Пыльная головня пшеницы размножение
Обновлено: 18.09.2024
Порядок Головневые представлен облигатными паразитами. Грибы этого порядка паразитируют преимущественно на однодольных растениях, поражая генеративные, реже вегетативные органы по типу пылящих масс. Эти массы и представляют собой скопления телиоспор. Телиоспоры Головневых образуются в результате распада мицелия на отдельные клетки, покрывающиеся плотной оболочкой, и являются, по существу, хламидоспорами. Размеры, форма и структура поверхности телиоспор для каждого вида постоянны.
Как уже отмечалось, для Телиомицетов, в том числе и для Головневых, характерно образование гетеробазидий. Функции нижней клетки (гипобазидии) выполняет телиоспора. При ее прорастании образуется короткая мицелиальная трубка - протомицелий, играющий роль эпибазидии. На ней и образуются мелкие бесцветные базидиоспоры. Все Головневые гетероталличны. Как правило, одна базидия образует базидиоспоры разных половых знаков. Поэтому плазмогамия базидиоспор часто происходит на самой телиоспоре, давшей начало эпибазидии. Копулировавшие базидиоспоры образуют дикарион, который прорастает в дикариотичный мицелий.
У некоторых Головневых (например, у возбудителя пузырчатой головни кукурузы) базидиоспоры размножаются почкованием, и в половом процессе участвуют их дочерние клетки. У отдельных Головневых (пыльная головня пшеницы и ячменя) базидиоспоры не образуются совсем, и в копуляции участвуют клетки самой базидии, имеющие разные знаки.
Рис. 1. Типы базидий у Головневых:
1 - Ustilago zeae, 2 - Tilletia caries (а - телиоспора, б - базидия, в - базидиоспоры)
После заражения хозяина Головневые образуют диффузный интерцеллюлярный мицелий с гаусториями и на первых этапах инфекционного процесса стимулируют рост тканей растения. В конце цикла развития гриб переходит к образованию бесполого спороношения. Мицелий распадается на телиоспоры, что сопровождается разрушением пораженных тканей.
Порядок включает два семейства: Устилагиновые (Ustilaginaceae) и Тиллециевые (Tilletiaceae). Важнейшие роды семейства Ustilaginaceae: Ustilago (Ustilago tritici - возбудитель пыльной головни пшеницы, Ustilago hordei - твердой головни ячменя), Sphaceloteca (Sphaceloteca panicimiliacii - головня проса), Sorosporium (Sorosporium reilianum - пыльная головня кукурузы).
В семействе Tilletiaceae наиболее вредоносны грибы родов Tilletia (Tilletia caries, Tilletia laevis - возбудители твердой головни пшеницы), Urocystis (Urocystis occulta - стеблевая головня ржи, Urocystis cepulae - головня лука).
Различия между семействами определяются в основном строением базидий (рис. 1): для Устилагиновых характерна фрагмобазидия, тогда как для Тиллециевых - холобазидия. В обоих случаях эти органы играют роль эпибазидии, в то время как гипобазидия представлена телиоспорой. Кроме того, гаплоидные споридии, образующиеся у Устилагиновых вместо базидиоспор, никогда не отделяются от базидии и копулируют прямо на ней. Для Тиллециевых же характерны настоящие базидио-споры, копуляция которых происходит после отделения от базидии.
Все Головневые являются узкоспециализированными паразитами. По способам сохранения и распространения инфекции грибы порядка можно объединить в четыре группы.
Грибы первой группы сохраняются на поверхности семян в виде телиоспор, которые попадают на их поверхность при обмолоте. Заражение происходит в почве во время прорастания семян, а симптомы проявляются в конце вегетации культуры. В эту группу входят возбудители твердой головни пшеницы и ржи, стеблевой головни пшеницы и ржи, пыльной головни кукурузы, головни лука.
У грибов второй группы телиоспоры сохраняются не только на поверхности семян, но и под пленками. Кроме того, инфекция может сохраняться в виде мицелия или гемм в результате прорастания телиоспор под пленку семени сразу после контакта. Заражение растений, как и в первой группе, происходит при прорастании. Представители - возбудители пыльной и твердой (покрытой) головни овса, твердой (каменной) головни ячменя, головни проса.
