Головня паразит: Грибы-паразиты — урок. Биология, 5 класс.
Федеральный центр охраны здоровья животных (ФГБУ ВНИИЗЖ) г.Москва
Зерновые культуры поражаются многими болезнями, вызываемыми преимущественно паразитными грибами. К числу наиболее вредоносных болезней относится головня.
Головневые грибы — интересная во многих отношениях группа базидиомицетов. Известно около 1000 видов головневых грибов, объединенных в 40 родов. Головневые грибы поражают большинство органов своих растений-хозяев, в том числе вегетативные и цветочные почки, листья и стебли, лепестки венчика и чашелистики, тычинки и пестики, плоды и семена. Реже они поражают корни. Пораженные части растений выглядят как обугленные или покрытые сажей. Поэтому заболевания, вызываемые головневыми грибами, носят название «головня».
Головня распространена от Арктики до тропиков, почти повсюду, где произрастают высшие растения, не исключая пустыни и горы.
Заболевания, вызываемые головней, долгое время были загадкой для исследователей. Их появление объясняли либо нарушением обмена веществ у растений, либо заражением их инфузориями, насекомыми и другими животными организмами.
Головневые грибы — узкоспециализированные паразиты, которые поражая хлебные злаки, приспосабливаются к ним, причем определенные виды головневых грибов поражают конкретные виды растений.
Возбудители головни поражают все хлебные злаки. Заражение растений происходит в молодом возрасте, чаще в эмбриональный период. Разрушению подвергаются отдельные завязи или целые соцветия, стебли, листья. На пораженных органах образуется черная пылящая масса. В зависимости от разрушения тех или иных органов, а также от признаков проявления заболевания различают на хлебных злаках несколько типов головни: пыльную, твердую, пузырчатую, стеблевую, карликовую. По характеру проявления болезни на колосе различают два типа — твердую и пыльную головню. При твердой головне разрушается только зерно, оболочка зерна сохраняется. Головневые споры находятся как бы в мешке, отсюда и название — головневые мешочки.
При пыльной головне разрушаются почти все части колоса, споры легко разносятся ветром. Головня на зерновых культурах — одно из наиболее вредоносных заболеваний. При головне чаще всего поражается та часть растения, ради которой эта культура возделывается, — колос, початок или метелка. Зерно полностью превращается в черную споровую массу или при поражении других органов часто не развивается. В связи с этим урожай больных растений уничтожается нацело.
Кроме явных потерь урожая, головня вызывает потери, не поддающиеся учету при внешнем осмотре посевов. Это так называемые скрытые потери. Они выражаются в том, что возбудитель, находящийся в растении с момента прорастания зерна до созревания семян, действует на растение угнетающе: снижается всхожесть семян, зараженные проростки сильнее поражаются почвенными грибами, растения отстают в росте, многие из них не выколашиваются, нарушается нормальное течение биохимических процессов, снижается налив зерна.
По вопросам определения показателя безопасности — содержание головневых (мараных, синегузочных) зерен в соответствии с нормативной документацией, а также по любым другим интересующим вопросам, обращайтесь в отделы по работе с заказчиком и обращению с объектами исследований ФГБУ ЦНМВЛ по данным адресам в зависимости от Вашего территориального местоположения.
г. Рязань, ул.Костычева, д.17 . e-mail: [email protected]
Тел.: +7 (4912)40-49-06, 37-77-06
г. Тула, ул. Некрасова, д.1а. e-mail: [email protected]
Тел.: +7(4872)30-45-72, 30-45-73
г. Липецк, ул.Опытная, д.1. e-mail: [email protected]
Тел.: +7 (4742)79-73-65, 79-74-85
Читать также:
подробнее подробнее подробнееописание порядка, что такое головня, вред наносимый зерновым культурам
Не все грибы действительно полезны. Существуют так называемые грибы-паразиты. Они паразитируют на растениях и наносят немалый урон сельскому хозяйству. Некоторые из них настолько опасны, что с ними борются специализированные государственные учреждения и даже организации, которые ведут свою деятельность по всему миру. К таким паразитам относятся и головневые грибы, которые поражают все злаковые культуры и дикорастущие растения.
Вездесущая болезнь
Биологи относят головневые грибы к группе базидиомицетов. Сейчас их насчитывается почти тысяча видов. Они объединены в сорок родов. Эти вредоносные организмы паразитируют на почках, стеблях, листьях, чашелистиках, пестиках и тычинках, на семенах и плодах растений. Иногда они повреждают корни. Болезнь, которую вызывают грибы, называют головней. Дело в том, что растения, на которых они паразитируют, выглядят так, будто их посыпали сажей или подожгли. Таков порядок течения этого заболевания.
