โรคราสนิมใบข้าวสาลี
อาการ
ชื่อสามัญ	โรคสนิมสีน้ำตาล โรคสนิมใบไม้
ปัจจัยก่อเหตุ	ปุชชิเนีย ทริติซินา
โฮสต์	ข้าวสาลี
รหัส EPPO	พียูซีอาร์ที
การกระจาย	ทั่วโลก

โรคราสนิมใบข้าวสาลี
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์
อาณาจักร:	เชื้อรา
แผนก:	บาซิดิโอไมโคตา
ระดับ:	ปุชชินิโอไมซีส
คำสั่ง:	ปุชชินิอาเลส
ตระกูล:	ปุชชินีซี
ประเภท:	ปุชชิเนีย
สายพันธุ์:	พี. ทริติซิน่า
ชื่อทวินาม
ปุชชิเนีย ทริติซินา เอริคส์ (1899)
คำพ้องความหมาย
Puccinia dispersa f. เอสพีทริติซี่เอริคส์. & อี.เฮนน์. พ.ศ. 2437 ปุชชิเนีย เรคอนดิต้าเอฟ. เอสพีทริติซี่(เอริกส์. และ อี.เฮ็นน์.) ดีเอ็มเฮนเดอร์สัน

โรค ราสนิมใบข้าวสาลี ( Puccinia triticina ) เป็นโรคเชื้อราที่ส่งผลกระทบต่อลำต้นใบ และเมล็ดของข้าวสาลีข้าวบาร์เลย์ และข้าวไรย์ ใน เขตภูมิอากาศอบอุ่น โรค นี้สร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อข้าวสาลีฤดูหนาวเนื่องจากเชื้อก่อโรค สามารถอยู่ รอดได้ในฤดู หนาว การติดเชื้ออาจทำให้ผลผลิตลดลงได้ถึง 20% เชื้อก่อโรคคือเชื้อราสนิมสกุลPuccinia เป็นโรคราสนิมข้าวสาลีที่แพร่หลายที่สุด พบได้ในพื้นที่ปลูกข้าวสาลีส่วนใหญ่^{[ 1 ]}ก่อให้เกิดการระบาด อย่างรุนแรง ในอเมริกาเหนือเม็กซิโกและอเมริกาใต้และเป็นโรคตามฤดูกาลที่สร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงในอินเดียP. triticinaเป็นเฮเทอโร อีเซียส ( heteroecious ) ซึ่งต้องการโฮสต์ที่แตกต่างกันสองชนิด (โฮสต์ทางเลือก) ^{[ 1 ] [ 2 ]}

นักปรับปรุงพันธุ์พืชพยายามปรับปรุงปริมาณผลผลิตในพืชผลต่างๆ เช่น ข้าวสาลี มาตั้งแต่เริ่มต้นการเกษตรตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 การปรับปรุงพันธุ์เพื่อต้านทานโรคพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญต่อการผลิตข้าวสาลีโดยรวมมากพอๆ กับการปรับปรุงพันธุ์เพื่อเพิ่มผลผลิต การใช้ยีนต้านทานเพียงยีนเดียวต่อศัตรูพืชและโรคต่างๆ มีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงพันธุ์พืชเพื่อต้านทานโรค ยีนต้านทานเดี่ยวตัวแรกที่ถูกค้นพบนั้นมีประสิทธิภาพในการต้านทานโรคสนิมเหลือง นับตั้งแต่นั้นมาก็มีการค้นพบยีนต้านทานโรคสนิมใบจำนวนมาก