Грибы третьей группы сохраняют инфекционное начало внутри зерна, в тканях зародыша, в виде эндогенного мицелия. В отличие от представителей предыдущих групп, телиоспоры у этих грибов формируются уже в фазу цветения злаков. Ткани колоса разрушаются, телиоспоры разносятся ветром на цветки здоровых растений и прорастают в рыльце пестика. Гриб проникает в завязь, образует локальный мицелий, который после зимовки и дает начало диффузному мицелию. К этой группе относятся возбудители пыльной головни пшеницы и ячменя.
Четвертая группы представлена одним видом - возбудителем пузырчатой головни кукурузы. Телиоспоры гриба сохраняются не только на семенах, но и в почве. Заражение растений происходит на протяжении всего периода вегетации. В результате первичного заражения на вегетативных органах кукурузы образуются вздутия (галлы), покрытые сероватой пленкой и заполненные массой телиоспор. После разрыва пленки телиоспоры разносятся ветром и вторично инфицируют здоровые растения, поражая вегетативные, а после цветения - и генеративные органы, включая формирующиеся зерновки. При этом мицелий не распространяется диффузно по растению, а каждому поражению соответствует отдельное вздутие. Таким образом, четвертая группа головневых имеет две существенных особенности: наличие вторичной инфекции и множественные локальные поражения.
Биологические особенности возбудителей определяют основные направления в защите растений. Так, для подавления инфекций первой группы достаточно провести предпосевное протравливание семян контактными фунгицидами с поверхностным действием. Для уничтожения телиоспор грибов второй группы применяют протравливание семян формалином с томлением и последующим проветриванием. Эндогенный мицелий грибов третьей группы может быть уничтожен только за счет протравливания семян системными фунгицидами, которые способны проникать в ткани зародыша и эндосперм. Для более полного подавления инфекции протравливание проводят заблаговременно, за 15-30 дней до посева.
Болезнь сельскохозяйственных культур , статья из раздела:
Пыльная головня пшеницы – это болезнь растения, в частности пшеницы и ржи, при котором поражается только колос. Вызывается узкоспециализированным паразитическим грибом из порядка Головневые – Ustilago tritici [4] . Вместо колоса наблюдается появление черной массы пылящих телиоспор [1] . Встречается болезнь во всех районах возделывания пшеницы [5] . На пшенице болезнь встречается повсеместно. Пыльная головня поражает рожь небольшими очагами в районах с достаточно теплым климатом [5] .
Нажмите на фотографию для увеличения
Содержание:
Симптомы заболевания
Пыльная головня пшеницы поражает только колос. Первые визуальные признаки можно обнаружить только в период колошения. Больные растения выколашиваются раньше, чем здоровые. Ещё до выхода из влагалища листа все части пораженного колоса разрушены и превращены в черную пылящую массу. Иногда наблюдается поражение колосьев только в нижней части [4] .
Внешне, пораженный колос напоминает обгоревший, поскольку разрушены цветочные части и кроющие частицы колосков, сильно редуцированы ости колоса. Остается неповрежденным только стержень. В начале выхода пораженного колоса массу телиоспор покрывает тонкая прозрачная оболочка. Она быстро разрушается, и телиоспоры легко разлетаются (пылят) [5] .
У различных сортов ржи, при воздействии фитопатогена, полностью разрушается нижняя часть колоса. При этом образуется черная плохо распыляющаяся споровая масса. Редко могут сохраняться колосковые чешуи. Верхняя часть пораженного колоса стерильна [4] .
Морфология
Телиоспоры – возбудителя шаровидные, мелкие, иногда угловатые или продолговатые, оливково-коричневые. Оболочка покрыта маленькими шипиками. Размер телиоспор 5,0–9,0 мкм [5] .
Семена пшеницы могут иметь разную степень заражения пыльной головней. Степень заражения зависит от устойчивости сорта. В семенах восприимчивых сортов сильно поражаются все части зародыша. В устойчивых сортах мицелий заходит только в щиток семени, реже в эпибласт и корешки. Присутствие мицелия в зародышевой почке устойчивых сортов не установлено. На основе этого разработан метод определения зараженности семян пшеницы пыльной головней в год сбора [4] .
Возбудители болезни , вызывающие
Головня пыльная пшеницы и ржи
Биология
Фитопатоген развивается в течение двух вегетационных периодов. В первый год наблюдается заражение зерна. На второй – проявление головни с созревшими телиоспорами [4] .
Заражение растения телиоспорами пыльной головни происходит во время цветения. Споры гриба из пораженного колоса распыляются, попадают на цветки здоровых растений [4] . Оказавшись на рыльце пестика, телиоспоры прорастают и образуют диплоидные гифы, которые способны вместе с пыльцевой трубкой или самостоятельно достигать завязи. Гифы проникают в завязь и через поверхность. В результате семяпочка заражается, но не погибает [5] .
