Ug99 - Ug99
Puccinia graminis | |
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P. graminis
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P. graminis tritici
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Varietà: |
Ug99
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Ug99 è un ceppo di ruggine del gambo di grano ( Puccinia graminis f. sp. tritici ), che è presente nei campi di grano in diversi paesi dell'Africa e del Medio Oriente e si prevede che si diffonda rapidamente attraverso queste regioni e possibilmente più lontano, causando potenzialmente un disastro della produzione di grano che influenzerebbe la sicurezza alimentare in tutto il mondo. Nel 2005 il noto pioniere della rivoluzione verde Norman Borlaug ha portato grande attenzione al problema, e la maggior parte degli sforzi successivi possono essere ricondotti alla sua difesa. Può causare perdite di raccolto fino al 100% ed è virulento contro molti geni di resistenza che in precedenza proteggevano il grano dalla ruggine dello stelo.
Sebbene esistano varietà di grano resistenti all'Ug99 , uno screening di 200.000 varietà di grano utilizzate in 22 paesi africani e asiatici ha rilevato che solo il 5-10% dell'area di grano coltivato in questi paesi era costituito da varietà con resistenza adeguata.
La razza originale di Ug99, che è designata come "TTKSK" nel sistema di nomenclatura nordamericano, è stata rilevata per la prima volta in Uganda nel 1998 e caratterizzata per la prima volta nel 1999 (da cui il nome Ug99) e da allora è stata rilevata in Kenya , Etiopia , Eritrea , Sudan , Yemen , Iran , Tanzania , Mozambico , Zimbabwe , Sudafrica ed Egitto . Ora ci sono 13 razze conosciute di Ug99. Sono tutti strettamente correlati e si ritiene che si siano evoluti da un antenato comune, ma differiscono nei loro profili di virulenza /avirulenza e nei paesi in cui sono stati rilevati.
Genetica
Ug99 è il prodotto di un tipo di evento di scambio nucleare somatico che non è stato osservato in altre razze di ruggine dello stelo. Durante questo evento e in seguito i nuclei non hanno sperimentato la ricombinazione .
Resistenza genica
Ug99 e le sue varianti differiscono da altri ceppi del patogeno Black Stem Rust (BSR) per la loro capacità di superare i geni di resistenza nel frumento che sono durati per decenni contro il patogeno BSR. Questi geni Sr resistenti , di cui 50 noti, conferiscono al grano diverse resistenze alla ruggine del fusto. La virulenza in Uganda è stata virulenta contro Sr31 ed è specifica per Ug99. Le massicce perdite di grano che si sono verificate sono state devastanti, ma negli ultimi anni l'epidemia di ruggine del grano è stata efficacemente controllata attraverso la selezione e l'allevamento di ulteriori geni Sr.
I ricercatori del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti ( USDA ) stanno testando i geni per determinare la loro resistenza all'Ug99, che alla fine aiuterà nello sviluppo di varietà di grano che saranno in grado di combattere la ruggine. La resistenza è stata identificata in un piccolo numero di razze terrestri di frumento primaverile dal Nord America : 23 su 250 razze con resistenza alle piante adulte , 27 su 23.976 SNP che trasportano APR e solo 9 razze con resistenza alle piantine . Questa resistenza era presente prima che la sfida del patogeno Ug99 fosse presente in NA per guidare la selezione. L'USDA ha dichiarato che ora stanno studiando le gare di terra del frumento invernale dove la resistenza è più probabile. A causa del fatto che lo screening delle gare invernali è più impegnativo, i risultati degli studi non sono attesi per altri cinque o sette anni.
Oltre alla ricerca condotta dall'USDA, il Dipartimento per lo sviluppo internazionale del Regno Unito (DFID), insieme alla Bill & Melinda Gates Foundation , ha annunciato nel febbraio 2011 che concederanno 40 milioni di dollari a un progetto globale guidato dalla Cornell University per combattere i ceppi virulenti di Ug99. La sovvenzione quinquennale al progetto Durable Rust Resistance in Wheat (DRRW) sosterrà i tentativi di identificare nuovi geni di resistenza, nonché di riprodurre e distribuire semi di grano resistenti alla ruggine agli agricoltori.
C'è stato un continuo processo di sviluppo di nuove cultivar resistenti e fallimento di quelle cultivar. Ciò dimostra la necessità di un miglioramento continuo.
A partire dal 2020 le moderne tecniche di genetica molecolare e molecolare stanno identificando i loci dei tratti quantitativi (QTL) , particolari strutture cellulari e singoli geni R in modo più efficiente che mai. Questi saranno necessari data la continua grave minaccia mondiale che l'Ug99 rappresenta.
gare
Ci sono 13 razze di Ug99, che (sotto il sistema di nomenclatura nordamericano) hanno le designazioni TTKSK, TTKSF, TTKST, TTTSK, TTKSP, PTKSK, PTKST, TTKSF+, TTKTT, TTKTK, TTHSK, PTKTK e TTHST. Sono tutti strettamente correlati e si ritiene che si siano evoluti da un antenato comune.
