Striga -Striga

Nesmí být zaměňována s Strzyga , Strigoi nebo Shtriga .

Striga
Striga bilabiata MS4167.jpg
Vědecká klasifikace E
Království: Plantae
Clade : Tracheofyty
Clade : Krytosemenné rostliny
Clade : Eudicoti
Clade : Asteridy
Objednat: Lamiales
Rodina: Orobanchaceae
Kmen: Buchnereae
Rod: Striga
Lour.

Striga , běžně známý jako witchweed , se o rod z parazitických rostlin , které se přirozeně vyskytují v některých částech Afriky, Asie a Austrálie. Je v rodině Orobanchaceae . Některé druhy jsou vážnými patogeny obilných plodin, přičemž největší účinky mají v savanském zemědělství v Africe. Způsobuje také značné ztráty na úrodě v jiných oblastech, včetně jiných tropických a subtropických plodin v původních oblastech a v Americe.

Čarodějnice se vyznačují jasně zelenými stonky a listy a malými, pestrobarevnými a atraktivními květy. Jsou to obligátní hemiparaziti kořenů a ke klíčení a počátečnímu vývoji vyžadují živého hostitele, i když pak mohou přežít sami.

Rod je zařazen do čeledi Orobanchaceae , i když starší klasifikace jej zařazují do Scrophulariaceae .

Počet druhů je nejistý, ale v některých případech může přesáhnout 40. Lékařské výhody, po několika studiích bylo zjištěno, že čaj z plevele strigy navozuje spánek a snižuje vysoký krevní tlak u pacienta.

Hostitelé a příznaky

Ačkoli většina druhů Strigy nepatří mezi patogeny, které ovlivňují lidské zemědělství, některé druhy mají ničivé účinky na plodiny, zejména na ty, které vysazují samozásobitelé . Nejčastěji postiženými plodinami jsou kukuřice , čirok , rýže a cukrová třtina . Tři druhy způsobují největší poškození: Striga asiatica , S. gesnerioides a S. hermonthica .

Čarodějnice parazituje na kukuřici, prosu, čiroku, cukrové třtině, rýži, luštěninách a řadě plevelných trav. Je schopen výrazně snížit výnosy, v některých případech vymazat celou plodinu.

Příznaky hostitelské rostliny, jako je zakrnění , vadnutí a chloróza , jsou podobné příznakům způsobeným vážným poškozením suchem, nedostatkem živin a cévními chorobami.

Životní cyklus

Kořeny rostlin s připojenou rostlinou Striga

Každá rostlina je schopna produkovat 90 000 až 500 000 semen, která mohou zůstat životaschopná v půdě více než 10 let. Většina produkovaných semen není životaschopná. Jednoletá rostlina, kde čarodějnice přezimuje ve fázi semene. Jeho semena klíčí v přítomnosti kořenového exsudátu hostitele a vyvíjejí se haustoria, které pronikají do kořenových buněk hostitele. Exsudát kořenového hostitele obsahuje strigolaktony , signální molekuly, které podporují klíčení semen strigy . V místech, kde se parazitické kořeny přichytí ke kořenům hostitele, se vytvoří zvonovitý otok. Patogen se vyvíjí v podzemí, kde může strávit další čtyři až sedm týdnů před vzejitím, kdy rychle kvete a vytváří semena. Semena čarodějnic se snadno šíří větrem a vodou a v půdě prostřednictvím zvířecích vektorů. Hlavním prostředkem rozptýlení je však lidská činnost prostřednictvím strojů, nástrojů a oblečení.

Vývoj haustoria

Jakmile je klíčení stimulováno, semeno Striga vyšle počáteční kořen , aby sondovalo půdu pro kořen hostitele. Počáteční kořen vylučuje oxidační enzym, který tráví povrch kořene hostitele a uvolňuje chinony . Pokud je chinonový produkt v příslušných koncentracích, vytvoří se z původního kořene haustorium. Haustorium roste směrem ke kořenu hostitele, dokud se nedostane do kontaktu s povrchem kořene a naváže parazitický kontakt v relativně krátkém pořadí. Do 12 hodin od počátečního růstu haustoria haustorium rozpozná kořen hostitele a zahájí rychlé dělení a prodloužení buněk. Haustorium má tvar klínu a využívá mechanickou sílu a chemické štěpení k proniknutí do kořene hostitele a vytlačuje hostitelské buňky z cesty. Během 48–72 hodin proniklo haustorium do kořenové kůry hostitele . Struktury podobné prstům na haustoriu, zvané oscula (z latinského osculum , „malá tlama“) pronikají xylemem hostitele skrz jámy v membráně. Oscula pak nabobtná, aby si zajistila svoji pozici v xylemové membráně. Sítkové trubice strigy se vyvíjejí společně s oskoulou. Krátce poté, co pronikne xylem hostitele, se v osmi buňkách vyvinou síto Striga a přiblíží se k hostitelskému floemu . Tato vrstva osmi buněk umožňuje nespecifický transport živin z hostitele do sazenice Striga . Do 24 hodin po poklepání na xylém a floem hostitele se ze semene vynoří kotyledony Striga .