ยีนต้านทานโรคราสนิมใบเป็นยีนต้านทานที่มีประสิทธิภาพในพืชโตเต็มวัย ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานของพืชต่อ การติดเชื้อ P. recondita f.sp. tritici (UVPrt2 หรือ UVPrt13) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับยีน Lr13 และยีน Lr34 (Kloppers & Pretorius, 1997 ^{[ 3 ]} ) Lr37 มาจากพันธุ์ VPM1 ของฝรั่งเศส (Dyck & Lukow, 1988 ^{[ 4 ]} ) สายพันธุ์ RL6081 ซึ่งพัฒนาขึ้นในแคนาดาเพื่อต้านทาน Lr37 แสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่อโรคราสนิมใบ โรคราสนิมเหลือง และโรคราสนิมลำต้นทั้งในต้นกล้าและพืชโตเต็มวัย ดังนั้นการผสมข้ามพันธุ์ระหว่างพันธุ์ของฝรั่งเศสจะนำยีนนี้เข้าสู่เชื้อพันธุ์ท้องถิ่น ทำให้ความหลากหลายทางพันธุกรรมของพันธุ์ในแอฟริกาใต้เพิ่มมากขึ้น

เทคนิคทางโมเลกุลถูกนำมาใช้เพื่อประเมินระยะห่างทางพันธุกรรมระหว่างพันธุ์ข้าวสาลีต่างๆ เมื่อทราบระยะห่างทางพันธุกรรมแล้ว จะสามารถคาดการณ์ถึงการผสมพันธุ์ที่ดีที่สุดระหว่างสองสายพันธุ์ต่างประเทศที่มียีน Lr37 คือ VPMI และ RL6081 กับพันธุ์พื้นเมืองของแอฟริกาใต้ได้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในข้าวสาลีที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมต่ำ ยีนจะถูกถ่ายทอดโดยใช้การผสมกลับ (backcrossing) น้อยที่สุดไปยังพันธุ์ที่ใกล้เคียงกันทางพันธุกรรมมากที่สุด ทำให้ได้ลูกหลานที่มีลักษณะทางพันธุกรรมคล้ายกับพ่อแม่พันธุ์เดิม แต่มียีน Lr37 อยู่ด้วย ระยะห่างทางพันธุกรรมระหว่างสายพันธุ์ใกล้เคียงไอโซจีนิก (NILs) สำหรับยีนเฉพาะ จะบ่งชี้ว่าต้องเปรียบเทียบตำแหน่ง (loci) กี่ตำแหน่งที่ขยายด้วยเทคนิคทางโมเลกุล เพื่อค้นหาเครื่องหมายที่คาดว่าเชื่อมโยงกับยีนนั้น

เชื้อรา สกุล Pucciniaที่ก่อให้เกิดโรคสนิมใบข้าวสาลีได้รับการเรียกด้วยชื่อที่แตกต่างกันอย่างน้อยหกชื่อนับตั้งแต่ปี 1882 เมื่อ G. Winter (1882) อธิบายถึงPuccinia rubigo-vera [ ^{5 ] ใน}ช่วงเวลานั้น โรคสนิมใบข้าวสาลีถูกตีความว่าเป็นรูปแบบเฉพาะของP. rubigo-veraต่อมา Eriksson และ Henning (1894) ได้จัดจำแนกเชื้อราเป็นP. dispersa f.sp. triticiในปี 1899 Eriksson สรุปว่าโรคสนิมควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นสายพันธุ์แท้ที่แยกต่างหาก ด้วยเหตุนี้ เขาจึงอธิบายเชื้อราเป็นP. triticinaชื่อนี้ถูกใช้โดย Gauemann (1959) ในหนังสือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเชื้อราสนิมของยุโรปตอนกลาง^{[ 6 ]}

