Ug99
茎さび病のクローズアップ

プッチニア・グラミニスvar. Ug99
科学的分類この分類を編集する
王国： 菌類
分割： 担子菌類
クラス： プッチニオミセテス
注文： プッチニアレス
家族： プッチニア科
属: プッチニア
種： P. graminis
専門分野: P. g. f. sp.トリチシ
品種: P. g. var. Ug99
三名法名
プッチニア・グラミニスvar. Ug99
レース

テキストを参照

Ug99は、アフリカや中東のいくつかの国の小麦畑に生息する小麦黒さび病（Puccinia graminis f. sp. tritici ）の系統で、これらの地域だけでなくさらに遠くまで急速に蔓延し、小麦生産に壊滅的な被害をもたらし、世界の食糧安全保障に影響を与える可能性があると予測されています。[ 1 ] 2005年に緑の革命の先駆者であるノーマン・ボーローグ氏がこの問題に大きな注目を集め、その後の取り組みのほとんどは彼の提唱によるものです。[ 2 ]この病気は最大100%の作物損失を引き起こす可能性があり、これまで小麦を黒さび病から守ってきた多くの抵抗性遺伝子に対して毒性があります。

Ug99耐性小麦品種は存在するものの[ 2 ] 、アフリカとアジアの22カ国で20万品種の小麦をスクリーニングしたところ、これらの国で栽培されている小麦の面積のうち、適切な耐性を持つ品種はわずか5～10％であることがわかりました[ 1 ] 。

Ug99の元の系統は、北米命名システムで「TTKSK」と指定されており、1998年にウガンダで初めて検出され[ 3 ]、1999年に初めて特徴付けられました[ 3 ] （そのためUg99と命名されました）。その後、ケニア、エチオピア、エリトリア、スーダン、イエメン、イラン、タンザニア、モザンビーク、ジンバブエ、南アフリカ、[ 4 ]、エジプトで検出されています。現在、Ug99には15の系統が知られています[ 5 ]。それらはすべて密接に関連しており、共通の祖先から進化し たと考えられていますが、毒性/非毒性プロファイルと検出国が異なります。[ 1 ]

遺伝学

Ug99は、他の茎さび病菌では観察されていない体細胞核交換イベントの産物である。[ 6 ]このイベント中およびそれ以降、核は組換えを経験していない。[ 6 ]

遺伝子耐性

Ug99とその変異体は、数十年にわたってBSR病原体に対して耐性を示してきた小麦の耐性遺伝子を克服する能力を持つ点で、黒色茎さび病（BSR）病原体の他の株とは異なります。 [ 7 ]これらの耐性Sr遺伝子は50種が知られており、小麦に茎さび病に対する異なる耐性を与えます。[ 3 ]ウガンダでの毒性はSr31に対して毒性があり、Ug99に特異的です。[ 3 ]発生した小麦の大規模な損失は壊滅的でしたが、近年、小麦さび病の流行は追加のSr遺伝子の選抜と育種によって効果的に制御されています。[ 3 ]（しかし、その後数十年で、Sr31の毒性は他の場所の他の株で進化しました。[ 8 ] Patpour et al. 、2022はスペインとシベリアでそれを発見しています。）[ 8

米国農務省（USDA）の研究者たちは、Ug99耐性遺伝子を検査しており、最終的にはさび病に対抗できる小麦品種の開発に役立つだろう。北米産の春小麦在来品種の少数で耐性が確認されており、成体耐性を示す250品種のうち23品種、APRを伝える23,976のSNPのうち27品種、苗耐性を示すのはわずか9品種である。[ 9 ]この耐性は、北米でUg99病原菌の感染が選択の要因となることなく存在していた。 [ 9 ] USDAは、耐性がより起こりやすい冬小麦在来品種を研究してきた。[ 10 ]