životní prostředí

Teploty v rozmezí od 30 do 35 ° C (86 až 95 ° F) ve vlhkém prostředí jsou ideální pro klíčení. Čarodějnice se nevyvíjí při teplotách pod 20 ° C (68 ° F). Zemědělské půdy s lehkou strukturou a nízkými hladinami dusíku obvykle podporují rozvoj Strigy. Čarodějnice přesto prokázala širokou toleranci pro typy půd, pokud jsou teploty půdy příznivě vysoké. Bylo prokázáno, že semena přežívají ve zmrzlé půdě s teplotami až -15 ° C (5 ° F), což svědčí o jejich schopnosti jako přezimujících struktur.

Teplota půdy, teplota vzduchu, fotoperioda , typ půdy a živiny a vlhkost půdy nijak výrazně neodrazují od vývoje čarodějnice. Tato zjištění, i když omezená na Carolinas ve Spojených státech, naznačují, že patogen by mohl úspěšně infikovat masivní kukuřičné plodiny na americkém středozápadě.

Řízení

Řízení čarodějnice je obtížné, protože většina jejího životního cyklu se odehrává pod zemí. Pokud není detekováno před vzejitím, je příliš pozdě na snížení ztrát plodin. Aby se zabránilo šíření čarodějnice, je nutné zasadit nekontaminovaná semena a před vstupem do polí vyčistit půdu a zbytky rostlin od strojů, obuvi, oblečení a nářadí. Pokud jsou populace nízké, je možné ruční pletí před produkcí semen.

Společnost Striga ve Spojených státech byla ovládána pomocí několika strategií řízení, včetně karantén uložených na postižené oblasti, kontroly pohybu zemědělského vybavení mezi infikovanými a neinfikovanými oblastmi, aplikace herbicidů a uloženého „sebevražedného klíčení“. Pokud jde o posledně jmenovaná, v polích, která ještě nejsou vysazena v plodinách, jsou semena přítomná v půdě přiměna ke klíčení vstřikováním ethylenového plynu, který napodobuje přirozenou fyziologickou reakci spojenou s rozpoznáváním hostitele. Protože nejsou k dispozici žádné hostitelské kořeny, sazenice hynou. Bohužel každá rostlina Striga může produkovat desítky tisíc drobných semen, která mohou zůstat v půdě spící mnoho let. Taková ošetření tedy neodstraní všechna semena z půdy. Tato metoda je navíc drahá a není obecně dostupná pro zemědělce v rozvojových zemích Afriky a Asie.

Další metoda zvaná ořez pastí zahrnuje vysazení druhu na zamořené pole, které přiměje klíčit semena Strigy, ale nepodporuje přichycení parazita. Tato metoda byla použita na čirokových plantážích výsadbou Celosia argentea mezi řádky čiroku. Bavlna, slunečnice a lněné semeno jsou také účinnými pastmi. Výsadba desmodia stříbřitého ( Desmodium uncinatum ), jak se provádí při meziplodinách push-pull , inhibuje klíčení semen strigy a účinně funguje meziplodina kukuřice.

Zvyšování hladin dusíku v půdě, pěstování odrůd tolerujících strigy, pěstování pastí a výsadba plodin náchylných k sklizni před produkcí osiva čarodějnice jsou osvědčené taktiky proti strigám. Jako slibný přístup se jeví také potírání semen kukuřice houbami nebo herbicidem. Příkladem je TAN222, odrůda kukuřice „odolná vůči strigám“, která je potažena systémovým herbicidem imazapyr , vůči kterému je odolná. Všechna semena strigy, která klíčí, když je tato kukuřice ve stadiu sazenic, jsou otrávena, když je jejich haustoria zasazena do kořenů sazenice.

Několik odrůd čiroku má v místních podmínkách vysokou odolnost, včetně 'N-13', 'Framida' a 'Serena'. Kultury prosa „Buruma“, „Shibe“, „Okoa“ a „Serere 17“ jsou v Tanzanii považovány za odolné. Některé odrůdy kukuřice vykazují částečný odpor vůči čarodějnici, včetně „Katumani“ v Keni. V řadě kultivarů rýže, včetně některých kultivarů NERICA (Nová rýže pro Afriku), byly identifikovány účinné mechanismy rezistence před a po připojení. Bylo ukázáno, že kukuřice impregnovaná herbicidy rezistentní vůči herbicidům 'StrigAway' ™ redukuje semennou banku strig o 30% ve dvou sezónách.

Důležitost

Plodiny kukuřice, čiroku a cukrové třtiny ve Spojených státech mají odhadovanou hodnotu hodně přes 20 miliard dolarů. Kromě toho je čarodějnice schopná zničit celou plodinu. Ve skutečnosti je to tak plodné, že v roce 1957 Kongres přidělil peníze ve snaze vymýtit čarodějnici. Kvůli Strigovi zřídila inspekční služba pro zdraví zvířat a rostlin ( APHIS ) amerického ministerstva zemědělství výzkumnou stanici a kontrolní metody. Díky mapování zamoření, karanténě a kontrolním činnostem, jako je ničení kontaminovaných semen, byla od svého objevení ve Spojených státech výměra parazitované čarodějnicí snížena o 99%. APHIS dokonce nabídl peněžní odměny těm, kteří identifikují a nahlásí plevel, a vybízí majitele pozemků, aby si zkontrolovali vlastní výměru.

