بيثيوم ألتيموم

فطر Pythium ultimum هو أحد مسببات الأمراض النباتية . يُسبب هذا الفطر أمراض ذبول الشتلات وتعفن الجذور في مئات الأنواع النباتية المختلفة ، بما في ذلك الذرة وفول الصويا والبطاطسوالقمحوالتنوبوالعديد من أنواع نباتات الزينة. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ينتمي P. ultimum إلى سلالة Peronosporalean من الفطريات البيضية ، [ ^{3 ] إلى} جانب مسببات أمراض نباتية أخرى مهمة مثل أنواع Phytophthora والعديد من أجناس البياض الزغبي . ينتشر P. ultimum بكثرة في الحقول وبرك المياه العذبة والنباتات المتحللة في معظم أنحاء العالم. يُعزى انتشاره الواسع وبقائهإلى قدرته على النمو التطفلي في التربة وبقايا النباتات. تُظهر معظم أنواع Pythium هذه السمة أيضًا، ولكن ليس أنواع Phytophthora ذات الصلة، التي لا تستطيع استعمار سوى النباتات الحية.

يُعدّ P. ultimum مجموعةً من الأنواع تشمل P. u. var. ultimum و P. u. var. sporangiiferum . ^{[ 4 ]} من أبرز الفروقات بين هذين الكائنين المتميزين جينيًا إنتاج الأبواغ المتحركة (الأبواغ السابحة)، والتي نادرًا ما ينتجها P. u. var. ultimum . ينتج عن التكاثر اللاجنسي لكلٍّ من P. u. var. sporangiiferum و P. u. var. ultimum تكوين أكياس بوغية تتطور عند أطراف الخيوط الفطرية. ^{[ 5 ]} يمكن للرياح أو المياه أو غيرها من العوامل التي تُخلّف اضطرابات في التربة أن تنشر العامل الممرض عن طريق التسبب في انفصال الأكياس البوغية. في حالة P. u. var. sporangiiferum ، تُطلق الأكياس البوغية الحرة الأبواغ المتحركة استجابةً للمؤثرات الخارجية. ثم تستطيع هذه الأبواغ المتحركة "السباحة" إلى أنسجة الجذور المعرضة للإصابة. تُعرف عملية العدوى هذه باسم "الإنبات غير المباشر". على عكس فطر P. u. var. sporangiiferum ، لا تُطلق الأبواغ الحرة لفطر P. u. var. ultimum أبواغًا متحركة، بل تخضع لعملية تُسمى "الإنبات المباشر"، حيث تُشكّل الأبواغ نفسها خيوطًا فطرية غازية تُعدّ المصدر الأساسي للعدوى. يبدأ تكوين هذه الخيوط الفطرية المعدية بمجرد ملامسة الأبواغ الحرة لأنسجة النبات القابلة للإصابة. وبمجرد التصاقها، تُشكّل هذه الخيوط تراكيبًا مُتخصصة للعدوى تُسمى "الأبريسوريا"، وهي تراكيب عدوى مُتخصصة قادرة على توليد ضغط انتفاخ كافٍ لاختراق بشرة النبات. ^{[ 6 ]} ومن ثم، ينخرط كلا النوعين في عملية النخر، وهي عملية تقوم بها الكائنات الممرضة بقتل خلايا العائل للوصول إلى محتوياتها ودمجها لتلبية احتياجاتها الغذائية. ^{[ 7 ]} ومن المعروف أن فطر P. u. var. ultimum ، على وجه الخصوص، يُطلق سلسلة من البروتينات المؤثرة الفريدة لتحليل وتفكيك مُكونات خلوية مُختلفة من أنسجة النبات. ^{[ ٨ ]} ينتج كلا النوعين أبواغًا بيضية ، وهي تراكيب ذات جدران سميكة تنتج عن إعادة التركيب الجنسي، ويمكن أن تعمل كبنى للبقاء على قيد الحياة في أوقات الشدة. ^{[ ٩ ]} كلا النوعين خصبان ذاتيًا ( متماثلان )، مما يعني أن السلالة الواحدة يمكنها التزاوج مع نفسها. ^{[ ١٠ ]} يتمثل أحد الاختلافات البيئية الهامة بين أنواع الأبواغ المختلفة التي تنتجها هذه الكائنات في أن الأكياس البوغية والأبواغ المتحركة قصيرة العمر، بينما يمكن للأبواغ البيضية ذات الجدران السميكة أن تبقى لسنوات في التربة، حتى أنها تنجو من الصقيع الشتوي. ^{[ 11 ]} تشمل العلامات الشائعة للإصابة بفطر البيثيوم تقزم النباتات، وتغير لون أطراف الجذور إلى اللون البني، وذبول النبات خلال ساعات النهار الدافئة. ^{[ 12 ]} يُعدّ التحكم في المرض أمرًا صعبًا، ولكنه يركز على النظافة ، ومبيدات الفطريات ، والمكافحة البيولوجية . تشمل مبيدات الفطريات الميفينوكسام ، والثياديازول ، والإتريديازول ، والبروباموكارب ، والديميثومورف ، والفوسفونات . تشمل عوامل المكافحة البيولوجية البكتيريا Bacillus subtilis و Enterobacter cloacae و Streptomyces griseoviridis والفطريات Candida oleophila و Gliocladium catenulatum و Trichoderma harzianum و T. virens . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

لا تتوفر عادةً مقاومة فعّالة لدى النبات المضيف. تُعدّ النظافة بالغة الأهمية، إذ يُمكن أن ينتقل العامل الممرض بسهولة إلى التربة المُعقّمة أو حتى إلى خلطات التربة الخالية من التربة عبر الأدوات أو الأواني المتسخة. خاصةً في البيوت الزجاجية، قد تُساهم ذبابات الفطر أيضًا في نقل العامل الممرض من مكان إلى آخر. كشفت دراسة حديثة أُجريت على البيوت الزجاجية في ميشيغان أن نفس مجموعات العامل الممرض كانت مسؤولة عن تعفّن جذور جميع نباتات الزينة في البيوت الزجاجية على مدى عامين. تُؤكّد هذه النتائج على أهمية النظافة، وتُشجّع مُزارعي البيوت الزجاجية على تحسين فحصهم لجميع المواد النباتية الواردة لمنع المزيد من تعفّن الجذور. ^{[ 15 ]}

ينقسم فطر Pythium ultimum إلى نوعين ultimum و sporangiiferum ، وقد تم تحديد تسلسل جينومات كليهما. ^{[ 16 ] [ 17 ]} تشير تحليلات الجينومات إلى أن النوعين يشفران 15290 و 14086 بروتينًا على التوالي.

تم تحليل عينات من عزلات فطر Pythium sp. من التربة في اليابان تحليلاً تطورياً ؛ حيث قُسّمت الأشجار التطورية إلى خمس مجموعات أحادية النمط، واقتُرحت كأجناس جديدة ( Pythium ، و Elongisporangium ، وOvatisporangium ، وGlobisporangium ، و Pilasporangium ). وبناءً على هذا التصنيف التطوري الجديد، سيُعاد تسمية P. ultimum إلى Globisporangium ultimum . ^{[ 18 ]}

وجد ليانغ وآخرون ، 2020، أن GH55 - الشائع في بعض أنواع Pythium الأخرى - غائب عن هذا النوع. ^{[ 19 ]}

في حين أن المبيدات الفطرية وتدابير الصرف الصحي المناسبة لا تزال وسائل مهمة للسيطرة على فطر البيثيوم وإدارته، فإن الوسائل الطبيعية للقمع من خلال تكوين بيئات قمعية للأمراض أصبحت مفهومة بشكل أفضل، ويمكن أن تمهد الطريق لممارسات أكثر استدامة في الإنتاج التجاري للمحاصيل المعرضة للإصابة بفطر البيثيوم ألتيموم .

تُعرَّف البيئات الكابحة للأمراض بأنها بيئات تكون فيها الظروف البيئية مواتية، ويوجد فيها عائل قابل للإصابة إلى جانب مسبب مرض شديد الضراوة، ولكن تبقى مستويات المرض منخفضة. ^{[ 20 ]} من المعروف أن الميكروبيوم الموجود في تربة النباتات يؤثر على معدل الإصابة بالأمراض المنقولة بالتربة وشدتها، إما عن طريق مكافحة المرض بشكل غير مباشر من خلال تعزيز دفاعات النبات، أو من خلال التفاعلات المباشرة بين الميكروبات، مما يساعد على خلق بيئة كابحة للأمراض. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} لا يُعد كل من فطر P. u. var. sporangiiferum وفطر P. u. var. ultimum بمنأى عن تأثيرات كبح الأمراض القائم على الميكروبيوم. وقد ربطت العديد من الدراسات زيادة كبح فطر P. ultimum بزيادة الوفرة الكلية للكائنات الحية الدقيقة الموجودة في ميكروبيومات أوساط النمو. ^{[ 24 ] [ 25 ]} على سبيل المثال، ارتبطت زيادة النشاط الميكروبي والكتلة الحيوية بانخفاض مرض ذبول الشتلات الناجم عن فطر P. ultimum في الخيار. ^{[ 26 ] [ 27 ]} لا تزال آلية كبح نمو فطر البيثيوم بواسطة الميكروبات غير واضحة، إلا أن هذه الدراسات وغيرها تشير إلى أن التنافس في منطقة الجذور على موارد الكربون والنيتروجين قد يلعب دورًا في ذلك. ^{[ 28 ]} وتشير نظرية أخرى إلى أنه عند التركيزات العالية الكافية، تستطيع البكتيريا تغطية أنسجة النبات المعرضة للإصابة وحمايتها بسرعة، مما يمنع التصاق فطر البيثيوم وحدوث العدوى اللاحقة. ^{[ 29 ]}

• قاعدة بيانات جينوم البيثيوم مؤرشفة بتاريخ 14 يونيو 2010 على موقع Wayback Machine
• متصفح تصنيف NCBI