USDAが行っている研究に加えて、英国国際開発省（DFID）はビル＆メリンダ・ゲイツ財団と共同で、コーネル大学が主導するUg99の毒性株と戦う世界的プロジェクトに4000万ドルを助成することを2011年2月に発表した。 [ 11 ]小麦の耐久性さび病抵抗性（DRRW）プロジェクトへの5年間の助成金は、新しい抵抗性遺伝子を特定するとともに、さび病抵抗性小麦種子を繁殖させて農家に配布する試みを支援した。[ 11 ]

新しい耐性品種の開発とそれらの品種の失敗が継続的に起こっています。[ 12 ]これは継続的な改良の必要性を示しています。[ 12 ]

2020年現在、現代の分子遺伝学および分子遺伝学技術は、量的形質遺伝子座（QTL）、特定の細胞構造、および個々のR遺伝子をこれまで以上に効率的に特定しています。[ 13 ] Ug99がもたらす深刻な世界的な脅威が続いていることを考えると、これらは必要となるでしょう。[ 13 ] [ 1 ]

Sr35は他のすべての重度のPgtレースと元のUg99に耐性を付与します。 [ 14 ] Salcedoet al.、2017は、そのAvrターゲットである、AvrSr35 [ 14 ] Sr35に対して毒性のある菌株は、可動性要素の挿入によるAvrSr35の機能不全化の恩恵を受けている。 [ 14 ]

レース

Ug99には15の系統があり、北米命名法ではTTKSK、TTKSF、TTKST、TTTSK、TTKSP、PTKSK、PTKST、TTKSF+、[ 4 ] TTKTT、TTKTK、TTHSK、PTKTK、TTHST、TTKTT+、TTHTTと命名されています。[ 5 ]これらはすべて密接に関連しており、共通の祖先から進化したと考えられています。[ 1 ]

TTKSK

PTKSとしても知られる。[ 15 ]最初に特徴付けられたUg99レース。[ 16 ] [ 15 ]ほとんどのUg99レースと同様に、他の茎さび病菌の品種とは異なり、 Sr遺伝子Sr31に対して毒性がある。[ 16 ] [ 15 ] Sr38にも毒性がある。[ 15 ] Sr24には無毒性。[ 16 ] [ 15 ] 1999年にウガンダ[ 15 ] 、 2001年にケニア[ 16 ]、2003年にエチオピア[ 5 ]、2006年にスーダンとイエメン[ 5 ]、2007年にイラン[ 5 ]、2009年にタンザニア[ 1 ] 、 2012年にエリトリア[ 5 ]、2014年にルワンダとエジプトで発見されました。[ 5 ]

TTKSF

2000年に南アフリカで初めて検出され、[ 5 ] 2009年にジンバブエで、[ 5 ] 2012年にウガンダで検出された。[ 5 ] Sr31に対しては無毒性である。[ 5 ]

TTKST

2006年にケニアで発見された[ 16 ] Ug99系統は、 Sr遺伝子Sr24に対して毒性があることが初めて判明した。[ 1 ] [ 16 ] TTKSTは現在ケニアで優勢な茎さび病菌系統である。[ 1 ] Sr31に対して毒性がある。[ 5 ]

TTTSK

2007年にケニアで初めて検出され、[ 5 ] 2009年にタンザニア、[ 5 ] 2010年にエチオピア、[ 5 ] 2012年にウガンダ、[ 5 ] 2014年にルワンダで検出された。[ 5 ] Sr31とSr36に毒性がある。[ 5 ]

TTKSP

2007年に南アフリカでVisserら（ 2011）によって初めて検出された。[ 17 ] [ 5 ] Sr31に対しては無毒性、Sr24に対しては毒性がある。[ 5 ]

PTKSK

2007年にエチオピアで初めて検出され、[ 5 ] 2009年にケニア、[ 5 ] 2009年にイエメン、[ 5 ] 2017年に南アフリカで検出された。[ 5 ] [ 18 ] Sr31に対して毒性があり、Sr21に対しては非毒性である。[ 5 ]

PTKST

2007年にエチオピアで初めて検出され、[ 5 ] 2008年にケニア、[ 5 ] 2009年に南アフリカでVisserらにより2011年に検出され、[ 17 ] [ 5 ] 2010年にエリトリア、モザンビーク、ジンバブエでも検出された。[ 5 ] Sr31とSr24には毒性があるが、Sr21には非毒性である。[ 5 ]