Головневые грибы вездесущи. Их можно найти и в холодной Арктике, и в жарких тропиках, и в безводных пустынях, и на скалистых горах. Ученые еще в прошлом веке долго ломали голову, как же возникает головня и каков ее порядок распространения. Некоторые из них предполагали, что это следствие нарушения обмена веществ у злаков и кустарников. Другие высказывали мнение, что болезнь вызвана насекомыми, инфузориями или паразитирующими организмами животного происхождения.
Только к пятидесятым годам девятнадцатого века, когда микробиология сделала рывок в своем развитии, ученые доказали: причина заболевания — грибы-паразиты.
Головня поражает и разрушает ткани растений. При этом биохимический порядок головневые споры нарушают. Образуется сажистая масса, которая состоит из так называемых хламидоспор. Головневые грибы считаются паразитами узкой специализации. Например, когда они возникают на пшеничных или ржаных злаках, то приспосабливаются к ним. Каждый тип растения поражается определенным видом этих организмов. Уничтожить эти грибы почти невозможно. Они обладают специальными головневыми спорами, которые помогают выживать даже в суровых природных условиях.
Как возникает «головня»?
По строению эти паразитирующие организмы ничем не отличаются от обычных грибов. Они имеют грибницу, так называемый мицелий, которая хорошо развита. Мицелий проникает в ткани растений по межклеточному пространству, иногда задевает и пронизывает клетки, имеет большую ветвистость.
От веток, именуемых в биологии гифами, после образования толстых оболочек отделяются клетки. Их называют головневыми спорами, которые и создают пыльную массу, похожую на сажу (головню).
Когда мицелий проникает в растение, то начинает распространяться в нем быстро и диффузно. Он способен поражать не весь растительный организм, а только его часть. Дело в том, что паразит появляется на злаковом отростке в начальной фазе его развития. Когда стебель растет, мицелий выносится на поверхность. Гриб в зависимости от своей разновидности паразитирует либо на отростке, либо на его части, либо на завязи, либо на соцветиях и листьях.
В биологии выделяют несколько типов головни. Ученые классифицируют эту болезнь в зависимости от признаков появления и разрушения тех или иных частей растения. Так, существует твердая, карликовая, стеблевая, пузырчатая и пыльная головня. На злаковых культурах паразитируют головневые грибы, которые вызывают твердый и пыльный тип и порядок болезни. Оба из них наносят непоправимый ущерб сельскому хозяйству.
Если колос страдает от твердой головни, то его зерно полностью уничтожается паразитом. При этом зерновая оболочка сохраняется. Если же он поражен пыльной головней, то разрушению подвергается весь колос. При этом головневые споры легко раздуваются по посевам ветром. Причем строение паразитов, которые провоцируют пылевую головню, весьма разнообразно. Оно варьируется в зависимости от вида растения. Так, головневые грибы, паразитирующие на пшенице, не похожи по строению на те, которые вызывают пылевую головню у овса. Порядок хромосом, согласно которому действуют головневые споры, варьируется от их вида. Для агронома головневые грибы непредсказуемы.
Паразиты способны уничтожить весь урожай
Эти грибы-паразиты крайне коварны. Они паразитируют на тех частях зерновых культур, ради которых их и выращивают: на початках кукурузы или на колосьях. Если головневые споры поразят зерно, то оно перестает развиваться или вовсе перерождается в споровую массу. Эти вредоносные организмы способны полностью уничтожить урожай.
Поэтому они главный враг агрономов.
Последствия, к которым приводят головневые грибы, иногда не видны сразу. Существуют возбудители этой болезни, которые не разрушают колосья и початки полностью, но препятствуют полноценному их созреванию. Такие виды паразитов проникают в растение во время созревания зерна и угнетают его жизнедеятельность. У таких колосьев очень низкая всхожесть семян, растут они медленнее, зерно наливается хуже, чем у незараженных растений. Такие последствия головни называют скрытыми потерями. Они особенно заметны на озимой пшенице.
Эти грибы-паразиты очень живучи. Головневые споры сохраняются годами на поверхности почвы. Некоторые виды паразитов способны жить долго даже внутри зерна. Весной или осенью при нормальной температуре и влажности головневые споры быстро прорастают, поражая новый урожай. Правда, существуют виды, у которых прорастание может наступить через несколько лет. Это споры, присутствующие в наростах растительных организмов или требующие периода покоя.
