Сочинение на тему Влияние растительных паразитических нематод на выращивание рисовых культур

Зерновые являются основным источником питания в мире. Среди зерновых культур рис, кукуруза и пшеница являются основными культурами с точки зрения производства, площади и источника питания, особенно в развивающихся странах. Около 70% обрабатываемых земель предназначено для зерновых культур. Прогнозируется, что в 2050 году население планеты увеличится примерно на 9 миллиардов, и в дальнейшем спрос будет увеличиваться на такие основные зерновые культуры, как рис, кукуруза, пшеница и т. Д. (Dixon et al. 2009).

Рис (Oryza sativa L) является членом семьи Graminae и является зерновым зерном, основным источником пищи для большей части населения мира. Наряду с кукурузой рис выращивается в большинстве тропических и субтропических регионов. Рис выращивает около 114 стран мира в Азии, Африке, Центральной и Южной Америке и Северной Австралии. Азия составляет 90% мирового производства риса в Китае, Индии, Индонезии, Бангладеш и Вьетнаме. Существуют различные системы выращивания риса, которые эволюционировали для акклиматизации конкретных сред, таких как орошаемые, богарные равнины, глубоководные, приливно-отливные заболоченные земли и возвышенности. Орошаемый рис является основной и доминирующей растущей системой в мире. В общем объеме производства продовольственного зерна рис составляет 43%, а в общем объеме производства зерна – 46%. Это играет наиболее важную роль в национальном продовольственном зерновом резервуаре. По объему мирового производства урожай риса занимает третье место после пшеницы и кукурузы. В Индии рис занимает первое место среди зерновых по площади и производству. Рис выращивается в большинстве штатов Индии. Западная Бенгалия является самой высокой страной по производству риса, а Тамил Наду обладает самой высокой продуктивностью (Simon and Anamika 2011). В Индии выращивается около 44 млн. Га риса, а годовой объем производства составляет около 110,15 млн. Тонн (Управление экономики и статистики, Департамент сельского хозяйства, сотрудничества и благосостояния фермеров 2017–2018 гг.). Рисовые культуры заражены различными вредителями и болезнями, среди которых несколько растительных нематод заражают рис-хозяин. Растительные паразитические нематоды (PPN), адаптированные к каждой системе выращивания риса с лиственными и корневыми паразитами (Nicol et al. 2011). Лиственные паразиты состоят из Aphelenchoides besseyi и Ditylenchus angustus. A. besseyi – семенная нематода, вызывающая болезнь риса. Симптом, вызванный A. besseyi, представляет собой отбеливание части кончика листа (болезнь Белого кончика), которая превращается в некроз, искажение флагового листа, где заключена метелка. Зараженные A. besseyi растения отстают в росте, снижают энергию и их метелки становятся искаженными, что приводит к образованию мелких зерен (Ou 1985). Другой лиственный паразит, D. angustus (болезнь Уфра), распространен в Юго-Восточной Азии, особенно в низинных и глубоководных системах выращивания риса. Паразиты нематод корня (риса) состоят из мигрирующих эндопаразитов (Hirschmanniella spp.), Сидячих эндопаразитов (кисты и корневых нематод) и нескольких эктопаразитов. Кистообразными нематодами, распространенными в равнинных, нагорных и затопленных системах выращивания риса, являются Heterodera oryzicola, H. oryzae, H. sacchari и т. Д. Корневые нематоды (RKN) являются важными вредителями овощей, фруктов, декоративных растений, других двудольных и немногих однодольные растения. Основными видами RKN являются Meloidogyne incognita, M. javanica, M. arenaria, M. graminicola и др., Широко распространенные в тропиках / субтропиках, тогда как M. hapla в субтемпературном климате. (Sasser 1980; Sasser et al. 1984; Dasgupta and Gaur 1986; Soriano and Reversat 2003; Somasekhar and Prasad 2009). Будучи основной пищевой культурой, рис привлекает все больше внимания со стороны нематологов для изучения физиологического и молекулярного взаимодействия между рисом и PPN с целью повышения урожайности риса во всем мире.