TTKSF+

2010年に南アフリカとジンバブエで初めて検出された。[ 5 ] Sr9hに対して毒性がある。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] Sr31に対しては無毒性だが、Sr9hに対しては毒性がある。[ 5 ]

ありがとう

2014年にケニアで初めて検出された。[ 5 ] 2019年にはイラクでも検出され、同国で初めての検出となった。[ 5 ] 2023年にネパールで発見された。[ 22 ] Sr31、Sr24、SrTmpに毒性がある。[ 5 ]

TTKTK

2014年にケニア[ 5 ] [ 23 ]、ルワンダ[ 5 ] [ 23 ]、ウガンダ[ 5 ] [ 23 ]、エリトリア[ 5 ] 、エジプト[ 5 ] [ 23 ]で初めて検出された。Sr31とSrTmpに毒性がある。[ 5 ]

ありがとう

2014年にケニアで初めて検出された。[ 24 ]オリジナル（TTKSK）とは異なり、 Sr30に対しては非毒性である。[ 24 ] TTHSTに類似。[ 24 ] Sr31に対しては毒性があるが、Sr30に対しては非毒性である。[ 5 ]

PTKTK

2014年にケニアで初めて検出された。[ 24 ] PTKSKとはSrTmpに対する毒性が異なる。[ 24 ] TTKTKとはSr21に対する非毒性が異なる。[ 24 ] Sr31とSr24に対して毒性があるが、Sr21に対しては非毒性である。[ 5 ]

TTHST

2013年にケニアで初めて検出された。[ 5 ] Sr31とSr24に対しては毒性があるが、Sr30に対しては非毒性である。[ 5 ]

TTKTT+

2019年にケニアで初めて検出された。[ 5 ] Sr31、Sr24、SrTmp、およびSr8155B1に対して毒性がある。[ 5 ]

っつー

2020年にケニアで初めて検出された。[ 5 ] Sr31、Sr24、SrTmpに毒性があり、Sr30には非毒性である。[ 5 ]

タイムライン

1993

1998

  • ウガンダで深刻な茎さび病の感染が観察された。Ug99が同定され、Sr31に対して毒性を持つことが特徴付けられ、命名された。[ 25 ]

2000

2001

2003

2006

2007

2008

2009

2010

2013

2014

2017

  • 南アフリカでPTKSKが確認された。[ 5 ]

2019

2020

2023

  • TTKTTはネパールで確認された。[ 22 ]

地理的広がり

茎さび病菌は、自然の気流を利用して胞子を容易に長距離拡散するため、封じ込めは困難です。さらに、海流や気流といった自然環境の流れによって拡散が促進されます。これは、南アフリカ東部からオーストラリア西部へのように、大陸間を断続的に拡散する場合に特に重要です。ラグランジュのコヒーレント構造は胞子の移動に重要な役割を果たすと考えられており、胞子の移動を予測するために用いることができます。[ 27 ]

中国

Ug99は2020年には中国に到達していませんでしたが[ 28 ] 、他の茎さび病菌株はすでに到達しており[ 28 ] 、現在の株に対する耐性と、 Ug99が到達したときに備えた将来の耐性の必要性を結び付ける取り組みが進められています[ 28 ]。

レバノン

Sr5、Sr21、Sr9e、Sr7b、Sr11、Sr6、Sr8a、Sr9g、Sr9b、Sr30、Sr17、Sr9a、Sr9d 、Sr10 、SrTmp、Sr38、SrMcNはレバノンではもはや効果がありませんが、Sr11、Sr24、Sr31はまだ効果があり、レバノンにUg99が存在しないことを診断します。[ 29 ]

イラク

2019年にイラクで検出された。 [ 5 ]