Болезнь растений приобретает новые формы
Отечественные биологи выяснили, что в России распространено двадцать видов головневых грибов. Каждый из них паразитирует на определенном растении. Так, вредоносные организмы, питающиеся пшеницей, не могут стать возбудителями болезни на овсе, ячмене или кукурузе. Сейчас ученые изучают проблему появления новых форм этих организмов. Дело в том, что головневые грибы разнополы, а значит, способны мутировать и трансформироваться в другие, ранее не существующие виды возбудителей.
Новые формы грибов-паразитов появляются в процессе скрещивания, которое может носить как межвидовой, так и внутривидовой характер. Причем, как доказали биологи, новые формы появляются постоянно. Процесс скрещивания происходит непрерывно. Так, одни виды вредоносных организмов имеют только одну форму, другие — несколько. Например, гриб Ustilago tritici (пыльная головня пшеницы) поражает пшеничные колосья. Этот вид имеет две формы: одна из них паразитирует на мягких сортах пшеницы, другая — на твердых.
Сейчас изучение головни, ее признаков и последствий включено в программы всех ВУЗов, обучающих будущих сельхозпроизводителей. Знать специфику, виды и формы возбудителей важно как для селекционеров, так и для агрономов. Первые должны выводить сорта, устойчивые к этому опасному заболеванию, а вторые обязаны тщательно выбирать сорта перед посевом.
http://youtu.be/0yhm2iahY4k
Головня губит пшеницу
Существует несколько типов этого заболевания, которым подвержена пшеница. Так, твердая головня поражает завязь колоска. Причем заражение начинается в почве. Вместо зерна появляется сероватый отросток в виде мешочка, состоящий из спор головневых грибов. Если мешочек раздавить, появится черная масса, которая имеет запах селедки.
На твердую головню похожа другая разновидность заболевания — карликовая. Споры проникают в растение на поверхности почвы. Последствия заражения почти идентичны: на колоске вместо семени вырастает головневой мешочек. Колосья, страдающие от карликовой головни, низкорослы и кустисты.
Самая опасная — пыльная разновидность заболевания. Заражение начинается в момент цветения. Колос, в котором поселился паразит, уничтожается почти полностью, выживает только его стержень. Вместо растения на поверхности почвы появляется сажистая черная масса. Распространение спор происходит очень быстро за счет ветра.
Стеблевая головня бьет по листьям и стеблям. Суть болезни заключается в следующем: колосья покрываются длинными темными полосками. Это порядок, при котором головневые споры разрушают ткань растения. Из стебля сочится черная споровая масса. Развитие колоса затормаживается. Причем растение заболевает в тот момент, когда у него начинают прорастать семена.
Еще один вид — индийская головня. Растение заражается еще в зародыше. Споры этих паразитов имеют коричневый, красноватый цвет и обладают сетчатой структурой. Это вид, требующий покоя, проявляет себя спустя несколько лет после появления в почве. Он, как и пыльная головня, уничтожает колос полностью.
Рожь страдает от этого заболевания так же, как и пшеница.
Среди видов головни на ржи распространены твердая, пыльная и стеблевая. Первый повреждает зерна, второй уничтожает колос, третий — листья и стебли.
Ячмень и овес тоже болеют
Ячмень иногда болеет особым видом головни — каменной. Головневые грибы, проникая во время созревания семян, разрушают все части растения. Споры сохраняются на чешуе колоска. Они представляют собой прочную массу, прикрытую пленкой.
Симптомы и последствия пылевой головни ячменя и овса схожи с этим же типом заболевания у пшеницы и ржи. Особый вид возбудителя провоцирует еще один вид болезни ячменя. Он носит название черной головни. Паразиты проникают в колос через почву и уничтожают все его части.
Урожай овса может пострадать от покрытой головни. Споры головневых грибов при этом виде заболевания хранятся в комочках, которые прикрыты чешуйками колосков. Когда начинается обмолот, комочки рассыпаются и споры заражают хорошие здоровые семена. Такие же последствия имеет и головня проса.
Можно ли спасти растения от коварной болезни? Биологи дают утвердительный ответ.
Главное при борьбе с головней — правильно выбирать сорта и диагностировать болезнь еще до начала посева. Если же в здоровые семена при сборе урожая попали споры грибов-паразитов, зерна обрабатывают в специальных моющих машинах. Урожай трижды пропускают через щеточные механизмы. В семена, в которые попали споры головневых грибов, добавляют чистое зерно. Причем его должно быть в два-три раза больше.
Головневые и головневые болезни зерновых – биология, идентификация и борьба с ними
Основные зерновые культуры Западной Австралии, пшеница, ячмень и овес, восприимчивы к целому ряду головневых и головневых болезней. Как правило, головневые болезни зависят от хозяина, а это означает, что головня одной зерновой культуры не заражает другие (например, пыльная головня пшеницы не поражает ячмень или овес). Головневые болезни имеют один из двух различных жизненных циклов: внутренний или внешний. Важно знать тип головни и ее жизненный цикл, чтобы определить эффективные варианты борьбы.
