Wpływ rdzy brunatnej na uprawy pszenicy w kontekście zmian klimatu
Aleksandra Pietrusińska-Radzio
a.pietrusinska@ihar.edu.plInstytut Hodowli I Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy (Poland)
https://orcid.org/0000-0001-6089-7030
Monika Żurek
Instytut Hodowli I Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy (Poland)
https://orcid.org/0000-0002-4597-7734
Abstrakt
W dobie zmieniającego się klimatu rdza brunatna stanowi jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla upraw pszenicy na całym świecie. Pszenica, będąca jednym z kluczowych zbóż dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego, jest szczególnie narażona na straty plonów spowodowane przez tę chorobę. Zmiany klimatu, charakteryzujące się wzrostem temperatury, zmiennością opadów oraz ekstremalnymi warunkami pogodowymi, mają istotny wpływ na rozwój i rozprzestrzenianie się rdzy brunatnej. Wzrastające średnie temperatury sprzyjają zmianie cyklu życiowego patogena, a opady mogą prowadzić do powstawania warunków bardziej sprzyjających infekcjom. W rezultacie rolnicy muszą stawić czoła nie tylko zwiększonej częstotliwości występowania choroby, ale także jej potencjalnie większej agresywności.
Niniejsza publikacja ma na celu przedstawienie, w jaki sposób zmieniające się warunki klimatyczne wpływają na rdzę brunatną oraz jakie strategie zarządzania mogą być skuteczne w minimalizowaniu strat w uprawach pszenicy. Przedstawimy również aktualne badania i technologie mające na celu ograniczenie niekorzystnego wpływu globalnego ocieplenia oraz omówimy perspektywy dla rolnictwa w kontekście globalnych zmian klimatycznych.
Słowa kluczowe:
modelowanie matematyczne, Puccinia recondita, rdza brunatna, zasoby genowe, zmiany klimatuBibliografia
Börner, A., Freytag, U., Sperling, U., 2006. Analysis of wheat disease resistance data originating from screenings of Gatersleben Genebank accessions during 1933 and 1992. Genet. Resour.Crop Evol. 53, 453–465. https://doi.org/10.1007/s10722-004-1158-8
DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-004-1158-8
Google Scholar
Caubel, J., Launay, M., Lannou, C., Brisson, N., 2012. Generic response functions to simulate climate-based processes in models for the development of airborne fungal crop pathogens. Ecol. Modell. 242, 92–104. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2012.05.012
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2012.05.012
Google Scholar
Caubel, J., Launay, M., Ripoche, D., Gouache, D., Buis, S., Huard, F., Huber, L., Brun, F., Bancal, M.O., 2017. Climate change effects on leaf rust of wheat: Implementing a coupled crop-disease model in a French regional application. Eur. J. Agron. 90, 53–66. https://doi.org/10.1016/j.eja.2017.07.004
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2017.07.004
Google Scholar
Chaloner, T.M., Gurr, S.J., Bebber, D.P., 2021. Plant pathogen infection risk tracks global crop yields under climate change. Nat. Clim. Chang. 11, 710–715. https://doi.org/10.1038/s41558-021-01104-8
DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-021-01104-8
Google Scholar
Gouache, D., Le, Bris, D., Bogard, M., Deudon, O., Page, C., Gate, P., 2012. Evaluating agronomic adaptation options to increasing heat stress under climate change during wheat grain filling in France. Eur. J. Agron. 39, 62–70. https://doi.org/10.1016/j.eja.2012.01.009
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2012.01.009
Google Scholar
Hajjar, R., Hodgkin, T., 2007. The use of wild relatives in crop improvement: a survey of developments over the last 20 years. Euphytica 156, 1–13. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9363-0
DOI: https://doi.org/10.1007/s10681-007-9363-0
Google Scholar
Hu, G., Rijkenberg, F.H., 1998. Subcellular localization of beta-1,3-glucanase in Puccinia recondita f sp tritici-infected wheat leaves. Planta 204, 324–334.