Mains (1933) เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่ใช้ชื่อสปีชีส์ที่มีแนวคิดสปีชีส์กว้างๆ สำหรับโรคสนิมใบข้าวสาลี เขาถือว่าP. Rubigo-veraเป็นชื่อปัจจุบันและตั้งสมมติฐานว่าชื่อทวิภาค 32 ชื่อเป็นชื่อพ้องของสปีชีส์นั้น^{[ 7 ]} George Baker CumminsและRalph Merrill Caldwell (1956) ได้ต่อยอดจากแนวคิดสปีชีส์กว้างๆ และยังได้อภิปรายถึงความถูกต้องของP. rubigo-veraซึ่งอิงตามชื่อพื้นฐาน ใน ระยะยูรีดิเนียลในที่สุด พวกเขาได้แนะนำP. reconditaเป็นชื่อที่ถูกต้องที่เก่าแก่ที่สุดสำหรับโรคสนิมที่อาศัยหญ้าเป็นฐาน รวมถึงโรคสนิมใบข้าวสาลี^{[ 8 ]}แนวคิดและการตีพิมพ์ของพวกเขาได้รับการติดตามโดย Wilson & Henderson (1966) ในพืชโรคสนิมที่ครอบคลุมอีกเล่มหนึ่ง (เช่น British Rust Flora) Wilson และ Henderson (1966) ยังใช้แนวคิดสปีชีส์กว้างๆ สำหรับP. reconditaและแบ่งสปีชีส์กว้างๆ นี้ออกเป็น 11 ฟอร์มาสเปเชียล ที่แตกต่าง กัน ชื่อที่ยอมรับสำหรับโรคสนิมใบข้าวสาลีในพืชพรรณของพวกเขาคือP. recondita f.sp. tritici ^{[ 9 ]} Cummins (1971) ในเอกสารเกี่ยวกับโรคสนิมสำหรับPoaceae ได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับสายพันธุ์ที่กว้างมากสำหรับP. reconditaและระบุชื่อทวิภาค 52 ชื่อเป็นชื่อพ้อง^{[ 10 ]}

กระแสความคิดที่ตรงกันข้ามกับแนวคิดกว้างๆ ที่อิงตามสัณฐานวิทยาก็ได้รับความสนใจในหมู่นักอนุกรมวิธานเช่นกัน แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้ในการจำแนก เชื้อราสนิม ที่ขึ้นบนพืชตระกูลหญ้าโดย Urban (1969) ซึ่งเชื่อว่าชื่ออนุกรมวิธานควรสะท้อนทั้งสัณฐานวิทยาและนิเวศวิทยาของสายพันธุ์ ในบทความของเขา Urban ได้แนะนำP. perplexans var. triticinaเป็นชื่อที่เหมาะสมสำหรับโรคสนิมใบข้าวสาลี^{[ 11 ]} Savile (1984) ก็เป็นหนึ่งในนักอนุกรมวิธานที่เชื่อในการจำกัดแนวคิดของสายพันธุ์ เขาพิจารณาว่าP. triticinaเป็นชื่ออนุกรมวิธานที่แท้จริงสำหรับโรคสนิมใบข้าวสาลี^{[ 12 ]}ในขณะเดียวกัน เมื่อการวิจัยของเขาดำเนินต่อไป Urban ได้พิจารณาสัณฐานวิทยา นิเวศวิทยา และประสบการณ์ภาคสนามในขณะที่ศึกษาโรคสนิมใบข้าวสาลี โดยพิจารณาว่าเชื้อราเป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์Puccinia persistensที่มีระยะเอเซียลบน สมาชิกของ Ranunculaceae ซึ่งแตกต่างอย่าง สิ้นเชิงจากP. reconditaซึ่งสร้างระยะเอเซียลบนสมาชิกของวงศ์Boraginaceaeชื่อสุดท้ายที่เขาตั้งให้กับโรคสนิมนี้คือP. persistens subsp. triticina [ ^{13 ] การ}ศึกษาทางโมเลกุลและสัณฐานวิทยาพิสูจน์แล้วว่าอนุกรมวิธานของ Urban สำหรับโรคสนิมใบข้าวสาลีนั้นถูกต้อง^{[ 14 ]}

