โรคใบไหม้ข้าวโพดทางเหนือ (NCLB) หรือโรคใบไหม้ Turcicum (TLB) เป็นโรคทางใบของข้าวโพดที่เกิดจากExserohilum turcicumซึ่งเป็นอนามอร์ฟของเชื้อราแอสโคไมซีต Setosphaeria turcicaโรคนี้มีลักษณะเป็นแผลรูปทรงซิการ์ และสามารถทำให้ผลผลิตของข้าวโพดลูกผสมที่อ่อนแอต่อโรคนี้ลดลงอย่างมาก^{[ 1 ]}

ในที่สุดรอยโรคอาจขยายตัวเป็นรูปทรงยาวรีหรือรูปทรงคล้ายซิการ์ นอกจากนี้ยังอาจรวมตัวกันเป็นบริเวณเนื้อเยื่อตายขนาดใหญ่ได้

E. turcicumมีหลายรูปแบบที่จำเพาะต่อพืชอาศัย พืชอาศัยที่สำคัญที่สุดทางเศรษฐกิจคือข้าวโพด แต่รูปแบบอื่นๆ อาจติดเชื้อในข้าวฟ่าง หญ้าจอห์นสัน หรือหญ้าซูดานได้^{[ 2 ]}อาการวินิจฉัยโรคที่พบบ่อยที่สุดในข้าวโพดคือแผลเนื้อตายสีเทาอมเขียวรูปทรงซิการ์หรือรูปไข่บนใบที่มีความยาวตั้งแต่หนึ่งถึงเจ็ดนิ้ว^{[ 3 ]}แผลเหล่านี้อาจปรากฏครั้งแรกเป็นเส้นสีน้ำตาลอ่อนแคบๆ ที่วิ่งขนานกับเส้นใบ แผลที่พัฒนาเต็มที่มักมีลักษณะเป็นเขม่าในช่วงอากาศชื้น อันเป็นผลมาจากการสร้างสปอร์ ( โคนิเดีย ) เมื่อโรคดำเนินไป แผลจะรวมกันและสร้างพื้นที่ขนาดใหญ่ของเนื้อเยื่อใบที่ตายแล้ว แผลที่พบในโรคใบไหม้ข้าวโพดทางเหนือจะรุนแรงมากขึ้นหากใบเหนือฝักติดเชื้อในระหว่างหรือหลังจากพืชออกดอกไม่นาน^{[ 4 ]}ในข้าวโพดลูกผสมที่อ่อนแอ แผลยังพบได้บนเปลือกฝักหรือกาบใบด้วย ในลูกผสมที่ต้านทานได้บางส่วน รอยโรคเหล่านี้มักจะมีขนาดเล็กกว่าเนื่องจากการสร้างสปอร์ลดลง ในลูกผสมที่ต้านทานได้สูง อาการของโรคที่มองเห็นได้เพียงอย่างเดียวอาจเป็นจุดสีเหลืองเล็กๆ^{[ 5 ]}

ในพืชที่ติดเชื้ออย่างรุนแรง แผลอาจมีจำนวนมากจนในที่สุดใบจะถูกทำลาย ในช่วงปลายฤดูกาล พืชอาจดูเหมือนตายเพราะน้ำค้างแข็งในช่วงต้นฤดู แผลบนผลิตภัณฑ์ที่มียีนต้านทานอาจปรากฏเป็นเส้นยาวสีเหลืองซีด ซึ่งอาจเข้าใจผิดว่าเป็นโรคเหี่ยวของสจ๊วตหรือโรคเหี่ยวของกอสส์^{[ 6 ]}