TTKSK
Conosciuto anche come PTKS . La prima razza Ug99 ad essere caratterizzata. Come la maggior parte delle razze Ug99, ea differenza di altre varietà di ruggine dello stelo, è virulento contro il gene Sr Sr31 ; virulento anche contro Sr38 . Avirulento contro Sr24 . È stato trovato in Uganda nel 1999, Kenya nel 2001, Etiopia nel 2003, Sudan e Yemen nel 2006, Iran nel 2007 e Tanzania nel 2009, Eritrea nel 2012 e Ruanda ed Egitto nel 2014.
Sr14 non protegge le piantine contro TTKSK ma fornisce una resistenza moderata nelle fasi successive .
TTKSF
Rilevato per la prima volta in Sudafrica nel 2000, in Zimbabwe nel 2009 e in Uganda nel 2012.
TTKST
Scoperta in Kenya nel 2006 è stata la prima razza Ug99 trovata virulenta contro il gene Sr Sr24 . TTKST è ora la gara di ruggine degli attacchi manubrio predominante in Kenya.
Sr14 è efficace contro TTKST.
TTTSK
Rilevato per la prima volta in Kenya nel 2007, in Tanzania nel 2009, in Etiopia nel 2010, in Uganda nel 2012 e in Ruanda nel 2014.
TTKSP
Rilevato per la prima volta in Sudafrica nel 2007.
PTKSK
Rilevato per la prima volta in Etiopia nel 2007, in Kenya nel 2009, in Yemen nel 2009 e in Sudafrica nel 2017.
PTKST
Rilevato per la prima volta in Etiopia nel 2007, in Kenya nel 2008, in Sudafrica nel 2009, in Eritrea, Mozambico e Zimbabwe nel 2010.
TTKSF+
Rilevato per la prima volta sia in Sudafrica che in Zimbabwe nel 2010. Virulento contro Sr9h .
TTKTT
Rilevato per la prima volta in Kenya nel 2014.
TTKTK
Rilevato per la prima volta in Kenya, Ruanda, Uganda, Eritrea ed Egitto nel 2014.
TTHSK
Rilevato per la prima volta in Kenya nel 2014. Si differenzia dall'originale ( TTKSK ) per l'avirulenza contro Sr30 . Simile a TTHST .
PTKTK
Rilevato per la prima volta in Kenya nel 2014. Differisce da PTKSK per virulenza contro SrTmp . Differisce da TTKTK per l'avirulenza contro Sr21 .
TTHST
Rilevato per la prima volta in Kenya nel 2013.
Sequenza temporale
1993
1998
- Gravi infezioni da ruggine dello stelo osservate in Uganda . Ug99 identificato, caratterizzato come avente virulenza su Sr31 e denominato.
2000
- TTKSF rilevato in Sud Africa .
2001
- TTKSK rilevato in Kenya .
2003
- TTKSK rilevato in Etiopia .
2006
- TTKSK rilevato in Sudan e Yemen .
- TTKST , una nuova variante di Ug99 con virulenza a Sr24 , rilevata in Kenya .
2007
- TTTSK rilevato in Kenya .
- TTKSP rilevato in Sud Africa .
- PTKSK rilevato in Etiopia .
- PTKST rilevato in Etiopia .
2008
2009
- TTKSK rilevato in Tanzania .
- TTKST rilevato in Tanzania.
- TTTSK rilevato in Tanzania.
- TTKSF rilevato in Zimbabwe .
- PTKSK rilevato in Kenya .
- PTKST rilevato in Sud Africa .
2010
- TTKST rilevato in Eritrea .
- PTKST rilevato in Eritrea .
- PTKST rilevato in Mozambico .
- PTKST rilevato in Zimbabwe .
- TTKSF+ rilevato in Sudafrica .
- TTKSF+ rilevato in Zimbabwe .
2013
- TTHST confermato in Kenya
2014
- TTKTK confermato in Egitto , Kenya, Eritrea, Ruanda e Uganda.
- TTHSK confermato in Kenya
- PTKTK confermato in Kenya
- Confermato il TTKTT in Kenya.
- TTKST rilevato in Egitto.
- TTKSK rilevato in Egitto.
Diffusione geografica
Cina
Sebbene l' Ug99 non sia ancora arrivato in Cina , altre razze di ruggine dello stelo lo hanno già fatto, ed è in corso uno sforzo per coniugare la resistenza contro le razze presenti con le future esigenze di resistenza contro l' Ug99 ogni volta che arriva.
Libano
Anche se SR5 , SR21 , Sr9e , Sr7b , SR11 , SR6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , SR30 , SR17 , Sr9a , Sr9d , SR10 , SrTmp , SR38 , e SrMcN non sono più efficaci nel Libano , SR11 , SR24 , e SR31 sono tuttora che è diagnostico per l'assenza di Ug99 dal Libano.
Iraq
Rilevato in Iraq nel 2019.
Asia del sud
A partire dal 2013 è stata la valutazione del direttore dell'intelligence nazionale degli Stati Uniti che l'Ug99 sarebbe arrivato presto nell'Asia meridionale , nei prossimi anni. Si prevedeva che ciò avrebbe causato interruzioni dell'offerta mondiale perché, sebbene la produttività stesse crescendo nell'Europa orientale e potesse teoricamente colmare quel divario, i governi di tutto il mondo si erano mostrati pronti a vietare le esportazioni. Tuttavia, ad aprile 2021 l'Asia meridionale rimane inalterata.