Čarodějnice, která parazituje na důležitých hospodářských rostlinách, je jedním z nejničivějších patogenů v Africe. Čarodějnice ve skutečnosti postihuje 40% africké oblasti savan na orné půdě, což má za následek ztrátu až 13 miliard dolarů každý rok. Striga postihuje jen v subsaharské Africe 40 milionů hektarů (98 842 153 akrů) plodin. Napadení čarodějnicí je v některých částech Afriky tak špatné, že se někteří zemědělci musí přestěhovat každých několik let. Většinu plodin v Africe pěstují samozásobitelé, kteří si nemohou dovolit drahé kontroly čarodějnic, kteří proto v důsledku tohoto patogenu hodně trpí.

Druh

Běžní plodinoví paraziti

Fotografie rostliny Striga asiatica (čarodějnice)
Striga bilabiata
  • Striga asiatica má velmi široké geografické rozšíření, od Afriky přes jižní a východní Asii až po Austrálii. Od 50. let 20. století je známý také ze Spojených států. Tento úvod, pravděpodobně důsledek lidské činnosti, vedl k zamoření kukuřice ( kukuřice ) v mnoha krajích v Severní a Jižní Karolíně. Americké ministerstvo zemědělství a státní agentury uvalily na tuto oblast karanténu, aby kontrolovaly její šíření - proces, který byl zjevně úspěšný.
  • Striga gesnerioides , čarodějnice cowpea, jak naznačuje její název, je parazitem cowpea ( Vigna unguiculata ), což není tráva, ale člen rodiny luštěnin ( Fabaceae nebo Leguminosae ). Tento druh byl také omylem zavlečen na Floridu ve Spojených státech, kde byl nalezen parazitující Indigofera hirsuta (chlupaté indigo, další luštěniny).
  • Striga hermonthica (purpurová čarodějnice) je také parazit, který postihuje trávy , zejména čirok a perlové proso v subsaharské Africe (Senegal až Etiopie, Demokratická republika Kongo a Tanzanie, Angola, Namibie).

Seznam druhů

Následující jsou v Seznamu rostlin uvedeny jako „Přijaté“ .

Galerie

Viz také

Reference

Další čtení

  • Clark, Lawrence J .; Shawe, Keith G .; Hoffmann, Gŕrard; Stewart, George R. (1994). "Účinek Striga hermonthica (Del.) Benth. Infekce na charakteristiky výměny plynů a výtěžek hostitele čiroku, měřeno na poli v Mali". Journal of Experimental Botany . 45 (2): 281–3. doi : 10,1093/jxb/45.2.281 .
  • Gérard, Hoffmann; Loisel, Roger (1994). Příspěvek k parazitům Phanérogames du Burkina Faso et du Mali: aspekty quelques de leur écologie, biologie et technologies de lutte [ Příspěvek ke studiu parazitických Fanerogamů Burkiny Faso a Mali: některé aspekty jejich ekologie, biologie a řídicí techniky ] (Disertační práce) (ve francouzštině). OCLC  489977820 . INIST : 163863 .
  • Gérard, Hoffmann; Diarra, C; Dembele, D (1994). „Ohniska a nové záznamy: Striga asiatica, nový škůdce kukuřice v Mali“ . Věstník ochrany rostlin FAO (Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství) . 42 (42): 214–5.
  • Gérard, Hoffmann; Marnotte, P .; Dembélé, D (1997). „Emploi d'herbicides pour lutter contre Striga hermonthica: Striga“ [The use of herbicides to control Striga hermonthica]. Agriculture et Développement (ve francouzštině). 13 : 58–62. INIST : 2781044 .
  • Khan, Zeyaur R .; Hassanali, Ahmed; Overholt, William; Khamis, Tsanuo M .; Hooper, Antony M .; Pickett, John A .; Wadhams, Lester J .; Woodcock, Christine M. (2002). „Kontrola čarodějnice Striga hermonthica pomocí meziplodiny s Desmodium spp. A mechanismus definovaný jako alelopatický“. Journal of Chemical Ecology . 28 (9): 1871–85. doi : 10,1023/A: 1020525521180 . PMID  12449513 . S2CID  21834435 .
  • Khan, Zeyaur R .; Midega, Charles AO; Hassanali, Ahmed; Pickett, John A .; Wadhams, Lester J. (2007). „Posouzení různých luštěnin pro kontrolu kukuřice a čiroku“. Crop Science . 47 (2): 730–4. doi : 10,2135/plodiny2006.07.0487 .
  • Moore, THM; Lane, JA; Dítě, DV; Arnold, GM; Bailey, JA; Hoffmann, G. (1995). „Nové zdroje rezistence cowpea (Vigna unguiculata) na Striga gesnerioides, parazitický krytosemen“. Euphytica . 84 (3): 165–74. doi : 10,1007/BF01681808 . S2CID  30202739 .

externí odkazy