Loading article…
| 南部トウモロコシ葉枯れ病 | |
|---|---|
 トウモロコシの南部トウモロコシ葉枯れ病 | |
| 原因物質 | コクリオボルス・ヘテロストロフス |
トウモロコシ南部葉枯れ病（SCLB）は、植物病原体 Bipolaris maydis（ テレオモルフ状態ではCochliobolus heterostrophusとしても知られる） によって引き起こされるトウモロコシの真菌性疾患です。
この菌は子嚢菌類で、感染には分生子または子嚢胞子を使用することができる。[1] B. maydisには、O種、C種、T種の3つの系統があり、SCLBの症状は感染性病原体の系統によって異なる。T種は、テキサス雄性不稔細胞質（cms-Tトウモロコシ）を持つトウモロコシに感染し、この脆弱性が1969～1970年の米国SCLB流行の原因であった[2] 。このため、T種は特に注目されている。SCLBは温暖で湿潤な気候で繁殖するが、この病気は世界中のトウモロコシ栽培地域の多くで見られる。[3] 一般的な管理方法には、宿主耐性のための育種、文化的制御、殺菌剤の使用などがある。
ホスト
南部トウモロコシ葉枯れ病の主な宿主は、米国ではコーンとして知られる トウモロコシ（Zea mays）です。
正常な細胞質（N）を持つ様々な種類のトウモロコシは、レースOに弱い。これらは、Bipolaris maydisの T毒素（レースTによって生成される）に対する細胞質耐性を持っている。テキサス雄性不稔細胞質を持つ植物にのみ見られる遺伝子が欠如していることが、この耐性の理由である。[1] T-cms細胞質を持つトウモロコシ植物は、ミトコンドリア内膜のタンパク質成分をコードする遺伝子T-urf 13を母性的に受け継いでいる。T毒素はミトコンドリアのこの部分に作用する。[4]同様に、レースCは細胞質雄性不稔Cを持つ宿主にのみ病原性がある。[3]
Bipolaris maydisはソルガムやテオシントにも感染する。[3]
表1. レース概要
症状
症状はどの品種が存在するかによって異なります。[5] SCLBの特徴的な症状は葉の病変の存在です。[3]
レース O の病変は黄褐色で、縁は淡黄褐色から茶色です。最初は小さなダイヤモンド形の病変で始まり、葉脈内で長くなり、大きく長方形になります。レース O の病変はトウモロコシの葉の中に残ります。[3] [6] 病変の大きさは幅 2～6 ミリメートル、長さ 3～22 ミリメートルです。[5]
レースTによる病変は黄緑色またはクロロティックなハローを伴う黄褐色です。後に病変は赤から暗褐色の縁取りになり、茎、鞘、穂を含む植物の地上部全体に広がります。病変の形状は楕円形または紡錘形で、レースOによる病変よりも大きく、幅6～12ミリメートル、長さ6～27ミリメートルになります。[3] [6]レースT感染により苗木は萎れ、3～4週間以内に枯死します。[3]
レースCによって引き起こされる病変は壊死性で、長さ約5ミリメートルであることが確認されています。また、萎凋病を引き起こす傾向があります。[7]
結論として、B. maydis は葉、鞘、穂の殻、穂、穂軸、茎、および茎に感染する可能性があります。茎の感染が早期に起こると、穂が早期に枯れ、穂が落ちる可能性があります。SCLB に感染した穀粒はフェルト状の黒いカビで覆われ、穂軸腐れを引き起こす可能性があります。[1]穂腐れは、T-cms トウモロコシの Race T でより広範囲に発生します。[8]感染した苗は、植え付け日から数週間以内に萎凋して枯れる可能性があります。[1]
症状は植物の反応であり、他の植物病原体でも同様の症状が見られるため、Bipolaris maydis感染は顕微鏡で確認できます。SCLB の兆候 (実際の病原体の存在) は分生子です。分生子は顕微鏡で確認でき、通常は茶色で先細りで、縁は丸みを帯びています。[ 3] 北部トウモロコシ葉枯れ病は、南部トウモロコシ葉枯れ病が存在するときに発生することが多く、病変によって両者を区別できます。SCLB 病変は、NCLB と比較して、より平行で、より明るく、より小さいです[9]
病気のサイクル
