR 3762213. PMID 16389974. S2CID 19273705.
  16. ^ Volk, Tom. "Gibberella zeae or Fusarium graminearum, head blight of wheat". botit.botany.wisc.edu. Retrieved 2017-10-25.

외부 링크