Зараженная завязь не отличается от здоровой и развивается во внешне нормальное зерно. Гриб сохраняется в оболочке зараженных зерен, эндосперме, щитке или в зародыше в форме зачаточного мицелия [4] . Кроме того, грибницей может быть пронизан перикарпий и алейроновый слой [5] .
В начале развития гифы гриба имеют очень тонкую оболочку, гомогенную цитоплазму и малую агрессивную силу. К моменту созревания зерна гриб изменяется как морфологически, так и физиологически. Гифы вздуваются, их стенки становятся толще, а в цитоплазме клеток образуются капельки жира. Приняв такую форму, гриб уходит в состояние покоя. Ustilago tritici сохраняет жизнеспособность в непроросшем зерне более трех лет [5] .
При высеве прорастающее зараженное зерно внешне ничем не отличается от здорового. Одновременно с началом прорастания семени гриб активизируется и поражает проросток. Далее происходит диффузное распространение грибницы по стеблю. Иногда она обнаруживается в молодых листьях. При развитии колоса гифы обильно разрастаются, сильно утолщаясь. Стенки приобретают студенистость и сливаются, образуя массу телиоспор [5] .
Холодная погода, совпадающая с периодом всходов яровой пшеницы, и пониженная влажность, сопровождающая рост растений от всходов до колошения, приводят к усилению вредоносности головни, и повышают процент пораженных и выпавших растений [4] .
Географическое распространение
Пыльная головня пшеницы – болезнь растения повсеместно распространеная в европейской части России, в Казахстане, некоторых районах Западной Сибири [4] .
Пыльная головня ржи – болезнь растения распространенная в странах с теплым климатом. В России заболевание встречается небольшими очагами в Оренбургской и Самарской областях, а также на Северном Кавказе и в Закавказье [5] .
Вредоносность
Пыльная головня - частое заболевание на пшеничном поле. Оно имеет грибковую природу и способно уничтожить достаточно большую часть урожая. Просто представьте, вместо зерен в колосе вы видите только черную пыль, да и растение вообще мало чем напоминает пшеницу. В запущенных случаях такое зрелище можно наблюдать почти на половине поля!
Возбудитель пыльной головни пшеницы
Возбудителем заболевания является головневый гриб, название которого на латинском звучит как Ustilago tritici. Гриб зимует в зернах пшеницы, прогрессирует в жаркую погоду. Идеальные условия для развития патогена - температура от +20 - +34°С и повышенная влажность. Пыльная головня полностью поражает растение, но явные признаки заметны только на колосьях. Черная пылящая масса - это и есть телиоспоры головнёвого гриба. Поэтому заболевание называют еще черной головней.
Жизненный цикл пыльной головни пшеницы
Телиоспоры головневого гриба Ustilago tritici развиваются и созревают в специальной оболочке, которая со временем разрушается. Ветер разносит споры с зараженных растений на здоровую пшеницу. Инфекция проникает внутрь зерен. В свою очередь, пораженное семя визуально выявить очень сложно.
Заболевание развивается на протяжении двух лет. Зимой грибок в зернах бездействует, активизируется только в теплое время, когда пшеница дает ростки. Телиоспоры распространяются по всему телу растения. Сильнее всего страдает колос. Вместо зерен в нем образуется масса темнеющих и пылящих телиоспор, которые снова разносят инфекцию. Так процесс заражения повторяется снова.
В какую фазу проявляется пыльная головня пшеницы
Первые признаки этого заболевания пшеницы можно заметить только во время формирования колоса. Пораженные растения обычно колосятся раньше, остаются невысокими, а затем темнеют и разрушаются. Целым остается только стержень. До этого, на ранних стадиях, пшеница ничем не отличается от здоровой.
География заболевания
Наиболее распространена пыльная головня пшеницы в европейской части нашей страны, на юге Западной Сибири, почти на всей территории Казахстана.
Пыльная головня пшеницы: меры борьбы
Колосья, пораженные пыльной головней, уже не спасти. А что делать с зерном, которое удастся собрать с полей? Велика вероятность, что оно уже заражено, хотя видимых признаков нет.
Собранные зерна перед посевом необходимо протравить. Чаще всего для этих целей используют химические фунгициды. Они также пригодны для обработки почвы, поскольку телиоспоры пыльной головни могут прожить в земле до 3 лет.