Cocholiobolus heterostrophusの病気サイクルでは、無性分生子または有性子嚢胞子のいずれかが放出され、トウモロコシに感染します。無性サイクルは自然界で発生することが知られており、最も懸念されています。適度な湿度と温度条件下では、感染したトウモロコシの病変から分生子 (主な接種物) が放出され、風や雨水によって近くの植物に運ばれます。分生子が健康な植物の葉または鞘に着地すると、 Bipolaris maydis は極性生殖管によって組織上で発芽します。生殖管は葉を貫通するか、気孔などの自然の開口部から進入します。 実質的な葉組織が菌の菌糸に侵入し、その後、葉組織の細胞が茶色に変色し、崩壊し始めます。これらの病変は分生柄を生じ、好条件が整えば、元の宿主植物（穀粒、殻、茎、葉）にさらに感染するか、分生子を放出して近くの他の植物に感染します。[1]「好条件」という用語は、葉の表面に水があり、環境温度が華氏60度から80度の間であることを意味します。これらの条件下では、胞子は発芽し、6時間以内に植物に浸透します。[10]菌はトウモロコシの残骸の中で菌糸と胞子として越冬し、再びこれらの好条件が整うのを待ちます。[1]新しい接種物の生成時間はわずか51時間です。[11]
前述のように、Bipolaris maydisにも子嚢胞子を持つ有性生殖段階がありますが、これは実験室培養でのみ観察されています。子嚢胞子（子嚢内）は、自然界では珍しい子嚢殻の一種である子嚢果 Cochiobolusに含まれています。したがって、SCLB の主な感染経路は、分生子感染による無性生殖です。[3]
環境
トウモロコシ南部葉枯れ病は、トウモロコシが栽培されているほぼすべての地域で世界中で発生しています。降雨量、相対湿度、および地域の気温は、病気の蔓延と生存に大きく影響します。[12]これは、SCLB が温暖で湿潤な気候を好むためです。気温が高く (華氏 68 ～ 90 度)、湿度の高い環境は、特に SCLB の発生を招きます。[10]対照的に、乾燥条件で日照時間が長く生育期が長い場合は、非常に不利です。[13] レース O は、3 つのタイプの中で最も広く分布しています。レース T は、テキサスの雄性不稔遺伝子が植えられている地域で発生し、レース C は中国でのみ発見されています。[3]
管理
南部トウモロコシ葉枯れ病の管理における最良の方法は、宿主耐性を育種することです。単一遺伝子と多遺伝子耐性の両方の源が発見されています。正常な細胞質トウモロコシはレースTとレースCの両方に耐性があるため、レースOがより広く存在しています。[5] 一部の耐性ハイブリッドでは斑点が見られる場合がありますが、これは耐性に対する反応にすぎず、経済的意義の損失を引き起こすことはありません。[10]
その他の防除法では、すべての菌株の蔓延を防ぐことができます。たとえば、B. maydis は葉や鞘の残骸の中で越冬するため、生育期の合間に作物の残骸を管理することが重要です。 [5] [14] 耕起は、残っている残骸の分解を促進するのに役立ちます。耕起によって残骸を埋めると、土壌表面に残骸が残る可能性のある最小限の耕起とは対照的に、SCLB の発生が減少することが観察されています。[12]トウモロコシ南部葉枯れ病を抑制するために使用される別の耕作による防除は、非宿主作物との 輪作です。
さらに、葉面殺菌剤を使用することもできます。葉面病害の防除は穂が出る14日前から穂が出る21日後までが重要で、この時期は葉枯れ病の被害が最も起こりやすい時期です。[10] SCLBに感染した植物には、病変が現れたらすぐに殺菌剤を散布する必要があります。環境条件によっては、生育期に再散布が必要になる場合があります。[3]
重要性
