鏽病
| 鏽病 | |
|---|---|
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| 型別 | 真菌 |
| 傳播 | 風 |
| 迴圈 | 複雜 |
| 寄生型別 | 專性 |
鏽病 是一組植物病原真菌，它們既會導致美觀損傷又會抑制植物的健康生長。單獨的鏽菌具有非常有限的寄主範圍，但通常在其生命週期中會在兩種寄主之間交替。
鏽病主要是葉面病害，最明顯的跡象是在葉片上出現褐色或橙色（“鏽色”）的子實體。其他症狀包括葉片黃化和枯死，以及受感染植物的整體虛弱。
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鏽病 是鏽菌目 的真菌。這些物種中的許多都是植物寄生蟲。有些表面上類似於黑粉病，但它們之間的關係尚不清楚。鏽菌門，作為整體，其分類學正處於變化之中。
許多鏽菌有兩個或多個寄主（稱為異主寄生）和多達五個孢子階段。但它們最常透過無性孢子繁殖。它們的孢子是空氣傳播的，可以傳播很遠的距離。它們主要引起葉面感染。
該類群的俗名源於一些物種具有紅色的孢子階段，類似於稱為鏽蝕的腐蝕過程。
鏽病發生在許多植物物種上，但在大多數情況下，任何一種鏽菌只能感染一種植物物種。以下是無性孢子的感染過程。
當鏽菌分生孢子落在植物表面時，它需要附著在植物表面，否則它會被簡單地衝洗掉。首先，在孢子與植物細胞表面的角質層之間形成弱的疏水相互作用。然後，未知訊號導致產生稱為附著物的疏水粘性大分子。這些將不可逆地將孢子粘附到植物表面。[1] 附著後，孢子將萌發。
鏽菌透過利用氣孔的自然開口穿透植物，但首先生長的芽管必須找到它。鏽菌已經進化出使用觸性運動更有效地定位氣孔。芽管以隨機的方式生長，直到它到達表皮細胞之間的脊。此時，它將開始垂直於脊生長，大大增加其定位氣孔的機會。[2]
氣孔是附著胞形成的部位，附著胞是一種結構，既能牢固地錨定真菌，又能幫助穿透。[3] 在鏽菌中，附著胞[檢查拼寫] 形成受觸性分化的控制。當芽管檢測到與寄主物種的氣孔唇尺寸相匹配的脊時，就會形成附著胞。
有人提出，該過程是由位於芽管尖端的機械敏感鈣離子通道介導的。該離子通道將由葉片地形變化引起的細胞膜拉伸轉換為離子通量，從而導致基因表達和附著胞形成的變化。[4]。該理論得到了實驗的支援，實驗表明，將 Ca2+ 外部施加到芽管會導致分化。
從附著胞中，感染釘向下生長到植物中，並穿過葉肉細胞。
鏽菌是生物營養型，這意味著它們從活細胞中獲取營養。這需要真菌進入活植物細胞的專門延伸[檢查拼寫]，稱為吸器。它從吸器母細胞發育而來。植物細胞膜在主要吸器體周圍內陷，兩個膜之間的空間被稱為吸器外基質。一個富含鐵和磷的頸帶橋接植物和真菌膜，並充當密封，防止營養物質逃逸到植物質外體中。吸器含有氨基酸和己糖糖轉運蛋白以及 H+-ATP 酶，用於從植物細胞中主動轉運營養物質。[5]
然後，鏽菌將繼續生長併入侵植物，直到它準備好進行孢子形成。
- ↑ 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.