โรคราสนิมใบข้าวสาลีแพร่กระจายผ่านสปอร์ในอากาศ สปอร์ 5 ชนิดเกิดขึ้นในวงจรชีวิต ได้แก่ยูเรดินิโอส ปอ ร์เทลิโอสปอร์และบาซิดิโอสปอร์ซึ่งเจริญเติบโตบนต้นข้าวสาลี และไพคนิโอสปอร์และ เอ ซิโอสปอร์ซึ่งเจริญเติบโตบนพืชอาศัยอื่น^{[ 15 ]}กระบวนการงอกต้องการความชื้น และจะได้ผลดีที่สุดที่ความชื้น 100% อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการงอกอยู่ระหว่าง 15 ถึง 20 °C (59 ถึง 68 °F) ก่อนการสร้างสปอร์ ต้นข้าวสาลีจะไม่แสดงอาการใดๆ เลย

ข้าวสาลี ( Triticum aestivum ), ข้าวดูรัม ( T. turgidum var. durum ), ข้าวเอมเมอร์ ที่ปลูก ( T. dicoccon ) และข้าวเอมเมอร์ป่า ( T. dicoccoides ), Aegilops speltoides , หญ้าแพะข้อ ( Ae. cylindrica ) และข้าวไตรติเคิล ( X Triticosecale ) ^{[ 2 ]}

พืชใน วงศ์ Ranunculaceaeหลายชนิด ทำหน้าที่เป็นพืชอาศัยทางเลือก แต่ ^เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ความถี่ในการเกิดไม่เท่ากับโรคสนิมลำต้นและโรคบาร์เบอร์รี่^{[ H 1 ]} Thalictrum speciosissimum (ชื่อพ้องT. flavum glaucum ) และIsopyrum fumaroides [ ^{2 ]}

P. triticinaมีวงจรชีวิตแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ ในการทำให้วงจรชีวิตแบบอาศัยเพศสมบูรณ์P. triticinaต้องการโฮสต์ตัวที่สอง ( Thalictrum flavum glaucum ) ^{[ 2 ]}ซึ่งมันจะอยู่รอดข้ามฤดูหนาว ในสถานที่ที่Thalictrumไม่เจริญเติบโต เช่น ออสเตรเลีย เชื้อก่อโรคจะดำเนินวงจรชีวิตแบบไม่อาศัยเพศเท่านั้น และจะอยู่รอดข้ามฤดูหนาวในรูปของไมซีเลียมหรือยูเรดิเนียกระบวนการงอกต้องการความชื้นและอุณหภูมิระหว่าง 15 ถึง 20 °C (59 ถึง 68 °F) หลังจากติดเชื้อประมาณ 10–14 วัน เชื้อราจะเริ่มสร้างสปอร์และอาการจะปรากฏให้เห็นบนใบข้าวสาลี

สถานที่ตั้งเป็นลักษณะสำคัญในการแพร่กระจายของโรคราสนิมข้าวสาลี ในบางพื้นที่ โรคราสนิมข้าวสาลีสามารถเจริญเติบโตและแพร่กระจายได้ง่าย ในขณะที่บางพื้นที่ สภาพแวดล้อมอาจไม่เหมาะสมต่อการเกิดโรค สปอร์ของเชื้อราสนิมข้าวสาลีจะเริ่มงอกภายใน 1-3 ชั่วโมงหลังจากสัมผัสกับความชื้นในอุณหภูมิที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อรา สปอร์ถูกผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากและสามารถถูกลมพัดไปได้ไกล แต่ส่วนใหญ่จะตกลงมาใกล้แหล่งกำเนิดภายใต้แรงโน้มถ่วง สปอร์มีความทนทานค่อนข้างสูงและสามารถอยู่รอดได้ในทุ่งนาห่างจากต้นพืชเป็นเวลาหลายสัปดาห์ พวกมันสามารถทนต่อการแช่แข็งได้หากความชื้นลดลงเหลือ 20-30 เปอร์เซ็นต์ ความสามารถในการอยู่รอดจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อความชื้นมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ การแพร่กระจายของสปอร์ในระยะไกลได้รับอิทธิพลจากทิศทางลมและละติจูด โดยทั่วไป สปอร์จะเคลื่อนที่จากตะวันตกไปตะวันออกเนื่องจากลมที่เกิดจากการหมุนของโลก เมื่อละติจูดสูงขึ้นเรื่อยๆ ลมมักจะพัดมาจากทางใต้มากขึ้นในซีกโลกเหนือ และพัดมาจากทางเหนือมากขึ้นในซีกโลกใต้ เชื้อรา Puccinia triticinaสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมเดียวกันกับใบข้าวสาลี ตราบใดที่มีการติดเชื้อแต่ไม่มีการสร้างสปอร์ เชื้อราสามารถแพร่เชื้อได้ภายในเวลาไม่ถึงสามชั่วโมงเมื่อมีความชื้นและอุณหภูมิต่ำกว่า 20 °C (68 °F) อย่างไรก็ตาม การติดเชื้อจะเกิดขึ้นมากขึ้นเมื่อสัมผัสกับความชื้นนานขึ้น^{[ 16 ] [ 17 ]}