Для следующего посева рекомендуется использовать здоровый семенной материал, но наилучший вариант - устойчивые к заболеваниям сорта пшеницы (Сударушка, Елизавета, Мелодия и др.). Они отличаются нулевым показателем поражения пыльной головней.
Уберечь зерно от развития микроорганизмов во время хранения поможет качественная сушка. Незаменимым помощником в этом деле станет конвейерная зерносушилка. Перед посевом с ее помощью можно также прогреть семенной материал, чтобы улучшить всхожесть зерна. С зерносушилками разной производительности вы можете ознакомиться на нашем сайте.
Пыльная головня пшеницы и ржи вызывается грибом Ustilago tritici (= Ustilago vavilovii). На пшенице вместо полновесного колоса образуется черная масса пылящихся хламидоспор. (Вакин А.Т., 1959) У ржи споры образуются в нижней части колоса, верхняя остается бесплодной.Поражение пшеницы отмечается повсеместно. Рожь подвержена заболеванию в районах с теплым климатом. (Пересыпкин В.Ф., 1989)
Фотография. Пыльная головня пшеницы и ржи - Ustilago tritici (Pers.) C.N. Jensen, Kellerm. & Swingle Jacz. .(= Ustilago vavilovii)
Морфология
Пыльной головней поражается только колос, и первые внешние признаки болезни обнаруживаются в период колошения. Выколашивание больных растений наступает раньше, чем здоровых. На пшенице все части колоса, кроме ости, разрушены и превращены в пыльную массу, внешне напоминающую обгоревшую. Иногда поражена только нижняя часть колоса. (Доброзракова Т.Л., 1974) На ржи споровая масса черного цвета образуется в нижней части колоса. Она распыляется плохо. Иногда могут остаться нетронутыми колосковые чешуи. При этом верхняя часть колоса всегда бесплодна. Возбудителем заболевания является паразитный гриб Ustilago tritici (= Ustilago vavilovii).
Телиоспоры шаровидные мелкие, реже угловатые либо продолговатые, оливково-коричневого цвета. Оболочка с маленькими шипиками. (Пересыпкин В.Ф., 1989) Степень заражения семян зависит от устойчивости сорта. Все части зародыша поражаются у сортов неустойчивых к болезни. Если в зародышевой почке зараженного семени отсутствует мицелий, то такие сорта устойчивы к воздействию болезни. (Доброзракова Т.Л., 1974)
Биология
Патоген развивается на протяжении двух лет и более. В первый год происходит заражение зерна. Во второй – появляется головня с созревшими спорами. Заражение спорами происходит в период цветения. Споры гриба распыляются и попадают на здоровые растения. (Доброзракова Т.Л., 1974) На рыльце пестика телиоспоры прорастают, образуя диплоидные гифы, способные достигать завязи. В результате происходит заражение семяпочки.(Пересыпкин В.Ф., 1989) Зараженная завязь развивается в почти нормальное зерно. Гриб сохраняется во всех частях зараженных зерен. (Доброзракова Т.Л., 1974) Ustilago tritici может сохранять жизнеспособность в зерне более трех лет. (Пересыпкин В.Ф., 1989)
Одновременно с прорастанием семени активизируется и грибница. Она поражает проросток и диффузно распространяется по стеблю. Иногда части грибницы обнаруживаются в молодых листьях. Во время развития колоса гифы разрастаются и утолщаются. Их стенки становятся студенистыми и сливаются. В результате образуется масса спор. (Пересыпкин В.Ф.,1989)
Географическое распространение
Головня пыльная пшеницы распространена повсеместно в европейской части Российской Федерации, почти во всех районах Казахстана и только некоторых Западной Сибири. (Доброзракова Т.Л., 1974)
Пыльная головня ржи распространена в регионах с теплым климатом. В Российской Федерации случаи заболевания отмечались в Самарской и Оренбургской областях, в Закавказье и на Северном Кавказе. (Пересыпкин В.Ф., 1989)
Вредоносность
Головня пыльная пшеницы и ржи – вредоносное заболевание, способное полностью уничтожить урожай. У пораженных растений снижается выход зерна. Даже справившиеся с болезнью растения отличаются низкой наполненностью колоса, уменьшением массы зерен и слабой устойчивостью к другим болезням. У Ustilago tritici установлено более 40 рас, сопряженных с определенными сортами растений-хозяев. (Пересыпкин В.Ф., 1989)
Читайте также: