Gibberella zeae

فطر Gibberella zeae ، المعروف أيضًا باسم طوره اللاجنسي Fusarium graminearum ، هو فطر ممرض يصيب النباتات ، ويسبب مرض لفحة السنابل الفيوزاريومية (FHB)، وهو مرض مدمر يصيب القمح والشعير. ^{[ 1 ]} ويتسبب هذا الفطر في خسائر اقتصادية بمليارات الدولارات سنويًا على مستوى العالم. ^{[ 2 ]} يؤدي التلوث إلى تغييرات في تركيب الأحماض الأمينية في القمح، ^{[ 3 ]} مما ينتج عنه انكماش الحبوب وتلوث الحبوب المتبقية بالسموم الفطرية ، وخاصةً ديوكسينيفالينول (DON) الذي يثبطتخليق البروتين ، وزيرالينون ، وهو سم فطري ذو تأثير إستروجيني . تسبب هذه السموم القيء وتلف الكبد واضطرابات تناسلية في الماشية، كما أنها ضارة بالإنسان من خلال الغذاء الملوث. وعلى الرغم من الجهود الكبيرة المبذولة لإيجاد جينات مقاومة ضد F. graminearum ، لا يوجد حاليًا أي صنف مقاوم تمامًا.البحث في بيولوجيا الفطر F. graminearum إلى اكتساب المزيد من التفاصيل حول عملية العدوى والكشف عن نقاط الضعف في دورة حياة هذا الممرض لتطوير مبيدات فطرية يمكنها حماية القمح من عدوى الجرب.

فطر الفيوزاريوم غرامينيروم (F. graminearum) هو فطر زقي أحادي الصيغة الصبغية ومتماثل التزاوج. تتطور الأجسام الثمرية، المعروفة باسم البيريثيسيا ، على الغزل الفطري وتُنتج الأبواغ الزقية التي تهبط على أجزاء النبات المضيف المعرضة للإصابة لتنبت. يُسبب هذا الفطر مرض لفحة السنابل الفيوزاريومية في القمح والشعير وأنواع أخرى من الأعشاب، بالإضافة إلى تعفن سنابل الذرة. تُعدّ الأبواغ الزقية، وهي أبواغ جنسية تُنتج داخل البيريثيسيا، اللقاحات الأولية. ^{[ 4 ]} تُطلق الأبواغ بقوة ويمكنها أن تنبت في غضون ست ساعات من هبوطها على سطح النبات. مرض الجرب أحادي الدورة؛ فبعد دورة واحدة من الإصابة بالأبواغ الزقية، يُنتج الفطر الأبواغ الكبيرة (macroconidia) عن طريق التكاثر اللاجنسي. ^{[ 5 ]} تقضي هذه التراكيب فصل الشتاء في التربة أو في بقايا النباتات في الحقل، وتُنتج الغزل الفطري في الموسم التالي.

يُمكن لهذا العامل الممرض أن يُسبب مجموعة متنوعة من الأمراض: لفحة السنابل أو "الجرب" في القمح ( تريتيكوم )، والشعير ( هوردوم ) ، والأرز ( أوريزا ) ، والشوفان ( أفينا )، ومرض تعفن الساق والسنبلة الناتج عن فطر جيبيريلا في الذرة ( زيا ). بالإضافة إلى ذلك، قد يُصيب هذا الفطر أنواعًا نباتية أخرى دون أن يُسبب أي أعراض مرضية. ^{[ 6 ]}

الذرة (الذرة الصفراء)

في حالة تعفن ساق الذرة الناتج عن فطر الجبريلية ، تتحول أوراق النباتات المصابة مبكرًا إلى لون رمادي مخضر باهت، وتصبح العُقد السفلية لينة وتتحول إلى لون بني فاتح أو بني داكن. ويظهر تلون وردي محمر داخل سيقان الأنسجة المصابة. وقد يكشف تمزيق لب الساق عن وجود أجسام ثمرية صغيرة مستديرة سوداء اللون على السيقان. ^{[ 7 ]} أما تعفن كوز الذرة (الأحمر) الناتج عن فطر الجبريلية، فيتميز بوجود عفن محمر غالبًا ما يكون في طرف الكوز. وتحدث العدوى عن طريق استعمار خيوط الذرة ، وتظهر الأعراض أولًا في قمة الكوز. ويتحول الغزل الفطري الأبيض من اللون الوردي إلى الأحمر بمرور الوقت، ليغطي الكوز بأكمله في النهاية. أما الأكواز التي تُصاب مبكرًا، فلا يظهر عليها العفن المحمر بشكل كامل بالقرب من طرف الكوز، حيث ينمو العفن بين القشرة والكوز. ^{[ 6 ]}

