Ug99 es un linaje de la roya del tallo del trigo ( Puccinia graminis f. Sp. Tritici ), que está presente en los campos de trigo en varios países de África y el Medio Oriente y se prevé que se propague rápidamente a través de estas regiones y posiblemente más lejos, causando potencialmente una desastre de la producción de trigo que afectaría la seguridad alimentaria en todo el mundo. [1] En 2005, el célebre pionero de la revolución verde Norman Borlaug atrajo gran atención al problema, y la mayoría de los esfuerzos posteriores se remontan a su defensa. [2] Puede causar hasta el 100% de pérdidas de cultivos y esvirulento contra muchos genes de resistencia que previamente han protegido al trigo contra la roya del tallo.
Puccinia graminis | |
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clasificación cientifica | |
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Género: | |
Especies: | P. graminis |
Subespecie: | P. graminis tritici |
Variedad: | Ug99 |
Aunque existen variedades de trigo resistentes a Ug99 , [2] un cribado de 200.000 variedades de trigo utilizado en 22 países africanos y asiáticos encontró que sólo el 5-10% de la superficie de trigo cultivada en estos países consistía en variedades con resistencia adecuada. [1]
La raza original de Ug99, que se designa como 'TTKSK' según el sistema de nomenclatura de América del Norte, se detectó por primera vez en Uganda en 1998 [3] y se caracterizó por primera vez en 1999 [3] (de ahí el nombre Ug99) y desde entonces se ha detectado en Kenia , Etiopía , Eritrea , Sudán , Yemen , Irán , Tanzania , Mozambique , Zimbabwe , Sudáfrica , [4] y Egipto . Ahora hay 13 razas conocidas de Ug99. [5] Todos están estrechamente relacionados y se cree que han evolucionado a partir de un antepasado común, pero difieren en sus perfiles de virulencia / avirulencia y en los países en los que se han detectado. [1]
Genética
Ug99 es el producto de un tipo de evento de intercambio nuclear somático que no se ha observado en otras razas de roya del tallo. [6] Durante este evento y posteriormente, los núcleos no han experimentado recombinación . [6]
Resistencia genética
Ug99 y sus variantes difieren de otras cepas del patógeno Black Stem Rust (BSR) debido a su capacidad para vencer los genes de resistencia en el trigo que han sido duraderos contra el patógeno BSR durante décadas. [7] Estos genes Sr resistentes , de los cuales se conocen 50, dan al trigo diferentes resistencias a la roya del tallo. [3] La virulencia en Uganda fue virulenta contra Sr31 y es específica de Ug99. [3] Las pérdidas masivas de trigo que se han producido han sido devastadoras, pero en los últimos años la epidemia de la roya del trigo se ha controlado eficazmente mediante la selección y el mejoramiento de genes Sr adicionales . [3] Investigadores del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ( USDA ) están probando genes para determinar su resistencia al Ug99, lo que finalmente ayudará en el desarrollo de variedades de trigo que podrán combatir la roya. Se ha identificado resistencia en un pequeño número de razas terrestres de trigo de primavera de América del Norte : 23 de 250 razas con resistencia de plantas adultas , 27 de 23,976 SNP que transmiten APR y solo 9 razas con resistencia de plántulas . [8] Esta resistencia está presente antes de que la exposición al patógeno Ug99 esté presente en NA para impulsar la selección. [8] El USDA ha declarado que ahora están estudiando las razas terrestres de trigo de invierno donde la resistencia es más probable. [ cita requerida ] Debido al hecho de que la selección de las carreras de invierno es más desafiante, no se esperan resultados de los estudios hasta dentro de cinco a siete años. [ cuando? ] Además de la investigación que está llevando a cabo el USDA, el Departamento de Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID), junto con la Fundación Bill y Melinda Gates , anunciaron en febrero de 2011 que otorgarán $ 40 millones a un proyecto global liderado por la Universidad de Cornell para combatir cepas virulentas de Ug99. [9] La subvención de cinco años para el proyecto Durable Rust Resistance in Wheat (DRRW) apoyará los intentos de identificar nuevos genes de resistencia, así como reproducir y distribuir semillas de trigo resistentes a la roya a los agricultores. [9]
Sr33 es una introgresión de un trigo silvestre Aegilops tauschii . Este gen es un ortólogo de Mla en la cebada . Confiere resistencia, y también varias otras resistencias a otras razas de óxido del tallo . [10] [2] Sr35 es una introgresión similar de Triticum monococcum . [2]
Ha habido un proceso continuo de desarrollo de nuevos cultivares resistentes y el fracaso de esos cultivares. Esto demuestra la necesidad de una mejora continua. [11]