สำหรับฤดูกาล 2020 ห้องปฏิบัติการโรคพืชธัญพืช ของ USDA ARS พบสายพันธุ์ 36 สายพันธุ์ในอเมริกาเหนือ ได้แก่ BBBQD, LBDSG, LCDJG, LCDSG, MBDSD, MBTNB, MCDSB, MCDSD, MCJSB, MCTNB, MLPSD, MNPSD, MPPSD, MPTSD, MSBJG, TBBGS, TBBJS, TBRKG, TBTDB, TBTNB, TCBGS, TCGJG, TCJTB, TCSQB, TCTBB, TCTNB, TCTQB, TDBGS, TFPSB, TFTSB, TGBGS, TNBGJ, TNBGS, TNBJJ, TNBJS และ TPBGJ ^{[ 18 ] [ 19 ]}

ระหว่างปี 1992 ถึง 2002 พันธุ์ ข้าวสาลีที่นิยม ปลูก ในยุโรปเหนือเกือบทั้งหมดมีความต้านทานต่อเชื้อโรคส่วนใหญ่ในระยะต้นกล้า ประมาณ 1 ใน 3 ของพันธุ์เหล่านี้ได้รับการยืนยันว่ามี Lr s ที่ยังไม่ได้รับการระบุพันธุ์บางชนิดมีความต้านทานต่อเชื้อโรคส่วนใหญ่ และหนึ่งพันธุ์มีความต้านทานต่อเชื้อโรคทุกชนิดLr s ที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่Lr13 , Lr14aและLr26ส่วนLr2a , Lr3 , Lr10 , Lr17และLr23พบได้น้อย พันธุ์ข้าวสาลีบางชนิดได้รับความนิยมอย่างมาก เช่น 'Ritmo' ซึ่งมีพื้นที่เพาะปลูกมากกว่า 50% ในปี 1998 และ 1999 ตลอดช่วงเวลาสำรวจ (1992-2002) พันธุ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ 'Pepital' ( Lr10 + Lr13 ), 'Haven' ( Lr26 ), 'Hussar' ( Lr26 ), 'Ritmo' ( Lr13 ), 'Lynx' ( Lr17 + Lr26 ), 'Kris' ( Lr10 + Lr13 ), 'Terra' ( Lr13 ), 'Sleipner' และ 'Hereward' (สำหรับข้าวสาลีฤดูใบไม้ผลิโดยเฉพาะ ได้แก่ 'Dragon' ( Lr14a ), 'Leguan' ( Lr14a ) และ 'Vinjett' ( Lr14a )) ^{[ 20 ]}

