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Ug99

Ug99 es un linaje de roya del tallo del trigo ( Puccinia graminis f. sp. tritici ), que está presente en campos de trigo en varios países de África y Oriente Medio y se prevé que se propagará rápidamente por estas regiones y posiblemente más lejos, causando potencialmente una desastre en la producción de trigo que afectaría la seguridad alimentaria en todo el mundo. [1] En 2005, el destacado pionero de la revolución verde, Norman Borlaug, llamó gran atención al problema, y ​​la mayoría de los esfuerzos posteriores se remontan a su defensa. [2] Puede causar hasta el 100% de pérdidas en los cultivos y es virulento contra muchos genes de resistencia que previamente han protegido al trigo contra la roya del tallo.

Aunque existen variedades de trigo resistentes a Ug99, [2] un examen de 200.000 variedades de trigo utilizadas en 22 países africanos y asiáticos encontró que sólo entre el 5 y el 10% del área de trigo cultivada en estos países consistía en variedades con resistencia adecuada. [1]

La raza original de Ug99, designada como 'TTKSK' según el sistema de nomenclatura norteamericano, 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 . En la actualidad existen 15 razas conocidas de Ug99. [5] Todos están estrechamente relacionados y se cree que evolucionaron a partir de un ancestro 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 se diferencian de otras cepas del patógeno de la roya negra del tallo ( BSR) debido a su capacidad para superar 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, confieren 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 roya del trigo se ha controlado eficazmente mediante la selección y el mejoramiento de genes Sr adicionales . [3] (Sin embargo, en las décadas posteriores, la virulencia del Sr31 ha evolucionado en otras cepas en otros lugares. [8] Patpour et al. , 2022 la encuentra en España y Siberia .) [8]

Los investigadores del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ( USDA ) están probando genes para determinar su resistencia a Ug99, lo que en última instancia ayudará al desarrollo de variedades de trigo que podrán combatir la roya. Se ha identificado resistencia en un pequeño número de variedades locales de trigo de primavera de América del Norte : 23 de 250 razas con resistencia en plantas adultas , 27 de 23 976 SNP que transmiten APR y sólo 9 razas con resistencia en plántulas . [9] Esta resistencia estaba presente sin que el desafío del patógeno Ug99 estuviera presente en NA para impulsar su selección . [9] El USDA ha estudiado variedades locales de trigo de invierno donde la resistencia es más probable. [10]

Además de las investigaciones realizadas por el USDA , el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID) junto con la Fundación Bill y Melinda Gates , anunciaron en febrero de 2011 que donarán 40 millones de dólares a un proyecto global liderado por la Universidad de Cornell para combatir cepas virulentas de Ug99. [11] La subvención de cinco años para el proyecto Resistencia duradera a la roya en el trigo (DRRW) apoyó los intentos de identificar nuevos genes de resistencia, así como reproducir y distribuir semillas de trigo resistentes a la roya a los agricultores. [11]

Ha habido un proceso continuo de desarrollo de nuevos cultivares resistentes y fracaso de esos cultivares. [12] Esto demuestra la necesidad de una mejora continua. [12]

A partir de 2020, las técnicas modernas de genética molecular y molecular están identificando loci de rasgos cuantitativos (QTL), estructuras celulares particulares y genes R individuales de manera más eficiente que nunca. [13] Estos serán necesarios dada la continua y grave amenaza mundial que representa Ug99. [13] [1]

Sr35 confiere resistencia a todas las demás razas severasde Pgty al Ug99 original. [14]Salcedoet al. 2017 encuentra suobjetivo Avr ,AvrSr35 . [14]Las razas virulentas enSr35se benefician dela no funcionalizacióndeAvrSr35mediante la inserción de unelemento móvil. [14]

Razas

Hay 15 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, TTHST, TTKTT+, y TTHTT. [5] Todos están estrechamente relacionados y se cree que evolucionaron a partir de un ancestro común. [1]

TTKSK

También conocido como PTKS . [15] La primera raza Ug99 caracterizada. [16] [15] Como la mayoría de las razas Ug99, y a diferencia de otras variedades de roya del tallo, es virulenta contra el gen Sr Sr31 ; [16] [15] también virulento contra Sr38 . [15] Avirulento contra Sr24 . [16] [15] Fue encontrado en Uganda [15] en 1999, Kenia [16] 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]