南アジア

2023年にはネパールで低レベルのTTKTTが検出されましたが、監視活動ではこの地域での拡散は確認されていません。[ 22 ] 2013年時点で、米国国家情報長官は、Ug99が数年後には南アジアに到達すると予測していました。東ヨーロッパでは生産性が向上しており、理論的にはそのギャップを埋めることができるものの、世界各国政府が輸出を禁止する姿勢を示していたため、世界的な供給途絶を引き起こすことが予想されていました。[ 30 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Singh , Ravi P.; Hodson, David P.; Huerta-Espino, Julio; Jin, Yue; Bhavani, Sridhar; Njau, Peter; Herrera-Foessel, Sybil; Singh, Pawan K.; Singh, Sukhwinder; Govindan, Velu (2011年9月8日). 「茎さび病菌Ug99系統の出現は世界の小麦生産への脅威である」. Annual Review of Phytopathology . 49 (1). Annual Reviews : 465– 481. doi : 10.1146/annurev-phyto-072910-095423 . ISSN  0066-4286 . PMID  21568701 . S2CID  24770327 .
  2. ^ a b c d Gross, Michael (2013). 「移動する害虫」 . Current Biology . 23 (19). Cell Press : R855– R857. Bibcode : 2013CBio...23.R855G . doi : 10.1016 / j.cub.2013.09.034 . ISSN 0960-9822 . PMID 24251330. S2CID 15559913 .   
  3. ^ a b c d e
  4. ^ a b c d e f g hホドソン、DP;グロンベック・ハンセン、J.ラッセン、P.アレマエフ、Y.アリスタ、J.ソンダー、K.コシナ、P.モンカダ、P.ナザリ、K.パーク、RF;プレトリウス、ZA;ルイジアナ州サボ。フェッチ、T. Jin, Y. 「小麦さび病病原体の追跡」(PDF)。2012 Borlaug Global Rust Initiative 技術ワークショップ議事録。ボーローグ グローバル ラスト イニシアチブ。2019 年 10 月 5 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2012 年11 月 28 日に取得。
  5. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh 「 Pathotype Tracker – Where is Ug99?」国際トウモロコシ・小麦改良センター。
  6. ^ a b Li, Feng; Upadhyaya, Narayana M.; Sperschneider, Jana; Matny, Oadi; Nguyen-Phuc, Hoa; Mago, Rohit; Raley, Castle; Miller, Marisa E.; Silverstein, Kevin AT; Henningsen, Eva; Hirsch, Cory D.; Visser, Botma; Pretorius, Zacharias A.; Steffenson, Brian J.; Schwessinger, Benjamin; Dodds, Peter N.; Figueroa, Melania (2019年11月7日). 「体細胞交雑による小麦黒さび病菌Ug99系統の出現」 . Nature Communications . 10 (1). Nature Portfolio : 5068. Bibcode : 2019NatCo..10.5068L . doi : 10.1038/s41467-019-12927-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 6838127 . PMID 31699975 . S2CID 207916981 .    
  7. ^ 「USDAによるPgt-Ug99問題への協調的アプローチ」 ARS（米国農務省農業研究局）2017年9月20日。
  8. ^ a b
  9. ^ a b
  10. ^ USDA農業研究局(2007).米国におけるUg99茎さび病の影響を最小限にするための行動計画(PDF) (報告書) (第1.01版). USDA農業研究局. pp.  1– 27. 2022年10月20日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  11. ^ a bマッキャンドレス、リンダ（2011年2月27日）「世界の食糧安全保障を脅かす小麦病原体と戦うための4000万ドルの助成金」コーネル・クロニクル。2019年10月5日閲覧。
  12. ^ a b
  13. ^ a b Deng, Yiwen; Ning, Yuese; Yang, Dong-Lei; Zhai, Keran; Wang, Guo-Liang; He, Zuhua (2020年10月5日). 「作物の病害抵抗性の分子基盤と抵抗性向上のための育種戦略の展望」 . Molecular Plant . 13 (10). Cell Press : 1402– 1419. doi : 10.1016/j.molp.2020.09.018 . ISSN 1674-2052 . PMID 32979566. S2CID 221955936 .   