ในธรรมชาติE. turcicumดำรงชีวิตและสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศด้วยวงจรชีวิตที่ค่อนข้างง่าย ในเขตภูมิอากาศอบอุ่น เชื้อราจะอยู่รอดในฤดูหนาวในรูปของไมซีเลียม โคนิเดีย และแคลมิโดสปอร์ในเศษซากข้าวโพดที่ติดเชื้อ^{[ 2 ]}เมื่อสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยในฤดูกาลถัดไป โคนิเดียจะถูกสร้างขึ้นจากเศษซากและกระจายไปตามฝนหรือลมเพื่อติดเชื้อต้นข้าวโพดที่แข็งแรงต้นใหม่^{[ 5 ]}เมื่ออยู่บนใบ โคนิเดียจะงอกและติดเชื้อพืชโดยตรง ความเสียหายต่อพืชค่อนข้างจำกัด แม้ว่าต้นข้าวโพดที่เป็นโรคจะอ่อนแอต่อโรคเน่าลำต้นมากกว่าต้นที่แข็งแรง^{[ 2 ]}ในสภาพที่มีความชื้นสูง เชื้อราจะสร้างสปอร์ใหม่ที่ผิวใบ ซึ่งกระจายไปตามฝนหรือลมผ่านพืชผลและสร้างวงจรการติดเชื้อทุติยภูมิ^{[ 5 ]}วงจรที่สมบูรณ์หนึ่งรอบในพืชที่อ่อนแอใช้เวลาประมาณ 10 ถึง 14 วัน ในขณะที่ใช้เวลาประมาณ 20 วันในพืชที่มีความต้านทาน^{[ 2 ]}เมื่อสิ้นสุดฤดูกาลE. turcicumจะเข้าสู่สภาวะพักตัวในเศษพืชผล

สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ NCLB เกิดขึ้นในช่วงฤดูที่ค่อนข้างเย็นและชื้น^{[ 5 ]}ช่วงเวลาที่มีความชื้นนานกว่าหกชั่วโมงที่อุณหภูมิระหว่าง 18 ถึง 27 °C (64 ถึง 81 °F) เอื้อต่อการพัฒนาของโรคมากที่สุด^{[ 2 ]}การติดเชื้อจะถูกยับยั้งโดยความเข้มของแสงสูงและอุณหภูมิที่อบอุ่น การทิ้งเศษซากที่ติดเชื้อจำนวนมากไว้ในแปลงและปลูกข้าวโพดต่อไปในแปลงเหล่านั้นจะส่งเสริมการลุกลามของโรคโดยการให้เชื้อจำนวนมากในช่วงต้นฤดู^{[ 5 ]}นอกจากนี้ จำนวนสปอร์ที่ผลิตในแปลงที่ติดเชื้อจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังฝนตกเนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้น^{[ 7 ]}

การสร้างสปอร์ต้องใช้ระยะเวลาน้ำค้าง 14 ชั่วโมงระหว่าง 20 ถึง 25 °C (77 °F) เมื่อไม่มีช่วงเวลาความชื้นต่อเนื่องที่ยาวนานเพียงพอ เชื้อราจะหยุดสร้างสปอร์และจะกลับมาผลิตโคนิเดียอีกครั้งเมื่อระดับความชื้นสูงขึ้น ด้วยเหตุนี้ การสร้างสปอร์จึงมักเกิดขึ้นในเวลากลางคืนและจะหยุดลงเมื่อความชื้นลดลงในเวลากลางวัน^{[ 7 ]}

ในสหรัฐอเมริกา NCLB เป็นปัญหาในช่วงฤดูใบไม้ผลิในฟลอริดาตอนใต้และตอนกลาง และในช่วงฤดูร้อนในรัฐทางตะวันตกตอนกลาง^{[ 8 ]}ในระดับโลก NCLB เป็นปัญหาในพื้นที่ปลูกข้าวโพดในเขตร้อนชื้นระดับความสูงปานกลาง ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่ชื้นและเย็นซึ่งเอื้อต่อการพัฒนาของโรค พื้นที่ที่อ่อนแอเหล่านี้ได้แก่บางส่วนของแอฟริกา ลาตินอเมริกา จีน และอินเดีย^{[ 1 ]}

กลยุทธ์การจัดการเชิงป้องกันสามารถลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจจากโรคใบไหม้ข้าวโพด (NCLB) ได้ การจัดการเชิงป้องกันมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแปลงที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดโรค นอกจากนี้ยังมีทางเลือกในการจัดการโรคในระหว่างฤดูกาล เช่น การใช้สารฆ่าเชื้อรา

การจัดการโรค NCLB สามารถทำได้โดยการใช้พันธุ์ลูกผสมที่มีความต้านทานเป็นหลัก แต่เนื่องจากความต้านทานอาจไม่สมบูรณ์หรืออาจล้มเหลว จึงเป็นประโยชน์ที่จะใช้วิธีการแบบบูรณาการร่วมกับการปฏิบัติทางการเกษตรและสารฆ่าเชื้อราที่แตกต่างกัน การสำรวจแปลงและติดตามสภาพท้องถิ่นเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมโรคนี้^{[ 5 ]}