Есть несколько видов RKN, зараженных рисом, и основным видом является Meloidogyne graminicola (RRKN) (Golden and Birchfield, 1965), широко распространенный в Южной и Юго-Восточной Азии, таких как Бирма, Бангладеш, Лаос, Таиланд, Вьетнам, Индия, Китай. и Филиппины (Pankaj et al. 2010) на высокогорных, орошаемых, низинных неорошаемых и глубоководных рисах (Arayarungsarit 1987; Bridge 1990; Bridge and Page 1982; Cuc and Prot 1992; Gaur et al. 1993, 1996; Sharma et al. 2001 ). Социально-экономические факторы и климатические изменения могут привести к увеличению нехватки воды, увеличению себестоимости производства, а также к серьезному ограничению урожайности риса, что создает угрозу для продовольственной безопасности. Производство риса в низменности подняло международную проблему, поскольку традиционная система производства риса-сырца потребляет огромное количество воды в регионе Юго-Восточной Азии; Потребность в воде очень высока, чтобы выдержать этот тип производства риса. В Азии из общего количества 79 млн. Га орошаемого риса, в настоящее время 17 млн. Га страдают от нехватки воды, а к 2025 году ожидается нехватка воды до 22 млн. Га. Поэтому обязательно следует полагаться на систему производства риса, позволяющую экономить воду, такую ​​как прямой влажный посев, прерывистое орошение, приподнятый слой, аэробный рис и многие другие. Но широкомасштабное внедрение этих методов приводит к развитию огромной популяции M. graminicola (Waele and Elsen 2007). M. graminicola очень хорошо усваивается в условиях затопления, позволяя продолжать размножаться в ткани хозяина, даже если корни находятся под водой. Молодь второй стадии M. graminicola проникает в корень риса в нагорных условиях за кончиком корня. Несовершеннолетние не могут проникнуть, когда корни риса находятся в затопленном состоянии, но сразу же проникают, когда почва осушается. Популяции RRKN быстро уменьшаются через 4 месяца, в то время как молодые и многочисленные яичные массы остаются жизнеспособными по крайней мере 5-14 месяцев в заболоченной почве. M. graminicola имеет очень короткий жизненный цикл, завершается в течение 15-20 дней при 22-29⁰C.

<Р> М. graminicola был впервые описан в 1965 году из трав и овса в Луизиане. Эта нематода наносит серьезный ущерб горному, низменному, глубоководному и орошаемому рису. Наиболее заметным симптомом на корне риса являются опухшие и зацепленные кончики корней. Наземные симптомы состоят из задержки роста и хлороза, приводящего к снижению побегов и урожайности. У этой нематоды отсутствуют специфические надземные симптомы, которые недооценивают ущерб, нанесенный землей под землей (Mantelin et al. 2017). Прогнозируется, что потеря урожая зерна из-за M. graminicola в высокогорном рисе составляет около 2,6% на каждые 1000 нематод, присутствующих в ризосфере молодых проростков (Rao and Biswas 1973). Уровень толерантности саженцев риса был определен как менее одной второй стадии ювенильного / см3 почвы в затопленной системе (Plowright and Bridge 1990). Подростки второй стадии (J2) проникают в корень риса за зоной кончика корня, внутри сосудистой ткани и производят типичную питательную клетку, известную как гигантская клетка (GC), действующая в качестве места кормления нематод. Клетки, окружающие GC, становятся гиперплазией и гипертрофированы с образованием макроскопических крючковидных галлов на корневой системе (Kumari et al. 2016). М. graminicola является проблематичным нематодным вредителем системы выращивания рисовой пшеницы на Индо-Гангских равнинах и вызывает значительную потерю урожайности (17-30%). Также это происходит во всех рисоводческих штатах Индии с большими потерями в производстве риса (MacGowan 1989; Jain et al. 2007).

Для борьбы с M. graminicola существуют различные стратегии управления, такие как культурные, биологические, физические, механические и химические методы, которые доступны, но каждый метод имеет определенные ограничения. Среди прочего, химический метод является наиболее эффективным, но из-за химической токсичности, экологических проблем и недостаточного наличия на рынке он имеет ограниченное применение. Соляризация почвы возможна только в небольших масштабах и не рекомендуется в умеренных регионах.

Севооборот – это эффективный вариант, способный эффективно управлять нематодами, который может быть нереалистичным в Юго-Восточной Азии из-за ограниченности земель, выбора урожая, сезонного затопления и приоритета производителей выращивать рис. Поэтому разработка устойчивых к нематодам сортов является наиболее экономичной и устойчивой стратегией управления нематодами. Крайне необходимо искать устойчивый источник для управления M. graminicola. Источники устойчивости были обнаружены у африканского риса, Oryza glaberrima и O. longistaminata по отношению к M. graminicola (Soriano et al. 1999) и изменчивости до определенного уровня, о котором сообщалось и в индийском контексте (Kumari et al. 2016). Дикие родственники африканского риса (O. glaberrima, O. longistaminata и O. rufipogon), которые частично или полностью устойчивы к M. graminicola, могут выступать в качестве устойчивых доноров для межвидовых скрещиваний с азиатскими сортами риса, O. sativa (Plowright et al. 1999 Сориано и др., 1999). Минимальные усилия по размножению были предприняты для разработки устойчивых к нематодам сортов риса (Bridge et al. 2005). Различные подходы и методологии были использованы для поиска источников устойчивости к M. graminicola в рисе. Правильный протокол скрининга, используемый для идентификации устойчивых к нематодам линий размножения, позволит оценивать тысячи генотипов для программы разведения (Boerma and Hussey 1992). Было опубликовано несколько протоколов для поиска источника устойчивости к другим видам нематод корневого узла, таким как M. arenaria, M. incognita, M. javanica и M. hapla в соевых бобах, томатах, картофеле, салате, перце и некоторых других культурах (Hussey and Janssen 2002), но очень ограничен для M. graminicola в рисе и пшенице (Kumari et al. 2016).