يُصيب فطر Fusarium graminearum سنابل القمح من مرحلة الإزهار وحتى مرحلة العجين الطري في نمو الحبوب. يدخل الفطر النبات في الغالب عبر الأزهار؛ إلا أن عملية العدوى معقدة، ولم يُوصَف مسار استعمار العائل بالكامل. يبدو أن الأنابيب الجرثومية غير قادرة على اختراق السطح الشمعي الصلب للغلاف الزهري والقشرة التي تحمي الزهرة. يدخل الفطر النبات عبر الفتحات الطبيعية كالثغور، ويحتاج إلى أنسجة رخوة كالأزهار والمآبر والجنين لإصابة النبات. ^{[ 8 ]} من الزهرة المصابة، يمكن للفطر أن ينمو عبر محور السنبلة ويُسبب ضررًا بالغًا في فترة وجيزة في ظل الظروف الملائمة. عند إنبات الأبواغ على المآبر وسطح الحبوب النامية، تخترق الخيوط الفطرية الغلاف الخارجي وتنتشر عبر غلاف البذرة. تباعًا، تُستعمر طبقات غلاف البذرة المختلفة، وأخيرًا تُستعمر السويداء وتُقتل. ^{[ 9 ]}

يمكن السيطرة على هذا المرض باستخدام مجموعة من الاستراتيجيات التالية: استخدام مبيدات الفطريات، وتربية أصناف مقاومة، والتخزين السليم، وتناوب المحاصيل، وحرث بقايا المحاصيل، ومعالجة البذور. يُمكن للاستخدام الصحيح لمبيدات الفطريات لمكافحة لفحة السنابل الفيوزارية (FHB) أن يُقلل من الإصابة بالمرض بنسبة تتراوح بين 50 و60%. ^{[ 10 ]} الفيوزاريوم جنس كبير من فطريات التربة ذات أهمية اقتصادية بالغة نظرًا لتأثيراتها الكبيرة على المحاصيل. يُعد استخدام مبيدات الفطريات ضروريًا في بداية مرحلة الإزهار للشعير وفي بداية مرحلة التزهير للقمح، حيث يُمكن أن يُحدّ الاستخدام المبكر من إصابة السنابل. يختلف الشعير والقمح في استخدام مبيدات الفطريات نظرًا لاختلاف خصائص نموهما. ^{[ 11 ]} تُسيطر بعض المبيدات الفطرية الحيوية على لفحة السنابل الفيوزارية. ^{[ 12 ] [ 13 ]} استخلص سكاليوني وآخرون (2019 ) مركبات الفينول من طحالب سبيرولينا ، وأظهروا تباطؤًا في النمو بنسبة 25% (وزنًا). ^{[ 12 ] [ 13 ]} عادةً ما يتطور المرض في أواخر الموسم أو أثناء التخزين، لذا فإن استخدام مبيدات الفطريات يكون فعالاً فقط في بداية الموسم. كما أن مكافحة الآفات الحشرية مثل حفار كوز الذرة، بالنسبة للذرة، تقلل من إصابة الكوز بالجروح الناتجة عن تغذية الحشرات. ^{[ 14 ]}

يُعدّ استزراع مجموعة متنوعة من العوائل المقاومة لمرض لفحة السنابل الفيوزارية من أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة والقائمة على الأدلة لمكافحة هذا المرض. وتُعدّ الأصناف ذات الأنياب الرخوة التي تُغطي السنبلة أقل عرضةً للإصابة به. بعد حصاد المحصول، من الضروري تخزينه في بيئة منخفضة الرطوبة، أقل من 15%، حيث يُقلّل ذلك من ظهور فطر Gibberella zeae وأنواع الفيوزاريوم أثناء التخزين. ^{[ 14 ]}

يُقلل تجنب زراعة محاصيل الحبوب الصغيرة بعد محاصيل حبوب صغيرة أخرى أو الذرة، وحرث بقايا المحاصيل، من احتمالية الإصابة بمرض الفيوزاريوم في السنوات ذات الظروف البيئية المواتية. وقد ثبت أن تناوب زراعة الحبوب الصغيرة مع فول الصويا أو محاصيل أخرى غير مضيفة يقلل من خطر الإصابة بمرض الفيوزاريوم وتلوث التربة بالسموم الفطرية. ^{[ 10 ]} كما يمنع تناوب المحاصيل مع حرث البقايا بقاء المحاصيل على سطح التربة وتسبب العدوى. إذ تُوفر البقايا بيئة مثالية لنمو أنواع الفيوزاريوم المسببة لمرض الفيوزاريوم خلال فصل الشتاء. ونتيجة لذلك، تتحسن فرص الإصابة بشكل كبير في محصول الحبوب الصغيرة اللاحق. ^{[ 10 ]} أما في حال الحد الأدنى من الحرث أو انعدامه، تنتشر البقايا وتسمح للفطر بالبقاء خلال فصل الشتاء على سيقان الذرة وكيزانها المتعفنة وإنتاج الأبواغ.