Рыхлая головня ячменя и пшеницы передается внутри семян и переносится в виде небольшой колонии грибка внутри зародыша семени, а не в виде спор на семенной оболочке. Это единственная головня, передающаяся через семена и встречающаяся на австралийских зерновых культурах. Загрязненная техника и почва не передают эти болезни.
Пыльная головня пшеницы и ячменя
Пыльная головня ячменя ( Ustilago nuda ) и пшеницы ( Ustilago tritici ) вызывается различными видами грибов, характерными для культуры, которую они заражают, однако они имеют схожие жизненные циклы. Зараженные семена не проявляют никаких симптомов и выглядят нормально. Когда зараженные семена прорастают, грибок становится активным и медленно растет в точке роста растения. Больные растения растут нормально, но могут быть немного выше и созревать раньше, чем окружающие здоровые растения. При колосе гриб образует компактную споровую массу, замещающую все соцветия внутри колоска (рис. 1).
Рисунок 1 Рыхлая головня ячменя.
Крупный план колосьев ячменя, пораженных рыхлой головней
Все побеги на зараженном растении могут давать головни, а зараженные растения дают мало зерна или вообще не дают его. Черные порошкообразные споры сдуваются, оставляя голый стебель или ось (рис. 2). Споры высвобождаются, когда остальная часть урожая цветет. Они заражают развивающиеся зерна здоровых растений и остаются в состоянии покоя до посева в следующем сезоне. Способствуют заражению частые дожди и высокая влажность во время цветения. Южные районы Западной Австралии с более высоким уровнем осадков традиционно являются худшими районами для рыхлой головни пшеницы и ячменя. Дополнительная информация доступна на страницах моих культур: Диагностика пыльной головни пшеницы и Диагностика пыльной головни ячменя.
Рисунок 2 После того, как споры пыльной головни сдуваются, остается только ось (стебель)
Испытания, проведенные в 2014 и 2015 годах, показали, что сорт Хиндмарш является наиболее восприимчивым к пыльной головне, в то время как Ла Троб и Грейнджер с умеренно большей вероятностью поражаются пыльной головней.
рыхлая головня, чем сорта Bass, Flinders, Gairdner и Scope CL. Семена Hindmarsh, La Trobe и Granger должны быть обработаны протравителями семян, которые обеспечивают наилучший контроль.
Потери урожая напрямую связаны с уровнем заражения посевных семян. Зерноприемные пункты принимают небольшое количество рыхлой головни на пшенице и ячмене перед внесением докеджа.
Как избежать или справиться с этим заболеванием
Болезнь контролируется протравливанием семян системным фунгицидом, который проникает в развивающийся росток и уничтожает внутреннюю инфекцию. Фунгициды для протравливания семян зерновых различаются по своей эффективности в борьбе с головней. Экспериментальные исследования показали, что некоторые протравители семян могут снизить заболеваемость рыхлой головней в сильно зараженных семенах почти до нуля. Правильное применение протравителей семян имеет решающее значение для обеспечения надлежащего контроля. Внесение фунгицидов в борозды и листву неэффективно.
Информационный бюллетень — Борьба с пыльной головней ячменя, в котором сравниваются протравливания семян, доступен на этой странице.
детали
Класс:
Экзобазидиомицеты
Заказ:
Семейство Tilletiales
:
Тиллетиевые
Фотограф: Лос-Анджелес Каслбери. Источник: USDA-ARS SBML Авторское право:Общественное достояние
Описание
Головневая головня вызывается Tilletia indica , головневым грибком, заражающим соцветия. Головневые грибы получили свое название от германского слова «грязь» из-за размножения темных спор. Карналовую головню трудно обнаружить в полевых условиях, так как, в отличие от системных головневых грибов, на некоторых пшеницах заражено лишь несколько зерен, и обычно лишь часть зараженного зерна замещается сорусом гриба. В частично инфицированных ядрах сорус разрушает ткань зародыша со стороны шва; при запущенной инфекции ткани вдоль шва и прилегающий эндосперм замещаются спорами головни, содержащимися в околоплоднике.
Как правило, только часть ядра почернела или «покрылась головней», потому что она была разрушена массой черных спор. Споры порошкообразные, коричневато-черные по массе и издают запах разлагающейся рыбы (триметиламин). Наиболее распространены точечные инфекции, но инфекция может также распространяться вниз, а в тяжелых случаях может быть заражено все зерно.