DOI: https://doi.org/10.1007/s004250050263
Google Scholar
Jarvis, A., Lane, A., Hijmans R., 2008. The effect of climate change on crop wild relatives. Agric. Ecosyst. Environ. 126, 13–23. https://doi.org/10.1016/j.agee.2008.01.013
DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2008.01.013
Google Scholar
Jevtić, R., Župunski, V., Lalošević, M., Jacković B., Orbović B., Ilin S., 2020. Diversity in susceptibility reactions of winter wheat genotypes to obligate pathogens under fluctuating climatic conditions. Sci Rep 10, 19608. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76693-z
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-76693-z
Google Scholar
Juroszek, P., Tiedemann, A., 2013. Climate change and potential future risks through wheat diseases: A review. Eur. J. Plant Pathol. 136, 21–33. https://doi.org/10.1007/s10658-012-0144-9
DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-012-0144-9
Google Scholar
Kocmánková, E., Trnká, M., Juroch, J., Dubrovský, M., Semerádová, D., Možný, M., Žalud, Z., 2009. Impact of climate change on the occurrence and activity of harmful organisms. Plant Prot. Sci. 45, 48–52.
DOI: https://doi.org/10.17221/2835-PPS
Google Scholar
Kolmer, J., 2013. Leaf rust of wheat: pathogen biology, variation and host resistance. Forests 4, 70–84. https://doi.org/10.3390/f4010070
DOI: https://doi.org/10.3390/f4010070
Google Scholar
Leisner, C.P., Potnis, N., Sanz-Saez, A., 2023. Crosstalk and trade-offs: Plant responses to climate change-associated abiotic and biotic stresses. Plant Cell Environ. 46(10): 2946–2963. https://doi: 10.1111/pce.14532
DOI: https://doi.org/10.1111/pce.14532
Google Scholar
Long, S.P., Ainsworth, E.A., Rogers, A., Ort, D.R., 2004. Rising atmospheric carbon dioxide: plants FACE the future. Annu Rev Plant Biol. 55: 591-628. https://doi: 10.1146/annurev.arplant.55.031903.141610
DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.55.031903.141610
Google Scholar
Miedaner, T., Juroszek, P., 2021. Climate change will influence disease resistance breeding in wheat in Northwestern Europe. Theor. Appl. Genet. 134, 1771–1785. https://doi.org/10.1007/s00122-021-03807-0
DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-021-03807-0
Google Scholar
Morgounov, A., Tufan, H.A., Sharma, R., Akin, B., Bagci, A., Braun, H.J., Kaya, Y., Keser, M., Payne, T.S., Sonder, K., McIntosch R., 2012. Global incidience of wheat rust and powdery mildew durning 1969–2010 and durability of resistance of winter wheat variety Bezostaya 1. Eur. J. Plant Pathol. 132, 323–340. https://doi.org/10.1007/s10658-011-9879-y
DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-011-9879-y
Google Scholar
Navarro, J.C., Centeno, M.A., Laguna, O.H., Odriozola, J.A., 2020. Ru–Ni/MgAl2O4 structured catalyst for CO2 methanation. Renewable Energy, 161: 120–132. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.07.055
DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.07.055
Google Scholar
Raza, A., Razzaq, A., Mehmood, S.S., Zou, X., Zhang, X., Lv, Y., Xu, J., 2019. Impact of climate change on Crops adaptation and Strategies to tackle Its outcome: A Review. Plants (Basel) 8(2): 34. https://doi.org/10.3390/plants8020034
DOI: https://doi.org/10.3390/plants8020034
Google Scholar
