Ug99 - Ug99
| Puccinia graminis | |
|---|---|
|
|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Podklasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: |
P. graminis
|
| Podgatunki: |
P. graminis tritici
|
| Różnorodność: |
Ug99
|
Ug99 to linia rdzy pszenicznej ( Puccinia graminis f. sp. tritici ), która występuje na polach pszenicy w kilku krajach Afryki i Bliskiego Wschodu i przewiduje się, że szybko rozprzestrzenia się w tych regionach i prawdopodobnie dalej, potencjalnie powodując katastrofa w produkcji pszenicy, która wpłynęłaby na bezpieczeństwo żywnościowe na całym świecie. W 2005 roku znany pionier zielonej rewolucji Norman Borlaug zwrócił na ten problem wielką uwagę, a większość późniejszych wysiłków można przypisać jego rzecznikom. Może powodować do 100% strat w plonach i jest zjadliwy wobec wielu genów odporności, które wcześniej chroniły pszenicę przed rdzą łodygi.
Chociaż istnieją odmiany pszenicy odporne na Ug99, badanie przesiewowe 200 000 odmian pszenicy stosowanych w 22 krajach afrykańskich i azjatyckich wykazało, że tylko 5-10% powierzchni pszenicy uprawianej w tych krajach stanowiły odmiany o odpowiedniej odporności.
Oryginalna rasa Ug99, oznaczona jako „TTKSK” w północnoamerykańskim systemie nomenklatury, została po raz pierwszy wykryta w Ugandzie w 1998 r. i po raz pierwszy scharakteryzowana w 1999 r. (stąd nazwa Ug99) i od tego czasu została wykryta w Kenii , Etiopii , Erytrei , Sudan , Jemen , Iran , Tanzania , Mozambik , Zimbabwe , RPA i Egipt . Obecnie istnieje 13 znanych ras Ug99. Wszystkie są blisko spokrewnione i uważa się, że wyewoluowały ze wspólnego przodka, ale różnią się profilem zjadliwości /niezjadliwości oraz krajami, w których zostały wykryte.
Genetyka
Ug99 jest produktem rodzaju somatycznej wymiany jądrowej, której nie zaobserwowano w innych rasach rdzy łodygi. Podczas tego wydarzenia i później jądra nie doświadczyły rekombinacji .
Odporność na geny
Ug99 i jego warianty różnią się od innych szczepów patogenu Black Stem Rust (BSR) ze względu na ich zdolność do pokonywania genów odporności pszenicy, które były trwałe przeciwko patogenowi BSR od dziesięcioleci. Te odporne geny Sr , z których znanych jest 50, nadają pszenicy różną odporność na rdzę łodygi. Zjadliwość w Ugandzie była zjadliwa przeciwko Sr31 i jest specyficzna dla Ug99. Ogromne straty pszenicy, które miały miejsce, były niszczycielskie, ale w ostatnich latach epidemia rdzy pszenicy była skutecznie kontrolowana poprzez selekcję i hodowlę dodatkowych genów Sr.
Naukowcy z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych ( USDA ) testują geny, aby określić ich odporność na Ug99, co ostatecznie pomoże w opracowaniu odmian pszenicy, które będą w stanie zwalczać rdzę. Odporność została zidentyfikowana w niewielkiej liczbie ras lądowych pszenicy jarej z Ameryki Północnej - 23 z 250 ras z odpornością roślin dorosłych , 27 z 23976 SNP przenoszących APR i tylko 9 ras wykazujących odporność na sadzonki . Ta oporność była obecna przed prowokacją patogenem Ug99 obecnym w NA w celu kierowania selekcją. USDA stwierdziło, że obecnie badają rasy pszenicy ozimej, w których opór jest bardziej prawdopodobny. Ze względu na to, że pokaz wyścigów zimowych jest trudniejszy, wyniki badań nie są spodziewane przez kolejne pięć do siedmiu lat.
Oprócz badań prowadzonych przez USDA, brytyjski Departament Rozwoju Międzynarodowego (DFID) wraz z Fundacją Billa i Melindy Gates ogłosili w lutym 2011 r., że przyznają 40 milionów dolarów na globalny projekt prowadzony przez Uniwersytet Cornell dla zwalczać zjadliwe szczepy Ug99. Pięcioletnia dotacja dla projektu Trwała odporność na rdzę w pszenicy (DRRW) wesprze próby identyfikacji nowych genów odporności, a także reprodukcję i dystrybucję nasion pszenicy odpornej na rdzę wśród rolników.
Następuje ciągły proces rozwoju nowych odmian odpornych i niepowodzenia tych odmian. To pokazuje potrzebę ciągłego doskonalenia.
Od 2020 roku nowoczesne techniki genetyki molekularnej i molekularnej identyfikują loci cech ilościowych (QTL) , poszczególne struktury komórkowe i poszczególne geny R skuteczniej niż kiedykolwiek wcześniej. Będą one potrzebne, biorąc pod uwagę utrzymujące się poważne, ogólnoświatowe zagrożenie, jakie stanowi Ug99.
Wyścigi
Istnieje 13 ras Ug99, które (w systemie nazewnictwa północnoamerykańskiego) mają oznaczenia TTKSK, TTKSF, TTKST, TTTSK, TTKSP, PTKSK, PTKST, TTKSF+, TTKTT, TTKTK, TTHSK, PTKTK i TTHST. Wszystkie są blisko spokrewnione i uważa się, że wyewoluowały ze wspólnego przodka.