ตุ่มสีน้ำตาลขนาดเล็ก จะเกิดขึ้นบนใบในลักษณะกระจายตัวอย่างไม่เป็นระเบียบ อาจรวมตัวกันเป็นหย่อมๆ ในกรณีที่รุนแรง โรคจะเริ่มแสดงอาการช้า แต่จะเร่งตัวขึ้นในอุณหภูมิที่สูงกว่า 15 องศาเซลเซียส (59 องศาฟาเรนไฮต์) ทำให้เป็นโรคที่เกิดกับต้นธัญพืชที่เจริญเติบโตเต็มที่ในฤดูร้อน ซึ่งมักจะสายเกินไปที่จะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญในเขตภูมิอากาศอบอุ่น ความเสียหายโดยทั่วไปอยู่ที่ 5-20% แต่ในกรณีที่รุนแรงอาจสูงถึง 50% อาการของโรคมีความรุนแรงแตกต่างกันไป ตั้งแต่แทบไม่มีผลกระทบต่อความสวยงาม ไปจนถึงปกคลุมผิวใบทั้งหมด บนใบของต้นบาร์เบอร์รี่ โรคนี้จะปรากฏเป็นจุดสีเหลืองคล้ายผง โดยมีเอเซียกระจายออกมาจากด้านล่างของใบ

ความต้านทานของพันธุ์มีความสำคัญ สารฆ่าเชื้อราถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย^{[ H 2 ]}การควบคุมทางเคมีด้วยสารฆ่าเชื้อรากลุ่มไตรอะโซลอาจมีประโยชน์ในการควบคุมการติดเชื้อจนถึงระยะออกรวง แต่เป็นการยากที่จะหาเหตุผลทางเศรษฐกิจในการโจมตีหลังจากระยะนี้ การควบคุมมักไม่แพร่หลายเท่ากับการป้องกันผ่านการพัฒนา พันธุ์ ที่ทนทานต่อโรคทางพันธุกรรมและการกำจัดต้นบาร์เบอร์รี่ทั่วไปพันธุ์พืชเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการควบคุมโรคและถูกนำมาใช้มานานกว่า 100 ปี อย่างไรก็ตาม ความต้านทานที่เชื่อมโยงกับยีนเดี่ยวได้กลายเป็นสิ่งที่ไร้ประสิทธิภาพเนื่องจากเชื้อโรคปรับตัวเข้ากับวัฒนธรรมใหม่ นี่คือเหตุผลที่การทำลายโฮสต์ทางเลือกเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุม ควรปลูกพันธุ์ที่สุกเร็วรวมถึงข้าวสาลีฤดูใบไม้ผลิให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อหลีกเลี่ยงช่วงเวลาที่มีโรคสนิมระบาดสูงสุด ควรทำลายข้าวสาลีที่ขึ้นเอง (ต้นที่งอกเอง ) เพื่อไม่ให้แพร่กระจายสปอร์ยูเรดินิโอสปอร์ต่อไปในช่วงปลายฤดูเก็บเกี่ยว^{[ 21 ] [ 22 ]}

• Lr21 - Scofield et al. 2005 ประสบความสำเร็จในการใช้การปิดกั้นยีนที่เกิดจากไวรัสเพื่อตรวจสอบว่ายีนนี้ทำงานอย่างไรในข้าวสาลีเฮกซาพลอยด์^{[ 23 ]}

เนื่องจากLr34 , Lr46และLr67ไม่จำเพาะเจาะจง จึงไม่ควรนำมาใช้ในการวิเคราะห์สายพันธุ์ของเชื้อก่อโรคนี้^{[ 24 ]}

แม้แต่การใช้พันธุ์ที่มีชุดยีนก็มักจะล้มเหลวในการต่อต้านPt / Prtเนื่องจากการใช้ยีนเดียวกันในพันธุ์อื่นในพื้นที่เดียวกัน^{[ 24 ]}การเกิดสนิมช้าอาจเป็นคำตอบ^{[ 24 ]}

• รายชื่อพันธุ์Puccinia
• โรคข้าวสาลี
• สนิม (เชื้อรา)
• ข้าวระเบิด
• สนิมลำต้น
• ข้าวสาลีคาร์เชีย

• ฮอว์กินส์, นิโคล่า (2020). โรคสนิมลำต้น Ug99 - การเอาชนะกลไกการป้องกันของข้าวสาลี(PDF) (รายงาน). สมาคมพยาธิวิทยาพืชแห่งอังกฤษ .

• www.rust-expression.com expVIP
• "โรคสนิมใบไม้" สืบค้นเมื่อ2021-05-26