ความต้านทานหลัก (แนวตั้ง) ของข้าวโพดลูกผสมมาจากยีน Ht1, Ht2, Ht3 และ HtN ที่จำเพาะต่อสายพันธุ์ โดยยีน Ht1 พบมากที่สุด พืชที่มียีน Ht1, Ht2 หรือ Ht3 จะมีแผลสีเหลืองซีดขนาดเล็กกว่า และมีการสร้างสปอร์ลดลง^{[ 2 ]}ยีน HtN จะทำให้อาการปรากฏช้าลงจนกระทั่งหลังการปล่อยละอองเรณู ยีน Ht แต่ละตัวมีประสิทธิภาพจำกัด เนื่องจากมีสายพันธุ์ของE. turcicumที่ก่อโรคได้แม้จะมีเพียงยีนใดยีนหนึ่งอยู่ ตัวอย่างเช่น การใช้ยีน Ht1 อย่างแพร่หลายได้ลดความชุกของสายพันธุ์ 0 ซึ่งยีนนี้มีความต้านทาน แต่กลับเพิ่มความชุกของสายพันธุ์ 1 นักปรับปรุงพันธุ์กำลังมุ่งเน้นไปที่การรวมยีนต้านทานหลายตัวเข้ากับข้าวโพดลูกผสม การรวมทั้ง Ht1 และ Ht2 จะให้ความต้านทานต่อทั้งสายพันธุ์ 0 และ 1 จนถึงขณะนี้ วิธีการแบบหลายยีนนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม พืชที่ต้านทานโรคยังคงแสดงอาการบางอย่าง และภัยคุกคามจากสายพันธุ์ใหม่ที่ปรากฏขึ้นทำให้จำเป็นต้องมีการจัดการอื่นๆ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีโรคนี้อยู่^{[ 9 ]}

วิธีการเปลี่ยนแปลงวิธีการปลูกพืชเพื่อควบคุมโรค ได้แก่ การลดปริมาณเศษซากพืชที่ติดเชื้อในแปลง การจัดการวัชพืชเพื่อปรับปรุงการไหลเวียนของอากาศและลดความชื้น และการส่งเสริมการย่อยสลายเศษซากพืชด้วยการไถพรวน การไถพรวนจะช่วยในการย่อยสลายเศษซากพืชและลดเชื้อโรคที่มีอยู่ ในระบบที่มีการไถพรวนตามปกติ การปลูกพืชหมุนเวียนโดยไม่ปลูกข้าวโพดเป็นเวลาหนึ่งปีอาจมีประสิทธิภาพ แต่ในระบบที่มีการไถพรวนน้อยลงอาจต้องใช้การปลูกพืชหมุนเวียนเป็นเวลาสองปี หากเป็นไปได้ ควรหลีกเลี่ยงการปลูกในพื้นที่ต่ำที่มีน้ำค้างและหมอกมาก^{[ 5 ]} แนะนำให้ใช้ การปลูกพืชหมุนเวียนเป็นเวลาหนึ่งถึงสองปีตามด้วยการไถพรวนเพื่อป้องกันการเกิดโรค NCLB ^{[ 10 ]}

การใช้สารฆ่าเชื้อราทางใบสำหรับข้าวโพดยังแสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุม NCLB ได้ด้วย^{[ 5 ]}งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าการใช้สารฆ่าเชื้อราเพื่อรักษาใบส่วนบน 75% ให้ปลอดจากโรคเป็นเวลาสามในสี่ของช่วงการสร้างเมล็ดจะช่วยลดการสูญเสียผลผลิตได้^{[ 11 ]}เพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อเยื่อใบที่งอกใหม่ได้รับการปกป้องจากการติดเชื้อ ก่อนที่ต้นข้าวโพดจะออกดอก ควรใช้สารฆ่าเชื้อราในวันเดียวกันกับที่คาดว่าจะมีการแพร่กระจายของสปอร์อย่างมีนัยสำคัญ หลังจากออกดอกและติดฝักแล้ว เวลาจะมีความสำคัญน้อยลงเนื่องจากการขยายตัวของต้นข้าวโพดจะช้าลง^{[ 12 ]}ควรตรวจสอบและประเมินแรงกดดันของโรคในแปลงและสภาพอากาศล่วงหน้าเพื่อพิจารณาว่าจำเป็นต้องใช้สารฆ่าเชื้อราหรือไม่^{[ 5 ]}