Razas
Hay 13 razas de Ug99, que (bajo el sistema de nomenclatura norteamericano) tienen las designaciones TTKSK, TTKSF, TTKST, TTTSK, TTKSP, PTKSK, PTKST, TTKSF +, [4] TTKTT, TTKTK, TTHSK, PTKTK y TTHST. [5] Todos están estrechamente relacionados y se cree que han evolucionado a partir de un antepasado común. [1]
TTKSK
También conocido como PTKS . [12] La primera carrera Ug99 en ser caracterizada. [13] [12] Como la mayoría de las razas Ug99, ya diferencia de otras variedades de roya del tallo, es virulenta contra el gen Sr , Sr31 ; [13] [12] también virulento contra Sr38 . [12] Avirulento contra Sr24 . [13] [12] Se encontró en Uganda [12] en 1999, Kenia [13] en 2001, [5] Etiopía en 2003, [5] Sudán y Yemen en 2006, [5] Irán en 2007, [5] y Tanzania [1] en 2009, [5] Eritrea en 2012, [5] y Ruanda y Egipto en 2014. [5]
Sr14 no protege las plántulas contra TTKSK [14] pero proporciona una resistencia moderada en etapas posteriores. [14]
TTKSF
Detectado por primera vez en Sudáfrica en 2000, [5] Zimbabwe en 2009, [5] y Uganda en 2012. [5]
TTKST
Descubierta en Kenia en 2006 [13] fue la primera raza Ug99 que resultó ser virulenta contra el gen Sr Sr24 . [1] [13] TTKST es ahora la raza de roya del tallo predominante en Kenia. [1]
Sr14 es eficaz contra TTKST. [14]
TTTSK
Detectado por primera vez en Kenia en 2007, [5] Tanzania en 2009, [5] Etiopía en 2010, [5] Uganda en 2012, [5] y Ruanda en 2014. [5]
TTKSP
Detectado por primera vez en Sudáfrica en 2007. [5]
PTKSK
Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2009, [5] Yemen en 2009, [5] y Sudáfrica en 2017. [5] [15]
PTKST
Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2008, [5] Sudáfrica en 2009, [5] Eritrea y Mozambique y Zimbabwe en 2010. [5]
TTKSF +
Detectado por primera vez en Sudáfrica y Zimbabwe en 2010. [5] Virulento contra Sr9h . [16] [17] [18]
TTKTT
Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [5]
TTKTK
Detectado por primera vez en Kenia, [5] [19] Ruanda, [5] [19] Uganda, [5] [19] Eritrea, [5] y Egipto [5] [19] en 2014.
TTHSK
Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [20] Se diferencia del original ( TTKSK ) por avirulencia contra Sr30 . [20] Similar a TTHST . [20]
PTKTK
Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [20] Se diferencia de PTKSK por la virulencia contra SrTmp . [20] Se diferencia de TTKTK por avirulencia contra Sr21 . [20]
TTHST
Detectado por primera vez en Kenia en 2013. [5]
Cronología
1993
Existe alguna evidencia de que la raza TTKSK pudo haber estado presente en Kenia . [21]
1998
Se observaron infecciones graves por roya del tallo en Uganda . Ug99 identificado, caracterizado por tener virulencia en Sr31 y nombrado. [21]
2000
TTKSF detectado en Sudáfrica . [1]
2001
TTKSK detectado en Kenia . [1]
2003
TTKSK detectado en Etiopía . [1]
2006
TTKSK detectado en Sudán y Yemen . [21]
TTKST, una nueva variante de Ug99 con virulencia a Sr24 , detectada en Kenia . [21]
2007
TTTSK detectado en Kenia . [1]
TTKSP detectado en Sudáfrica . [1]
PTKSK detectado en Etiopía . [1]
PTKST detectado en Etiopía . [1]
2008
La FAO anunció la presencia de Ug99 en Irán . [1] [2]
PTKST detectado en Kenia . [1]
Presente en Yemen. [2]
2009
TTKSK detectado en Tanzania . [1]
TTKST detectado en Tanzania. [1]
TTTSK detectado en Tanzania. [1]
TTKSF detectado en Zimbabwe . [1]
PTKSK detectado en Kenia . [1]
PTKST detectado en Sudáfrica . [1]
2010
TTKST detectado en Eritrea . [4]
PTKST detectado en Eritrea . [4]
PTKST detectado en Mozambique . [4]
PTKST detectado en Zimbabwe . [4]
TTKSF + detectado en Sudáfrica . [4]
TTKSF + detectado en Zimbabwe . [4]
2013
TTHST confirmado en Kenia [5]
2014
TTKTK confirmado en Egipto , [22] Kenia, Eritrea, Ruanda y Uganda. [5]
TTHSK confirmado en Kenia [5] [20]
PTKTK confirmado en Kenia [5] [20]
TTKTT confirmado en Kenia. [20]
TTKST detectado en Egipto. [22]
TTKSK detectado en Egipto. [22]
Difusión geográfica
porcelana
Aunque Ug99 aún no ha llegado a China , [23] otras razas de roya del tallo ya lo han hecho, [23] y se está realizando un esfuerzo para unir la resistencia contra las razas presentes con las necesidades futuras de resistencia contra Ug99 cuando llegue. [23]
Líbano
Aunque Sr5 , Sr21 , Sr9e , Sr7b , Sr11 , Sr6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , Sr30 , Sr17 , Sr9a , Sr9d , Sr10 , SrTmp , Sr38 y SrMcN ya no son efectivas en Líbano , Sr11 , Sr24 y Sr31 todavía lo son que es un diagnóstico de la ausencia de Ug99 del Líbano. [24]
Ver también
- Óxido del tallo
- Óxido (hongo)
Referencias
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enlaces externos
- Roya del tallo Ug99 en cultivos de trigo
- Iniciativa Borlaug Global Rust
- FAO