TTKSF

Detectado por primera vez en Sudáfrica en 2000, [5] Zimbabwe en 2009, [5] y Uganda en 2012. [5] Avirulent en Sr31 . [5]

TTKST

Descubierta en Kenia en 2006 [16], se encontró que la primera raza Ug99 era virulenta contra el gen Sr Sr24 . [1] [16] TTKST es ahora la raza de roya del tallo predominante en Kenia. [1] Virulento en Sr31 . [5]

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] Virulento en Sr31 y Sr36 . [5]

TTKSP

Detectado por primera vez por Visser et al. , 2011 en Sudáfrica en 2007. [17] [5] Avirulento en Sr31 y virulento en Sr24 . [5]

PTKSK

Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2009, [5] Yemen en 2009, [5] y Sudáfrica en 2017. [5] [18] Virulento en Sr31 y avirulento en Sr21 . [5]

PTKST

Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2008, [5] Sudáfrica en 2009 por Visser et al. , 2011, [17] [5] Eritrea, Mozambique y Zimbabwe en 2010. [5] Virulento con Sr31 y Sr24 , pero avirulento con Sr21 . [5]

TTKSF+

Detectado por primera vez tanto en Sudáfrica como en Zimbabwe en 2010. [5] Virulento contra Sr9h . [19] [20] [21] Avirulento en Sr31 pero virulento en Sr9h . [5]

TTKTT

Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [5] También detectado en Irak en 2019, la primera detección de este tipo en el país. [5] Virulento en Sr31 , Sr24 y SrTmp . [5]

TTKTK

Detectado por primera vez en Kenia, [5] [22] Ruanda, [5] [22] Uganda, [5] [22] Eritrea, [5] y Egipto [5] [22] en 2014. Virulento en Sr31 y SrTmp . [5]

TTHSK

First detected in Kenya in 2014.[23] Differs from the original (TTKSK) by avirulence against Sr30.[23] Similar to TTHST.[23] Virulent on Sr31 but avirulent on Sr30.[5]

PTKTK

First detected in Kenya in 2014.[23] Differs from PTKSK by virulence against SrTmp.[23] Differs from TTKTK by avirulence against Sr21.[23] Virulent on Sr31 and Sr24, but avirulent on Sr21.[5]

TTHST

First detected in Kenya in 2013.[5] Virulent on Sr31 and Sr24, but avirulent on Sr30.[5]

TTKTT+

First detected in Kenya in 2019.[5] Virulent to Sr31, Sr24, SrTmp, and Sr8155B1.[5]

TTHTT

First detected in Kenya in 2020.[5] Virulent to Sr31, Sr24, and SrTmp, avirulent to Sr30.[5]

Timeline

1993

1998

2000

2001

2003

2006

2007

2008

2009

2010

2013

2014

2017

2019

2020

Geographic spread

Because stem rust (as with many fungi) spreads its spores across long distances with the help of natural air currents, containment is difficult.[26] Advances in fluid mechanics which are commonly used for meteorology have also aided Ug99 dispersal prediction.[26] This is especially important for inter-continental, intermittent spread, such as from Eastern South Africa to Western Australia.[26]

China

Although Ug99 has not yet reached China,[27] other stem rust races already have,[27] and an effort is under way to marry resistance against present races with future needs for resistance against Ug99 whenever it arrives.[27]

Lebanon

Aunque Sr5 , Sr21 , Sr9e , Sr7b , Sr11 , Sr6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , Sr30 , Sr17 , Sr9a , Sr9d , Sr10 , SrTmp , Sr38 y SrMcN ya no son eficaces en el Líbano , Sr11 , Sr24 y Sr31 todavía lo son. lo cual es diagnóstico de la ausencia de Ug99 en el Líbano. [28]

Irak

Detectado en Irak en 2019. [5]

Asia del Sur

En 2013, el Director de Inteligencia Nacional de EE. UU. evaluó que Ug99 llegaría pronto al sur de Asia , en los próximos años. Se esperaba que esto causara interrupciones en el suministro a nivel mundial porque, aunque la productividad estaba creciendo en Europa del Este y en teoría podría llenar ese vacío, los gobiernos de todo el mundo habían mostrado una disposición a prohibir las exportaciones. [29] Sin embargo, a abril de 2021, el sur de Asia no se ve afectado. [5]

Ver también

Referencias

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