米国におけるB. maydisの増殖に最適な農法と環境条件が原因で、1970 年に大流行が起こりました。1960 年代初頭、トウモロコシ種子会社は、コストと時間を節約するために、手作業による雄穂除去の必要性をなくすために、雄不稔細胞質を使い始めました。 [15] この種子は最終的にハイブリッド作物に育種され、新たに発生したレース T に弱いテキサス雄不稔細胞質 (Tcms) トウモロコシの蔓延率が推定 90% に達しました。1968 年に米国で初めて発生したこの病気は、1970 年に大流行し、その年のトウモロコシ地帯の作物生産量の約 15% を破壊しました。[1] 1970 年にこの病気は米国南部で発生し、8 月中旬までにミネソタ州とメイン州に北上しました。イリノイ州だけでも、SCLB により 2 億 5000 万ブッシェルのトウモロコシが被害を受けたと推定されています。 [10] 当時、失われたトウモロコシの金銭的価値は 10 億米ドルと推定されました。[1]これは 2015 年の基準では 60 億米ドル以上になります。1971 年には、SCLB による損失は基本的になくなりました。これは、正常な細胞質トウモロコシが再び使用され、適した天候ではなかったこと、残留物が埋められたこと、植え付けが早かったことによるものです。[10] SCLB の流行は、単一栽培作物の遺伝的均一性の問題を浮き彫りにしました。これにより、新しい病原菌の出現や宿主の脆弱性の可能性が高まります。[1]
現在では多くの管理方法とより良い教育実践がありますが、熱帯気候では依然としてこの病気が問題となり、最大70%の壊滅的な収穫量損失を引き起こします。[3]
参考文献
- ^ abcdefghi Agrios, George Nicholas. 「菌類が原因の植物病害」植物病理学。第 5 版。アムステルダム等: Elsevier Academic、2005 年。137、268、467-68。印刷。
- ^ 1 Ullstrup, AJ, Annual Review of Phytopathology 10 (1), 37 (1972).
- ^ abcdefghijkl [1]、国際トウモロコシ・小麦改良センタートウモロコシドクター、メイズ葉枯れ病（拡張情報）。ウェブ。2012年11月6日。
- ^ Garraway ら、「トウモロコシの葉の cms-T 細胞質における Bipolaris maydis Race T 毒素に対する感受性低下における光とリンゴ酸の役割」、Phytopathology 88.6 (1998) : 556-652。Web。2012 年 11 月 6 日。
- ^ abcd ネブラスカ大学植物病理学部、トウモロコシ南部葉枯れ病、Wayback Machineに 2010-07-23 アーカイブ。
- ^ ab 総合病害虫管理センター、NCSU、ダンカン他「ノースカロライナ州におけるトウモロコシの主な病気」
- ^ [2] Wei, Jian Kun et al. 「中国におけるBipolaris maydis種Cの病理学的および生理学的同定」Phytopathology 78 (1988): 550-54. APSnet. Web. 2012年12月4日。
- ^ Calvert, Oscar H.、および Marcus S. Zuber。「トウモロコシにおける Helminthosporium Maydis Race T の穂腐れの可能性」。Phytopathology 63.6 (1973): 769-72。APSnet。Web。2012 年 10 月 25 日。
- ^ [3] フロリダ州のトウモロコシ（スイート）の作物プロファイル
- ^ abcdef [4] イリノイ大学エクステンション、トウモロコシの一般的な葉枯れ病と斑点病。
- ^ [5] ミズーリ大学「過去と現在の疫病から学ぶ」
- ^ ab Sumner, Donald R.、RH Littrell。「耕起、植え付け日、接種菌の生存、混合個体群が南部トウモロコシ葉枯れ病の疫学に与える影響」Phytopathology 64 (1973): 168-73。APSnet。Web。2012年10月25日。
- ^ Schenck, NC、TJ Stelter。「温度、湿度、殺菌剤の適用に関連する南部トウモロコシ葉枯れ病の発症」Phytopathology 64.5 (1974): 619-24。印刷。
- ^ [6] パデュー大学植物学・植物病理学拡張学部、トウモロコシの作物病害。
- ^ ルース、ダグラス。植物病理学300。ウィスコンシン大学。マディソン、2012年11月7日。