Rodríguez-Moreno, V.M., Jiménez-Lagunes, A., Estrada-Avalos, J., Mauricio-Ruvalcaba, J.E., Padilla-Ramírez, J.S., 2020. Weather-data-based model: an approach for forecasting leaf andstripe rust on winter wheat. Meteorol Appl. 27:e1896. https://doi.org/10.1002/met.1896
DOI: https://doi.org/10.1002/met.1896
Google Scholar
Savary, S., Nelson, A., , A.H., Willocquet, L., Duveiller, E., Mahuku, G., Forbes, G., Garrett, K.A., Hodson, D., Padgham, J., Pande, S., Sharma, M., Yuen, J., , A., 2011. International agricultural research tackling the effects of global and climate changes on plant diseases in the developing world. Plant Dis. 95, 1204–1216. https://doi.org/10.1094/PDIS-04-11-0316
DOI: https://doi.org/10.1094/PDIS-04-11-0316
Google Scholar
Singh, R.P., Prasad, P.V.V., Reddy, K.R., 2015. Climate change: implications for stakeholders in genetic resources and seed sector. Adv. Agron. 129, 117–180. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2014.09.002
DOI: https://doi.org/10.1016/bs.agron.2014.09.002
Google Scholar
Strzembicka, A, Czajowski, G, Karska, K., 2013. Characteristic of the winter wheat breeding materials in respect of resistance to leaf rust Puccinia triticina. Journal Bulletin of Plant Breeding and Acclimatization Institute 268, 7–14.
Google Scholar
Thomas, C.D., Cameron, A., Green, R.E., Bakkenes, M., Beaumont, L.J., Collingham, Y.C., Erasmus, B.F.N., Ferreira De Siqeira, M., Grainger, A., Hannah, L., Hughes, L., Huntley, B., Van Jaarsveld, A.S., Midgley, G.F., Miles, L., Ortega-Huertas, M.A., Peterson, A.T., Phillip,s O.L., Williams, S.E., 2004. Extinction risk from climate change. Nature 427, 145–148. https://doi.org/10.1038/nature02121
DOI: https://doi.org/10.1038/nature02121
Google Scholar
Wheeler, T., Braun, J., 2013. Climate change impacts on global food security. Science 341, 508–513. https://doi.org/10.1126/science.1239402
DOI: https://doi.org/10.1126/science.1239402
Google Scholar
Wójtowicz, A, Wójtowicz, M., Ratajkiewicz, H., Pasternak ,M., 2017. Prognoza zmian czasu inkubacji sprawcy rdzy brunatnej pszenicy w reakcji na przewidywane ocieplenie klimatu. Fragm. Agron. 34(4), 197–207.
Google Scholar
Xiao, Y., Wang, M., Song, Y., 2022. Abiotic and biotic stress cascades in the era of climate change pose a challenge to genetic improvements in plants. Forests 13(5): 780. https://doi.org/10.3390/f13050780
DOI: https://doi.org/10.3390/f13050780
Google Scholar
Zhang, L., Meakin, H., Dickinson, M. 2003. Isolation of genes expressed during compatible interactions between leaf rust (Puccinia triticina) and wheat using cDNA-AFLP. Molecular Plant Pathology, 4 469–477.
DOI: https://doi.org/10.1046/j.1364-3703.2003.00192.x
Google Scholar
Autorzy
Aleksandra Pietrusińska-Radzioa.pietrusinska@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli I Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy Poland
https://orcid.org/0000-0001-6089-7030
Autorzy
Monika ŻurekInstytut Hodowli I Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy Poland
https://orcid.org/0000-0002-4597-7734
Statystyki
Abstract views: 141PDF downloads: 35
Licencja
Prawa autorskie (c) 2024 Aleksandra Pietrusińska-Radzio, Monika Żurek
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Aleksandra Pietrusińska, Grzegorz Gryziak, Kinga Smolińska, Agnieszka Osińska, Marcin Zaczyński, Monika Żurek, Poszukiwanie źródeł odporności na stresy biotyczne w dawnych odmianach i populacjach miejscowych pszenic i pszenżyta , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