تكون البذور (الحبوب) التي تستعمرها الفطريات أقل مقاومةً بسبب ضعف إنباتها. ويمكن لزراعة البذور المعتمدة أو المعالجة أن تقلل من انتشار مرض لفحة الشتلات، الذي تسببه البذور المستعمرة بالفطريات. وفي حال لزم إعادة زراعة بذور تم حصادها من حقل مصاب بمرض لفحة السنابل الفيوزارية، فينبغي معالجة هذه البذور لتجنب عودة العدوى. ^{[ 10 ]}

يُعدّ انخفاض المحصول وتلوث البذور بالسموم الفطرية ، إلى جانب انخفاض جودتها، من أهم العوامل المساهمة في انتشار هذا المرض. يُمكن العثور على نوعين من السموم الفطرية في الحبوب بعد تفشي مرض لفحة السنابل الفيوزارية، وهما: ديوكسينيفالينول (DON)، وهو مُثبِّط قوي للتخليق الحيوي، وزيرالينون ، وهو سم فطري ذو تأثير إستروجيني. ^{[ 15 ]} يُصنَّف ديوكسينيفالينول ضمن السموم المُقيئة، وكما يوحي اسمه، فهو مُثبِّط للشهية. تُصاب الماشية التي تتناول محاصيل مُلوَّثة بهذا السم بالمرض وتمتنع عن الطعام. أما زيرالينون فهو مُستقلب إستروجيني خارجي ، يُحاكي هرمون الإستروجين لدى الثدييات. وقد يكون كارثيًا إذا دخل السلسلة الغذائية، إذ يُسبِّب الإجهاض لدى الإناث الحوامل وتأنيث الذكور. ^{[ 16 ]}

في عام 1982، أصاب وباءٌ كبيرٌ 4 ملايين هكتار (9.9 مليون فدان) من محاصيل القمح والشعير الربيعية في السهول الكبرى الشمالية لولايات داكوتا الشمالية وداكوتا الجنوبية ومينيسوتا . تجاوزت خسائر المحصول 6.5 مليون طن قصير (5.9 مليون طن متري) بقيمة تقارب 826 مليون دولار، وبلغ إجمالي الخسائر المرتبطة بالوباء ما يقارب مليار دولار. ^{[ 7 ]} وفي السنوات التي تلت هذا الوباء، قُدِّرت الخسائر المُبلَّغ عنها بما بين 200 و400 مليون دولار سنويًا. تُعزى الخسائر الكبيرة في الشعير بسبب مرض لفحة السنابل الفيوزارية جزئيًا إلى وجود سم الديوكسينيفالينول (DON). انخفضت أسعار الشعير في مينيسوتا عام 1996 من 3.00 دولار إلى 2.75 دولار للبوشل في حال وجود السم الفطري، وانخفضت بمقدار 0.05 دولار إضافية لكل جزء في المليون من سم الديوكسينيفالينول الموجود. ^{[ 7 ]}    

في عام 2025، ألقت وكالة التحقيقات الفيدرالية الأمريكية (FBI) القبض على العالم الصيني يونكينغ جيان بتهمة تهريب فطر Fusarium graminearum من الصين إلى الولايات المتحدة ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ].} أقرّ جيان بذنبه في تهريب مواد بيولوجية وقضى خمسة أشهر في السجن. ^{[ 20 ]} صرّح مدير الجمارك وحماية الحدود الأمريكية بأن هذه الإجراءات "تحمي الشعب الأمريكي من التهديدات البيولوجية التي قد تُلحق دمارًا باقتصادهم الزراعي وتُسبب أضرارًا للبشر". ^{[ 21 ]} يشكّك الخبراء في إمكانية استخدام الفطر المُهرّب بفعالية. ^{[ 22 ]}

تشمل الأنماط الكيميائية لـ DON من F. graminearum ما يلي3ADON . ^{[ 23 ]}

• الفطريات الزقية
• بوغة زقية
• قاعدة بيانات الجينوم Fusarium graminearum
• مثلي الجنس

• قاعدة بيانات فطر الفيوزاريوم غرامينيروم
• فهرس الفطريات
• قاعدة بيانات الفطريات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية