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ヨズガット州で行われた研究では、萎凋病や根腐れ病などの生物的要因がレンズ豆の生産を制限していることがわかりました。 フザリウム 分離株はサンプルの95.4%で見つかり、持続可能な技術開発と効果的な制御戦略のための定期的な局所調査と定期的なモニタリングを示唆しています。
レンズ豆は重要な自家受粉マメ科作物植物です。その生産は、さまざまな生物的要因、特に萎凋病と根腐れ複合体を引き起こす真菌剤によって制限されます。この研究は、植物病原性真菌剤の地域疫学と病因を理解し、土壌伝染性 フザリウム 属菌に対する防除戦略を開発することを目的としていました。この研究では、2022年から2023年にかけて、ヨズガット州の83のレンズ豆播種地域で、一般的な フザリウム 種によって引き起こされる萎凋病、根腐れ病、冠腐病について調査しました。症候性のレンズ豆植物を採取し、真菌の単離と同定を行った。 フザリウム 分離株は、コロニーの形態に従ってグループ化され、PDA培地で培養されました。さらに、 Fusarium 分離株から得られたゲノムDNAをPCRを使用して分析し、NCBI GenBankに登録されている他の Fusarium 分離株と比較しました。 Fusarium 分離株間の遺伝的関係は、Mega 11プログラムのMaximum Parsimony(MP)法を使用して決定されました。その結果、ヨズガット州における萎凋病と根腐れ病の平均発生率と重症化率は、それぞれ16.9%と38.6%であると判断されました。 フザリウム 分離株はサンプルの95.4%で発見されました。 F. oxysporum、 F. culmorum、F. graminearum、F. acuminatum 、 およびF. solani 分離株の間で99.5%から100%の塩基配列の均一性があり、最も分離された種は F. oxysporumでした。 Fusarium 分離株のMP樹状図は2つの主要な枝に分けられ、最初の枝にはすべての F.solani 分離株が含まれていました。2番目の主要なブランチには、本研究とNCBI GenBankで分離された他の フザリウム 種が含まれていました。この研究では、レンズ豆の抑制のための フザリウム 萎凋病の頻度を決定するための定期的な局所調査が提案されています。 フザリウムによる損傷を適時に抑制することは、病気を制御し、レンズ豆の生産システムを保護するために強く推奨されます。
レンズ豆(Lens culinaris Medik.)は、マメ科に属する小さな食用穀物マメ科のマメ科植物で、針のような葉と白から淡い紫色または濃い紫色の花を持つ自家受粉の涼しい季節の作物です1。約1万年前に肥沃な三日月地帯のメソポタミア地方で人類によって家畜化され、地中海沿岸や中央アジアなどの新世界に急速に広がり、その後アメリカ大陸2に帰化しました。世界のレンズ豆の栽培面積は約550万ヘクタールで、生産量は660万トンです3。トルコはレンズ豆の生産量でカナダ、インド、オーストラリアに次いで4位にランクされています。トルコでのレンズ豆の栽培は非常に重要であり、世界の生産量の6.7%を占めています。トルコのレンズ豆の総生産量は 474,000 トンで、少なくとも 40 の州で生産されています4.トルコのレンズ豆生産量の約 89.5% は赤と緑のレンズ豆で、南東アナトリア地域の冬季作物の 10.5% を占めています。残りの作物は夏の作物として栽培されます。ヨズガト(39.5%)、コンヤ(23.7%)、クルシェヒル(16.3%)、チョルム(7.6%)、アンカラ(2.9%)の各州が緑レンズ豆の生産に大きく貢献している4。レンズ豆の生産は、生物的および非生物的ストレス要因によって制限される可能性があります。霜と干ばつは、夏の緑レンズ豆の生産で最も一般的な非生物的ストレス要因です5。Ascochyta lentis、Rhizoctonia solani、R. bataticola、Aphanomyces euteiche、Pythium、およびFusarium種によって引き起こされる萎凋病、根腐れ病、および冠腐病複合体のような真菌性疾患は、感染のタイミング、宿主の感受性、および気象条件に応じて、減衰、苗枯病、萎凋病、および根腐れを含む疾患の組み合わせを引き起こす最も重要な真菌性疾患です6,7、8.
フザリウムは、土壌、植物、有機基質に見られる糸状の不完全真菌であり、これらの病原体9のコスモポリタン属です。これは、フザリウム萎凋病、根、根襟腐病などのさまざまな病気を引き起こします。また、小麦のフザリウム頭枯病、ウリ科のフザリウム萎凋病、レンズ豆を含むほとんどのマメ科植物の根腐れなど10,11,12。Fusarium属によって引き起こされる維管束萎凋病、根、および根襟腐病は、世界中の多くのレンズ豆栽培地域でレンズ豆の最も重要な病気です10。Fusarium oxysporumは、レンズ豆の萎凋病、根、根の襟腐れに関連する最も一般的なFusarium種です。世界的に、萎凋病、根腐れ病、および冠腐病は、レンズ豆の植栽地域では、F. graminearum、F. sporotrichioides、F. equity、F. acuminatum、F. redolent、F. avenaceum、F. culmorum、F. solani、および F. verticillioides によって引き起こされています7.フザリウム属による萎凋病、根腐れ病、冠腐病は、苗木と成虫の両段階で発生し、葉の突然のしおれ、乾燥、そして最終的には死滅を引き起こします。この病気の症状には、種子の腐敗、根腐れ、上部のリーフレットのしおれ、発育阻害、収縮、葉のカールなどがあります。鞘を埋める中期および後期の段階では、種子は通常縮小し、根の症状には発育阻害、茶色の変色、主根の先端の損傷、二次根の増殖などがあります。血管組織の変色は、すべての場合に見られるわけではありません13。
中央アナトリア地方では、レンズ豆の萎凋病や根腐れ病の状況に関する研究が限られた数で行われています。ヨズガットは温暖で温暖な気候で、夏に比べて冬季の降雨量が多く、ケッペンとガイガー14によってDsb(暖かく湿った陸生気候)に分類されています。平均気温は9.6 °C、平均降水量は512 mmです。ヨズガットは北半球に位置しています。夏は6月、7月、8月、9月に発生します。病気を引き起こす植物病原性真菌剤の地域疫学と病因に関する情報を持つことは、土壌伝染性 フザリウム 属に対するさまざまな制御戦略を開発し、病気を制御するために非常に重要です15。これに関連して、本研究の目的は決定し、特定することです - レンズ豆の萎凋病、根腐れ病、およびクラウン腐敗病の疾患パラメータ(疾患の有病率、発生率、および重症度) ヨズガット州で調査を実施することにより、 緑のレンズ豆の総生産量の約40%が単独で行われている、病原性 フザリウム 形態学的および分子学的解析によりレンズ豆の萎凋病および根腐れを引き起こす種、および病原性試験を実施することにより フザリウム 種の個々の病原性レベルを決定すること。
注:研究で使用された試薬と機器の詳細は、資料表に記載されています。
1. 現地調査、サンプリング、菌類の分離
注:調査作業は、Endes16によると、2022年と2023年に実施されました。ヨズガット州の9つの地区にまたがる合計83のレンズ豆の作付地域で、萎凋病、根、根襟腐病が観察されました(図1)。
2. 気象データ
3. 形態学的同定
4. 分子の同定
注: Fusarium 分離株の全ゲノムDNAは、Cenis23のプロトコルからわずかに変更された以下の方法を使用して抽出されました。フザリウム分離株のPCR分析および電気泳動は、ArasおよびEndes24によって記載されたプロトコルを用いて行った。
5. 病原性試験
疾患パラメータの決定
ヨズガットの9つの異なる地域をカバーする合計83のレンズ豆播種エリアが、萎凋病、根腐れ病、および冠腐病の症状の観点から評価され、1.1984 x 106 m2 の面積に広がっています(表2)。萎凋病や根腐れ病の症状は、すべての分野で発生しました。しかし、ヨズガットでの萎凋病?...
フザリウム 萎凋病は、世界の一部の地域で深刻な経済的収量損失を引き起こすことが知られています31。この病気はハンガリーで最初に報告され32 、その後、エジプト、インド、ミャンマー、ネパール、パキスタン、トルコ、シリア、米国などの多くの国で報告されました33。Kumar et al.34 ?...
著者は、利益相反を宣言しません。
この研究は、ボゾク大学プロジェクト調整アプリケーション研究センター、BAP ユニット (プロジェクト番号 FÇD-2022-1096) の支援を受けました。この研究は、Sevim Atmacaの博士課程の研究の一部です。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
(S)-lactic acid | Merck | 100366 | Was used as an antibiotic in studies. |
2-propanol | Merck | 109634 | Used in molecular studies. |
Adjustable micro automatic pipette (0.1-2.5 µL) | Eppendorf Research | LB.EP.3123000012 | Used to measure small volumes of liquids. |
Adjustable micro automatic pipette set (2 – 20 µl, 20 – 200 µl, 100 – 1.000 µl) | Eppendorf Research | LB.EP.4924000916 | Used to measure small volumes of liquids. |
Agar | Merck | 110453 | For use in making fungal media. |
Agarose | Sigma-Aldrich | 18300012 | For use in gel preparation in electrophoresis. |
Air conditioning room | İklimlab | Was used to grow plants under controlled conditions. | |
Ampisilin | Sigma-Aldrich | A9393 | Was used as an antibiotic in studies. |
Analytical precision balance | Shimadzu ATX224 | Was used to weigh the solid materials used in the study. | |
Autoclave sterilizer | Zealway | GF-120DR | It was used to sterilize solid and liquid materials at every stage of the study. |
Binocular microscope | Leica DM750 | For use in morphological diagnosis. | |
Biological safety cabinet | HFsafe Class II A2 | To ensure the safety of the work area, the user, the environment and the operation. | |
Centrifugal | DLAB DM1424 | LB.DL.903001124 | Used to separate particles in a sample based on their shape, size and density |
Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | 220551 | Was used as an antibiotic in studies. |
Cork-borer set | Sigma-Aldrich | Z165220 | It was used to take samples from fungus culture in petri dishes. |
Cover glass and slide | ISOLAB | 075.01.006 / 075.02.005 | Was used in the preparation process for microscope studies. |
D(+)-glucose monohydrate | Merck | 108342 | For use in making fungal media. |
DFC450 with digital camera | Leica | Digital microscope camera with c-mount interface and with a 5 megapixel ccd sensor. | |
Dm750 binocular microscope | Leica | MIC5246 | Was used for morphological identification of fungi. |
DNA gel electrophoresis | thermo fisher scientific | B2-UVT | |
Dna gel loading dye (6x) | Thermo Scientific | R0611 | For use in molecular diagnostics. |
dNTP mix | Thermo Scientific | R0192 | Used in molecular studies. |
Dreamtaq pcr master mixes (2x) | Thermo Scientific | K1082 | For use in molecular diagnostics. |
Drigalski spatule | ISOLAB | 082.03.001 | It was used to scrape and spread fungal cultures grown in petri dishes. |
Edta | Thermo Scientific | 17892 | For use in molecular diagnostics. |
Ethanol | Merck | 100983 | Used in molecular studies and surface disinfection studies. |
Ethidium bromide | Sigma-Aldrich | E7637 | Used to stain dna in gels during gel electrophoresis. |
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | E6758 | Used in molecular studies. |
Filter paper | ISOLAB | 107.58.158 | Used in stock culture studies. |
Forced air drying cabinet | ZHICHENG ZXDS-A-1090 | For use in incubation processes. | |
Fume hood | Elektromag EM1201 | LB.EM.EM1201 | It was used to control harmful chemical vapors, gases and dust. |
Gel imaging system | Syngene G:BOX Chemi XX6 | For use in molecular diagnostics. | |
Generuler 50 bp dna ladder | Thermo Scientific | SM0372 | For use in molecular diagnostics. |
Glacial acetic acid | Merck | 1005706 | Used in molecular studies. |
Glycerol | Merck | 104094 | For use in stock culture of fungi. |
Lancet | ISOLAB | 048.50.002 | Used to remove diseased tissue from plant samples. |
Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | 814733 | Used in molecular studies. |
Measuring tape | ISOLAB | 016.07.500 | Used to measure liquid volumes. |
Microcentrifuge tubes | ISOLAB | 0778.03.001 / 0778.03.002 / 0778.03.003 | Used to store different volumes of liquids. |
PCR tube | ISOLAB | 123.01.002 | It was used to put dna mix in pcr studies. |
Petri dishes | ISOLAB | 120.13.090 | For use in growing fungus culture. |
Pipette tips | ISOLAB | 005.01.001 / 005.01.002 / 005.01.003 / 005.01.004 | To transfer liquid volumes used in analyses. |
Plastic bag | ISOLAB | 039.30.005 | Was used to transport samples to the laboratory. |
Plastic pot | ToXA | Was used for growing plants. | |
Pliers, clamps | ISOLAB | 048.08.130 | It was used to put filter papers into envelopes after the fungus grew in the petri dish. |
Porcelain mortar | ISOLAB | 038.02.150 | Was used to crush fungal mycelia. |
Potato dextrose agar | Condalab | 1022 | For the identification and cultivation and of fungi. |
Pure water system | human CORPORATION | LT.HC.NHP009 | Was used in solution preparation and analysis throughout the studies. |
Refrigerator (+4 °C / -20 °C) | Vestel | For use in the storage of stock materials. | |
Rifampicin | Sigma-Aldrich | 557303 | Was used as an antibiotic in studies. |
Sodium acetate | Merck | 106268 | Used in molecular studies. |
Sodium chloride | Merck | 1064041000 | Used in molecular studies. |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma-Aldrich | 436143 | Used in molecular studies. |
Sodium hypochlorite solution | Merck | 105614 | Used for surface disinfection. |
Spatula | ISOLAB | 047.33.210 | It was used to scrape the fungus culture growing in petri dishes. |
Streptomycın sulfate | BioShop Canada | STP101 | To prevent contamination in fungal culture cultivation. |
Teksoll extra pure | Tekkim | TK.200650 | For use as a disinfectant in all stages of work. |
Tetrasiklin | Sigma-Aldrich | T3258 | Was used as an antibiotic in studies. |
Thermal cycler PCR | Bio‐Rad T100 | For use in genomic analyses. | |
Thoma lam | ISOLAB | 075.03.002 | For use in spore counting. |
Tris HCL | Roche | 10812846001 | Used in molecular studies. |
Trizma | Sigma-Aldrich | T1503 | Used in molecular studies. |
Tween 80 | Merck | 822187 | For use in spore solution in pathogenicity testing. |
Vortex mixer vorteks | Velp WIZARD | LB.VLP.F202A0175 | Used to mix substances in liquid volumes. |
Water baths | Memmert WNB 22 | 1018-5702 | It was used during incubation in dna extraction studies. |
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