Choroby powodowane przez grzyby z królestwa Fungi, gromady Basidiomycota, klasy Ustomycetes, rzędu Ustilaginales, rodziny Ustilaginaceae
Słownik niezrozumiałych pojęć tutaj
Wprowadzenie
Grzyby z gromady Basidiomycota tworzą egzogenne mejospory zwane basidiosporami lub zarodnikami podstawkowymi. Basidiospory te tworzą się po plazmogamii, kariogamii i mejozie, z których dwa ostatnie procesy odbywają się w podstawce. Skutkiem tych procesów są cztery zarodniki podstawkowe. Zarodniki te powstają na maczugowatych lub cylindrycznych podstawkach, zwykle zaopatrzonych w krótkie wyrostki, sterygmy.
Przedstawiciele klasy Ustilaginales tworzą zarodniki w sorusach. W cyklu rozwojowym tych grzybów często powstają zarodniki drogą pączkowania.
Grzyby z rzędu Ustomycetes tworzą chlamidospory (teliospory), z których rozwija się promycelium ze sporidiami powstającymi wskutek pączkowania lub podstawka z zarodnikami podstawkowymi.
Cechą wyróżniającą grzybów z rodziny Ustilaginaceae jest tworzenie podstawki, nazywanej promycelium, przedgrzybnią lub metabasidium, na której nie powstają typowe zarodniki podstawkowe, ale sporidia, tj. zarodniki tworzące się wskutek pączkowania. Przedgrzybnia ta jest poprzecznie podzielona zwykle trzema przegrodami. Promycelium rozwija się wskutek kiełkowania diploidalnych probasidiów, również nazywanych teliosporami lub chlamidosporami. W czasie kiełkowania ściana probasidium pęka umożliwiając uformowanie się promycelium przypominającego krótką strzępkę kiełkową. Z kolei diploidalne jądro wędruje do promycelium i dzieli się mejotycznie. Powstałe haploidalne jądra rozmieszczają się mniej lub bardziej równomiernie w promycelium, po czym tworzą się przegrody rozdzielające każde jądro. Po podziale mitotycznym każdego z jąder, jego siostrzane jądro wędruje do zaczątka tworzącego się sporidium. Probasidia grzybów z rodziny Ustilaginaceae są zwykle brunatne do purpurowych i pokryte ornamentem.
|
Cykl życiowy grzyba z rodziny Ustilaginaceae: zimowanie dojrzałego diploidalnego zarodnika (chlamidospory/teliospory; a), kiełkowanie zarodnika w przedgrzybnię (b), powstanie sporidiów (c), przenoszenie sporidiów na wrażliwą roślinę gospodarza (d), kiełkowanie i połączenie się strzępek kiełkowych zarodników (e), powstanie dikariotycznej grzybni (f) fragmentacja dikariotycznej grzybni z utworzeniem dikariotycznego zarodnika (chlamidospory/teliospory; g) |
Wszystkie grzyby z rodziny Ustilaginaceae są patogenami biotroficznymi z krótszą lub dłuższą fazą saprotroficzną.
Grzyby z rodziny Ustilaginaceae wywołują tzw. głownie. Nazwa ta pochodzi od wyglądu porażonych organów roślin, przypominających zwęglone tkanki.
Warunkiem uzyskania zdolności wywoływania choroby przez grzyby głowniowe jest osiągnięcie stadium dikariofazy. Dokonuje się to bądź jeszcze na podstawce wskutek zjednoczenia dwóch strzępek kiełkujących basidiospor, bądź zachodzi w zasiedlonej tkance przez połączenie się różnoimiennych grzybni haploidalnych.
Patogeny z rodziny Ustilaginaceae zakażają rośliny czterema sposobami. Infekcje dokonywane przez kiełki, pędy i kwiaty rozprzestrzeniają się po całej roślinie lub jej znacznej części, są zatem systemiczne. Infekcja miejscowa ogranicza się do tkanki merystematycznej i ma charakter lokalny. Zaatakowane komórki są albo uszkodzone, albo zastąpione ciemno zabarwioną masą zarodników. W przypadku infekcji miejscowej porażone komórki ulegają hipertrofii i hiperplazji prowadzących do powstania narośli wypełnionych zarodnikami.
Sprawcom głowni sprzyja ciepła i umiarkowanie wilgotna pogoda zarówno w okresie kiełkowania nasion, jak i w czasie kwitnienia roślin.
Grzyby głowniowe rzadko zabijają roślinę gospodarza. Są one okolicznościowymi patogenami, gdyż można je hodować na sztucznych podłożach.
Grzyby głowniowe na ogół przezimowują w postaci teliospor na zakażonych nasionach, częściach roślin lub w glebie. Niektóre gatunki tego rzędu przezimowują w formie grzybni wewnątrz zainfekowanych nasion roślin. Grzyby głowniowe tworzą zwykle tylko jedną generację zarodników w ciągu roku.
Rodzina Ustilaginaceae skupia około 650 gatunków zebranych w ponad 30 rodzajach. Grzyby te porażają ponad 75 rodzin z Angiospermatophyta.