  14. ^ a b c
    Li, Feng; Upadhyaya, Narayana; Sperschneider, Jana; Matny, Oadi; Nguyen-Phuc, Hoa; Mago, Rohit; Raley, Castle; Miller, Marisa; Silverstein, Kevin; Henningsen, Eva; Hirsch, Cory; Visser, Botma; Pretorius, Zacharias; Steffenson, Brian; Schwessinger, Benjamin; Dodds, Peter; Figueroa, Melania (2019). 「体細胞交雑による小麦黒さび病菌Ug99系統の出現」 . Nature Communications . 10 (1). Nature Portfolio : 5068. Bibcode : 2019NatCo..10.5068L . doi : 10.1038/s41467-019-12927-7 . ISSN  2041-1723 . PMC  6838127 . PMID  31699975 . S2CID  207916981 . (FL ORCID 0000-0001-8528-4249 .) (NMU ORCID 0000-0002-3052-0416 .) (OM ORCID 0000-0002-8447-2886 .) (HNP ORCID 0000-0001-9329-4287 .) (KATS ORCID 0000-0002-4955-3218 .) (EH ORCID 0000-0001-9619-3705 .) (CDH ORCID 0000-0002-3409-758X .) (BJS ORCID 0000-0001-7961-5363 .) (PND ORCID 0000-0003-0620-5923 . GS N3w9QUUAAAAJ . RID D-1181-2009 .) (MF ORCID 0000-0003-2636-661X . ( RID R-7696-2017 ).          
    このレビューではこの研究を引用しています。
    サルセド、アンドレス。ラッター、ウィリアム。王、石晨。アクノバ、アリーナ。ボーラス、スティーブン。チャオ、シャオマン。アンダーソン、ニコラス。デ・ソト、モニカ。ラウズ、マシュー。ザボ、レス。ボーデン、ロバート。ドゥブコフスキー、ホルヘ。アクノフ、エドゥアルド (2017)。「AvrSr35遺伝子の変異により、小麦さび病レース Ug99 に対するSr35耐性が決まります。 」科学。358（6370）。米国科学進歩協会(AAAS): 1604–1606。Bibcode : 2017Sci...358.1604S。土井：10.1126/science.aao7294。ISSN  0036-8075。PMC  6518949。PMID  29269474 . S2CID  206664159 .
  15. ^ a b c d e fナガラジャン、スブラマニアム;コーゲル、ハンス J. Zadoks、Jan C. (2012)。 「 Puccinia graminis f.sp. triticiの疫学 -ウガンダ-ケニアからイエメンに至る地溝帯の「フライウェイ」におけるUg99」。植物の健康の進歩。13 (1)．アメリカ植物病理学協会: 31. doi : 10.1094/php-2012-1114-01-rv。ISSN 1535-1025。S2CID 88243732。  
  16. ^ a b c d e f
  17. ^ a b c dこのレビュー… Singh, Ravi P.; Hodson, David P.; Huerta-Espino, Julio; Jin, Yue; Bhavani, Sridhar; Njau, Peter; Herrera-Foessel, Sybil; Singh, Pawan K.; Singh, Sukhwinder; Govindan, Velu (2011年9月8日). 「茎さび病菌Ug99系統の出現は世界の小麦生産への脅威である」. Annual Review of Phytopathology . 49 (1). Annual Reviews : 465– 481. doi : 10.1146/annurev-phyto-072910-095423 . ISSN 0066-4286 . PMID 21568701 . S2CID 24770327 .    ...この研究を引用： Visser, B; Herselman, L; Park, RF; Karaoglu, H; Bender, CM; Pretorius, Z (2010). 「南アフリカにおけるUg99系統内の2つの新しいPuccinia graminis f. sp. tritici系統の特性」 Euphytica . 179 : 119– 127. doi : 10.1007/s10681-010-0269-x . S2CID 6176783 . 
  18. ^ Terefe, T.; Pretorius, ZA; Visser, B.; Boshoff, WHP (2019). 「南アフリカにおけるコムギ茎さび病菌レースUg99の変異体であるPuccinia graminis f. sp. triticiレースPTKSKの初報告」 . Plant Disease . 103 (6). American Phytopathological Society : 1421. doi : 10.1094/pdis-11-18-1911-pdn . ISSN 0191-2917 . 