โรค NCLB อาจทำให้ผลผลิตข้าวโพดลดลงอย่างมาก หากเกิดโรครุนแรงในช่วงสองถึงสามสัปดาห์หลังจากการออกไหมของข้าวโพดในแปลงผลผลิตเมล็ดข้าวโพดอาจลดลงได้ถึง 40 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ ในเขตปลูกข้าวโพดของสหรัฐอเมริกาและออนแทรีโอ โรค NCLB เพิ่งกลายเป็นโรคสำคัญเมื่อไม่นานมานี้^{[ 5 ]}ทำให้ผลผลิตลดลงอย่างน่าตกใจถึง 74.5 ล้านบุชเชลในปี 2012 และ 132.3 ล้านบุชเชลในปี 2013 ^{[ 13 ]}

ในข้าวโพดหวานพันธุ์ที่อ่อนแอ ผลผลิตอาจลดลงได้ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ในข้าวโพดหวานสำหรับตลาดสด ไม่เพียงแต่ผลผลิตจะลดลงเท่านั้น แต่ราคาในตลาดก็จะลดลงด้วยหากเปลือกฝักติดเชื้อ รอยโรคทำให้ฝักดูเก่าและคุณภาพต่ำแม้ว่าจะสดก็ตาม^{[ 7 ]}

นักวิจัยในฮอกไกโดประเทศญี่ปุ่น ยังค้นพบว่า NCLB ลดคุณภาพของข้าวโพดหมักที่ใช้เป็นอาหารสัตว์ การศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการย่อยได้ของวัตถุแห้ง วัตถุอินทรีย์ และพลังงานรวมนั้นต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญในข้าวโพดหมักที่ใส่เชื้อเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม สารอาหารที่ย่อยได้ทั้งหมดและพลังงานที่ย่อยได้ลดลง 10.5 และ 10.6 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ^{[ 14 ]}

สปอร์ของเชื้อราที่เป็นสาเหตุของโรคนี้สามารถถูกลมพัดพาไปได้ในระยะทางไกลจากแปลงที่ติดเชื้อ การแพร่กระจายภายในและระหว่างแปลงในพื้นที่ก็อาศัยสปอร์ที่ปลิวไปตามลมเช่นกัน

E. turcicumก่อให้เกิดโรคและลดผลผลิตในข้าวโพด โดยหลักแล้วเกิดจากการสร้างแผลเนื้อตายและลดพื้นที่ใบที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง^{[ 5 ]}หลังจากสปอร์งอก เชื้อราจะสร้างแอปเพรสโซเรียมซึ่งจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ใบข้าวโพดโดยตรงโดยใช้เส้นใยติดเชื้อ เมื่ออยู่ใต้คิวติเคิล เส้นใยติดเชื้อจะสร้างเดือยติดเชื้อเพื่อเจาะผนังเซลล์ชั้นนอก หลังจากเจาะผ่านผนังเซลล์แล้ว เชื้อราจะสร้างถุงภายในเซลล์เพื่อรับสารอาหารจากเซลล์ หลังจากติดเชื้อประมาณ 48 ชั่วโมง จุดเนื้อตายจะเริ่มก่อตัวขึ้นเมื่อเซลล์ชั้นนอกยุบตัวลง^{[ 15 ]}

สารพิษจากเชื้อรามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโรค นักวิจัยพบว่าเปปไทด์ขนาดเล็กที่เรียกว่า สารพิษ Etช่วยให้เชื้อE. turcicum ที่ไม่ก่อโรค สามารถติดเชื้อในข้าวโพดได้เมื่อสารแขวนลอยของสปอร์และสารพิษสัมผัสกับใบ สารพิษนี้ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถยับยั้งการยืดตัวของรากในต้นกล้าและการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ได้อีกด้วย สารพิษอีกชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยE. turcicumเรียกว่าโมโนเซอรีนเป็นสารพิษที่ชอบไขมันซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าทำให้เกิดเนื้อเยื่อตายในใบ^{[ 16 ]}