Najbardziej znanymi patogenami z rodziny Ustilaginaceae są:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
 |
 |
 |
 |
Od lewej: objawy chorobowe głowni kukurydzy zainfekownej przez Ustilago maydis (1, 2), sorusy z zarodnikami (chlamidosporami/teliosporami) U. maydis (3, 4), zarodniki U. maydis (5) |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Góra: objawy chorobowe głowni pylącej jęczmienia zainfekowanego przez Ustilago nuda - sorusy patogena w kłosach jęczmienia (a), zarodniki (chlamidospory/teliospory) U. nuda (b), kiełkujący zarodnik w przedgrzybnię ze sporidiami (c), naga osadka kłosowa jęcznienia, skutek rozpylenia się sorusa (d); dół, od lewej: objawy chorobowe głowni pylącej jęczmienia (1-3), sorus z zarodnikami (chlamidosporami/teliosporami) U. nuda (4), zarodniki U. nuda (5, 6) |
 |
 |
 |
Od lewej: objawy chorobowe głowni smugowej traw na liściu zainfekowanym przez Ustilago striiformis (2), zarodniki (chlamidospory/teliospory) U. striiformis (3) |
Ochrona roślin przed grzybami głowniowymi ogranicza się do uprawy odmian odpornych i zaprawiania nasion. Najbardziej skutecznymi fungicydami są preparaty systemiczne zawierające karboksynę i tiabendazol.
Cel ćwiczenia
1. |
Poznanie objawów chorobowych wywołanych porażeniem kukurydzy przez Ustilago maydis, sprawcę głowni kukurydzy. |
2. |
Poznanie objawów głowni pylącej jęczmienia spowodowanej przez Ustilago nuda. |
3. |
Poznanie objawów głowni zwartej jęczmienia. |
4. |
Poznanie objawów chorobowych głowni smugowej traw. |
5. |
Poznanie morfologii zarodników Ustilago nuda. |
Materiał
Atlas chorób zbóż i traw. Materiał zielnikowy z objawami głowni kukurydzy, głowni pylącej i zwartej jęczmienia oraz głowni smugowej traw.
Ćwiczenie
1. |
Narysuj i opisz makroskopowe objawy chorobowe kukurydzy porażonej przez Ustilago maydis, sprawcę głowni kukurydzy. Zwróć uwagę na umiejscowienie, rodzaj i barwę objawów. |
2. |
Podobnie jak w pkt. 1., narysuj i opisz objawy porażenia jęczmienia przez Ustilago nuda, U. hordei i symptomy chorobowe trawy zainfekowanej przez U. striiformis. |
3. |
Pobierz igłą preparacyjną z końcem wcześniej zwilżonym w kwasie mlekowym probasidia (teliospory) Ustilago nuda, przenieś je do kropli kwasu mlekowego umiejscowionej na mikroskopowym szkiełku podstawowym i przykryj szkiełkiem nakrywkowym. Narysuj i opisz zarodniki tego grzyba oglądane pod mikroskopem świetlnym. Zwróć uwagę na skupienia probasidiów U. nuda przypominające słupki. Z czego wynika taki sposób ich rozmieszczenia? |
4. |
Wykorzystując internet i/lub aktualne Zalecenia Ochrony Roślin uzupełnij brakujące dane w tabeli podanej niżej. |
Choroba |
Nazwa środka |
Sposób działania [kontaktowy, interwencyjny (wgłębny), |
Dawka/ha |
Toksyczność |
Karencja |
Substancja czynna |
Rodzaj zakłócanego procesu życiowego |
Uwagi (zalecany sposób stosowania, przeciwskazania, ED50, LD50, ect.) |
Głownia pyląca jęczmienia (Ustilago nuda) |
Pytania i zadania
1. |
Wskutek jakich procesów powstaje narośle na organach kukurydzy porażonej przez Ustilago maydis? |
2. |
Czy Ustilago maydis jest mono-, czy polifagiem? |
3. |
Wskaż różnice w sposobach infekowania roślin przez Ustilago maydis, U. nuda i U. striiformis. Czy sposób infekowania roślin przez grzyby głowniowe ma znaczenie przy ustalaniu metody ochrony roślin przed tymi patogenami? |
4. |
Czy Ustilago nuda jest gatunkiem biologicznie jednolitym? |
5. |
W jaki sposób identyfikuje się rasy Ustilago nuda? |
6. |
Przez jakie organy traw wnika Ustilago striiformis? |
7. |
Dlaczego probasidia grzybów głowniowych nazywa się również chlamidosporami lub teliosporami? |
8. |
Jaka forma rozwojowa warunkuje nabycie zdolności zakażania roślin przez grzyba z rodziny Ustilaginaceae ? |
9. |
Jakie środki chemiczne zaleca się przy zapobieganiu porażeniu roślin przez sprawców głowni?; wymień grupy chemiczne i nazwy użytkowe produkowanych preparatów. |
10. |
W oparciu o literaturę poznaj cykl rozwojowy Ustilago maydis, U. nuda, U. hordei i U. striiformis. Zwróć uwagę na istotne różnice w biologii tych patogenów. |