锈病
| 锈病 | |
|---|---|
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| 类型 | 真菌 |
| 传播 | 风 |
| 循环 | 复杂 |
| 寄生类型 | 专性 |
锈病 是一组植物病原真菌，它们既会导致美观损伤又会抑制植物的健康生长。单独的锈菌具有非常有限的寄主范围，但通常在其生命周期中会在两种寄主之间交替。
锈病主要是叶面病害，最明显的迹象是在叶片上出现褐色或橙色（“锈色”）的子实体。其他症状包括叶片黄化和枯死，以及受感染植物的整体虚弱。
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锈病 是锈菌目 的真菌。这些物种中的许多都是植物寄生虫。有些表面上类似于黑粉病，但它们之间的关系尚不清楚。锈菌门，作为整体，其分类学正处于变化之中。
许多锈菌有两个或多个寄主（称为异主寄生）和多达五个孢子阶段。但它们最常通过无性孢子繁殖。它们的孢子是空气传播的，可以传播很远的距离。它们主要引起叶面感染。
该类群的俗名源于一些物种具有红色的孢子阶段，类似于称为锈蚀的腐蚀过程。
锈病发生在许多植物物种上，但在大多数情况下，任何一种锈菌只能感染一种植物物种。以下是无性孢子的感染过程。
当锈菌分生孢子落在植物表面时，它需要附着在植物表面，否则它会被简单地冲洗掉。首先，在孢子与植物细胞表面的角质层之间形成弱的疏水相互作用。然后，未知信号导致产生称为附着物的疏水粘性大分子。这些将不可逆地将孢子粘附到植物表面。[1] 附着后，孢子将萌发。
锈菌通过利用气孔的自然开口穿透植物，但首先生长的芽管必须找到它。锈菌已经进化出使用触性运动更有效地定位气孔。芽管以随机的方式生长，直到它到达表皮细胞之间的脊。此时，它将开始垂直于脊生长，大大增加其定位气孔的机会。[2]
气孔是附着胞形成的部位，附着胞是一种结构，既能牢固地锚定真菌，又能帮助穿透。[3] 在锈菌中，附着胞[检查拼写] 形成受触性分化的控制。当芽管检测到与寄主物种的气孔唇尺寸相匹配的脊时，就会形成附着胞。
有人提出，该过程是由位于芽管尖端的机械敏感钙离子通道介导的。该离子通道将由叶片地形变化引起的细胞膜拉伸转换为离子通量，从而导致基因表达和附着胞形成的变化。[4]。该理论得到了实验的支持，实验表明，将 Ca2+ 外部施加到芽管会导致分化。
从附着胞中，感染钉向下生长到植物中，并穿过叶肉细胞。
锈菌是生物营养型，这意味着它们从活细胞中获取营养。这需要真菌进入活植物细胞的专门延伸[检查拼写]，称为吸器。它从吸器母细胞发育而来。植物细胞膜在主要吸器体周围内陷，两个膜之间的空间被称为吸器外基质。一个富含铁和磷的颈带桥接植物和真菌膜，并充当密封，防止营养物质逃逸到植物质外体中。吸器含有氨基酸和己糖糖转运蛋白以及 H+-ATP 酶，用于从植物细胞中主动转运营养物质。[5]
然后，锈菌将继续生长并入侵植物，直到它准备好进行孢子形成。
- ↑ Osherov, N. and G.S. May, The molecular mechanisms of conidial germination. FEMS Microbiol. Lett, 2001. 199(2): p. 153–160.
- ↑ Dickinson, M. Molecular Plant Pathology. 2003.
- ↑ Deising, H.B., S. Werner, and M. Wernitz, The role of fungal appressoria in plant infection. Microbes Infect, 2000. 2(13): p. 1631-41.
- ↑ Zhou, X.L., et al., A mechanosensitive channel in whole cells and in membrane patches of the fungus Uromyces. Science, 1991. 253(5026): p. 1415.
- ↑ Voegele, R.T. and K. Mendgen, Rust haustoria: nutrient uptake and beyond. New Phytologist, 2003. 159(1): p. 93-100.