  19. ^ Randhawa, Mandeep S.; Singh, Ravi P.; Dreisigacker, Susanne; Bhavani, Sridhar; Huerta-Espino, Julio; Rouse, Matthew N.; Nirmala, Jayaveeramuthu; Sandoval-Sanchez, Maricarmen (2018年11月30日). 「2つの二親性集団における共通の黒さび病抵抗性遺伝子座の同定と検証」 . Frontiers in Plant Science . 9. Frontiers Media : 1788. doi : 10.3389/fpls.2018.01788 . ISSN 1664-462X . PMC 6283910. PMID 30555507 .   
  20. ^ザ・プレトリウス、ZA;ザボ、レス・J。ボショフ、WHP;ハーセルマン、L.ヴィッサー、B. (2012)。 「南アフリカとジンバブエにおける小麦茎さび病（ Puccinia graminis f. sp. tritici ）の新しいTTKSFレースの最初の報告」 。植物の病気。96 (4)。アメリカ植物病理学協会: 590. doi : 10.1094/pdis-12-11-1027-pdn。ISSN 0191-2917。PMID 30727416。  
  21. ^ Rouse, Matthew N.; Nirmala, Jayaveeramuthu; Jin, Yue; Chao, Shiaoman; Fetch, Thomas G.; Pretorius, Zacharias A.; Hiebert, Colin W. (2014年6月10日). 「Ug99に有効な小麦黒さび病抵抗性アレルSr9hの特性評価」.理論・応用遺伝学. 127 (8). Springer Science+Business Media : 1681– 1688. doi : 10.1007/s00122-014-2330-y . ISSN 0040-5752 . PMID 24913360. S2CID 2598581 .   
  22. ^ a b c「監視の成功により、南アジアでUg99が早期に初検出」 Grainews . 2024年4月22日閲覧。
  23. ^ a b c d
  24. ^ a b c d e f g h i
  25. ^ a b c d Singh, Ravi P.; Hodson, David; Huerta-Espino, Julio; Jin, Yue; Njau, Peter; Wanyera, Ruth; Herrera-Foessel, Sybil; Ward, Richard W. (2008). 「茎さび病は世界の小麦作物を破壊するのか？」 . Advances in Agronomy . 98. Elsevier BV : 272– 309. doi : 10.1016/S0065-2113(08)00205-8 . ISBN 978-0-12-374355-8. 2020年11月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年12月29日閲覧。
  26. ^ a b c
  27. ^ Schmale, David; Ross, Shane (2015). 「空のハイウェイ：植物病原体の大気輸送スケール」Annual Review of Phytopathology 53 ( 1). Annual Reviews : 591– 611. doi : 10.1146/annurev-phyto-080614-115942 . PMID 26047561 . 
  28. ^ a b c Wu, Xian Xin; Lin, Qiu Jun; Ni, Xin Yu; Sun, Qian; Chen, Rong Zhen; Xu, Xiao Feng; Qiu, Yong Chun; Li, Tian Ya (2020). 「中国におけるPuccinia graminis f. sp. triticiの流行レースに対する抵抗性について、既知のSr遺伝子を持つ小麦一遺伝子系統とUg99レースグループ抵抗性小麦系統の特性評価」植物病理学誌104 (7).アメリカ植物病理学会誌: 1939– 1943. doi : 10.1094/pdis-12-19-2736-re . ISSN 0191-2917 . PMID 32396054 .  
  29. ^ Kumari, Safaa (2020年11月9日). El Amil, Rola (編). (2日目) – 越境害虫防除のための植物検疫安全 – 黄さび病と黒さび病の個体群変動. CGIAR遺伝資源保健ウェビナーシリーズ. 第5巻. 植物検疫啓発週間.国際熱帯農業研究所+ CGIAR . スライド00:44:37. 2021年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  30. ^クラッパー、ジェームズ（2013年3月12日）「記録のための声明」（PDF）国家情報長官、上院情報特別委員会。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ug99&oldid=1319549586」より取得