Растение-хозяин : Пшеница, твердая пшеница и тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Было показано, что рожь чувствительна при инокуляции в лабораторных условиях.
Экологическая угроза
Этот гриб поражает пшеницу и снижает ее качество и урожайность. Мука, приготовленная из ядер с головней, может обесцвечиваться и иметь неприятный запах и вкус, но не представляет опасности для здоровья человека. Наиболее пагубно болезнь влияет на международный и внутренний рынки. Многие страны не будут импортировать пшеницу из районов с положительным результатом теста на заболевание, а некоторые отечественные мукомольные заводы не примут ее.
Биология
Колоски пшеницы восприимчивы от раннего появления кочанов до позднего цветения. Возбудитель передается через семена, но не передается непосредственно из семян в растения. Телиоспоры T. indica , толстостенные, от шаровидных до полушаровидных, со средним диаметром 35 мкм при созревании. Они очень устойчивы к неблагоприятным условиям внешней среды, сохраняя жизнеспособность от 2 до 5 лет в зараженной почве. Телиоспоры T. indica считаются спящими сразу после формирования и имеют плохую всхожесть примерно до 9 месяцев. После периода покоя и при наличии влаги телиоспоры на поверхности почвы прорастают. Во время цветения растений пшеницы первичные и вторичные споридии предположительно выдуваются на поверхность колосковых чешуек, окружающих развивающиеся зерна пшеницы. Споридии на колосках прорастают и проникают в устьица, колосковые чешуи, рахис или в саму завязь. Тиллеция индика проникает во вновь образованное ядро и развивается в межклеточном пространстве между эндоспермом и семенной оболочкой.
Интенсивность зарождения и развития болезни зависит от условий внешней среды.
История
Заболевание возникло в Индии в 1931 году и прибыло в Соединенные Штаты в 1996 году, когда оно было обнаружено в Аризоне и Калифорнии. В следующем году его нашли в Техасе. Затем в течение следующих двух лет было начато национальное обследование, при этом образцы пшеницы были представлены из большинства регионов США, производящих пшеницу. Он был уничтожен в Техасе и Калифорнии, но усилия по его искоренению в Аризоне продолжаются.
Местное происхождение
Местное происхождение : Впервые обнаружено в Индии
Текущее местонахождение
Среда обитания в США : Пшеница растет везде, где потенциально угрожает карналская головня
и в настоящее время: AZ4 U.0S4 из Калифорнии и Техаса
Напоминает
Карнальская головня похожа на Обыкновенную головню, но этот гриб обычно разлагает все зараженное ядро.
Менеджмент
Так как этот гриб требует встреч на колосках пшеницы между переносимыми по воздуху вторичными споридиями разных типов спаривания; он может быть склонен к уменьшению генетического разнообразия.
Это может привести к снижению репродуктивного успеха в небольших популяциях, что полезно для содержания карнальской головни. Сохранение инфицированных популяций небольшими снизит их инвазивный потенциал.
Служба инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США (APHIS) ввела карантин против карнальской головни, чтобы предотвратить распространение болезни между штатами и защитить зарубежные рынки пшеницы в США. Во многих странах введен карантин против интродукции карнальской головни. Министерство сельского хозяйства США требует, чтобы оборудование для сбора урожая было очищено перед тем, как оно покинет карантинную зону.
Каталожные номера
Каталожные номера
Bonde, M.R., Peterson, G.L., Schaad, N.W., & Smilanick, J.L. 1997. Гнилая головня пшеницы. Болезни растений, 81(12):1370-1377.
Garrett, K.A., & Bowden, R.L. 2002. Эффект Allee снижает инвазивный потенциал Tilletia indica . Фитопатология, 92(11), 1152-1159.
Jones, D. R. 2009. На пути к более аргументированной оценке угрозы посевам пшеницы от
Штейн, Дж. М., Мэйплз, Х. В., и Раш, К. М. 2005. Эпидемиология Телиоспоры Tilletia indica на регулируемых полях пшеницы в Техасе. Болезни растений, 89(8), 828-833.
Интернет-источники
http://www.nda.nebraska.gov/plant/karnal_bundt.html
http://croptesting.tamu.edu/wheat/docs/mime-8.pdf
http://www.padil.gov.au/pests-and-diseases/Pest/Main/136616
http://apsjournals.apsnet.org/doi/pdf/10.1094/PDIS.1997.81.12.1370
http://www.uiweb.uidaho.edu/ag/plantdisease/kbwheat.htm#anchor6
http://wheatdoctor.cimmyt.org/index.php?option=com_content&task=view&id=97&Itemid=43
© 2014 Техасский институт инвазивных видов.