TTKSK
Znany również jako PTKS . Pierwszy wyścig Ug99 do scharakteryzowania. Jak większość ras Ug99 i w przeciwieństwie do innych odmian rdzy łodygi, jest zjadliwy wobec genu Sr Sr31 ; jest również zjadliwy wobec Sr38 . Awirulentny przeciwko Sr24 . Został znaleziony w Ugandzie w 1999 r., Kenii w 2001 r., Etiopii w 2003 r., Sudanie i Jemenie w 2006 r., Iranie w 2007 r. i Tanzanii w 2009 r., Erytrei w 2012 r. oraz Rwandzie i Egipcie w 2014 r.
Sr14 nie chroni sadzonek przed TTKSK, ale zapewnia umiarkowaną odporność w późniejszych stadiach .
TTKSF
Po raz pierwszy wykryty w RPA w 2000 r., Zimbabwe 2009 r. i Ugandzie w 2012 r.
TTKST
Odkryta w Kenii w 2006 roku była pierwszą rasą Ug99, która okazała się zjadliwa wobec genu Sr Sr24 . TTKST jest obecnie dominującą rasą rdzy łodygi w Kenii.
Sr14 jest skuteczny przeciwko TTKST.
TTTSK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2007 r., Tanzanii w 2009 r., Etiopii w 2010 r., Ugandzie w 2012 r. i Rwandzie w 2014 r.
TTKSP
Po raz pierwszy wykryty w Republice Południowej Afryki w 2007 roku.
PTKSK
Po raz pierwszy wykryty w Etiopii w 2007 r., Kenii w 2009 r., Jemenie w 2009 r. i RPA w 2017 r.
PTKST
Po raz pierwszy wykryty w Etiopii w 2007 r., Kenii w 2008 r., RPA w 2009 r., Erytrei i Mozambiku oraz Zimbabwe w 2010 r.
TTKSF+
Po raz pierwszy wykryty w Republice Południowej Afryki i Zimbabwe w 2010 r . Zjadliwy przeciwko Sr9h .
TTKTT
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 r.
TTKTK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii, Rwandzie, Ugandzie, Erytrei i Egipcie w 2014 r.
TTHSK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 roku. Różni się od oryginału ( TTSKSK ) zjadliwością wobec Sr30 . Podobny do TTHST .
PTKTK
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2014 r. Różni się od PTKSK wirulencją przeciwko SrTmp . Różni się od TTKTK brakiem zjadliwości wobec Sr21 .
TTHST
Po raz pierwszy wykryty w Kenii w 2013 r.
Oś czasu
1993
1998
- Poważne infekcje rdzy łodyg obserwowane w Ugandzie . Zidentyfikowano Ug99, scharakteryzowano jako wykazujący zjadliwość na Sr31 i nazwano.
2000
- TTKSF wykryty w Afryce Południowej .
2001
- TTKSK wykryty w Kenii .
2003
- TTKSK wykryty w Etiopii .
2006
- TTKSK wykryto w Sudanie i Jemenie .
- TTKST , nowy wariant Ug99 ze zjadliwością wobec Sr24 , wykryty w Kenii .
2007
- TTTSK wykryto w Kenii .
- TTKSP wykryty w Afryce Południowej .
- PTKSK wykryty w Etiopii .
- PTKST wykryty w Etiopii .
2008
2009
- TTKSK wykryty w Tanzanii .
- TTKST wykryty w Tanzanii.
- TTTSK wykryto w Tanzanii.
- TTKSF wykryty w Zimbabwe .
- PTKSK wykryty w Kenii .
- PTKST wykryty w Republice Południowej Afryki .
2010
- Wykryto TTKST w Erytrei .
- Wykryto PTKST w Erytrei .
- PTKST wykryty w Mozambiku .
- PTKST wykryty w Zimbabwe .
- TTKSF+ wykryty w Afryce Południowej .
- TTKSF+ wykryty w Zimbabwe .
2013
- TTHST potwierdzony w Kenii
2014
- TTKTK potwierdzone w Egipcie , Kenii, Erytrei, Rwandzie i Ugandzie.
- TTHSK potwierdzone w Kenii
- PTKTK potwierdzone w Kenii
- TTKTT potwierdzone w Kenii.
- TTKST wykryty w Egipcie.
- TTKSK wykryty w Egipcie.
Rozprzestrzenianie geograficzne
Chiny
Chociaż Ug99 nie dotarł jeszcze do Chin , inne rasy rdzy łodygi już to zrobiły i trwają wysiłki, aby połączyć opór przeciwko obecnym rasom z przyszłymi potrzebami oporu przeciwko Ug99, gdy tylko nadejdzie.
Liban
Chociaż SR5 , SR21 , Sr9e , Sr7b , SR11 , SR6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , SR30 , SR17 , Sr9a , Sr9d , SR10 , SrTmp , Sr38 i SrMcN nie są skuteczne w Libanie , SR11 , Sr24 i Sr31 nadal są który jest diagnostyką braku Ug99 z Libanu.
Irak
Wykryty w Iraku w 2019 roku.
południowa Azja
Według oceny amerykańskiego dyrektora wywiadu narodowego w 2013 r. Ug99 wkrótce dotrze do Azji Południowej , w ciągu najbliższych kilku lat. Spodziewano się, że spowoduje to zakłócenia dostaw na całym świecie, ponieważ chociaż produktywność rosła w Europie Wschodniej i teoretycznie mogłaby wypełnić tę lukę, rządy na całym świecie wykazały gotowość do zakazania eksportu. Jednak od kwietnia 2021 r. Azja Południowa pozostaje nienaruszona.