Global Food Safety Risk: Ug99 Stem Rust Race

Abstract

Wheat (Triticium sp.) is one of the most important nutrients for sustainable food safety in the world. Therefore, production is critical. Stem rust (caused by Puccinia graminis f. sp. tritici Erikss. & Henning,), a fungal plant pathogen, is determined in the leaves, stems and spike of wheat. The disease adversely affects grain and straw, yield and quality at different levels. It is also known that yield losses up to 90% may occur in susceptable cultivars under epidemic conditions. In 1999, Ug99 (TTKSK) stem rust race was determined. As a result of the reaction test studies, it was determined that 90% of the wheat genetic materials tested were susceptable to Ug99. It is known that there is a scenario that 19% decrease in wheat production in the world and 1 billion people may be affected due to the epidemic that may be caused by Ug99.

Borlaug Global Rust Initiative was established under the leadership of Norman Borlaug with the participation of international research institutions and countries at risk to ensure global food safety. Some of the prominent works carried out by the initiative are as follows. 1) Monitoring the movement of the Ug99 stem rust race. 2) Determination of the reactions of national and international wheat materials under field conditions in Kenya and Ethiopia. 3) Submission of plant protection recommendations to minimize possible damage. 4) Development of human resources through training activities. 5) Organizing workshops for international information.

The studies carried out may contribute to the production of solutions by taking the model under the control of similar diseases, especially the diseases spread by wind.

Keywords

• Wheat (Triticum sp.),Stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici),variation,food safety

Küresel Gıda Güvenliği Riski: Ug99 Kara Pas Irkı

Abstract

Tüm dünya da buğday (Triticium sp.) sürdürülebilir gıda güvenliği için önemli besinler arasında yer almaktadır. Bu nedenle üretimi kritik düzeyde önemlidir. Fungal bir etmen olan kara pas (Puccinia graminis f. sp. tritici Erikss. & Henning) hastalığı, buğdayın yaprak, sap ve başaklarında görülmektedir. Hastalık tane ve saman, verim ve kalitesini farklı düzeylerde olumsuz etkilemektedir. Epidemi şartlarında hassas çeşitler de %90’a varan verim kayıplarının oluşabileceği de bilinmektedir. 1999 yılında Ug99 (TTKSK) kara pas ırkı belirlenmiştir. Yürütülen reaksiyon test çalışmaları sonucu, test edilen buğday genetik materyallerinin %90’ının bu ırka karşı hassas olduğu belirlenmiştir. Irk nedeniyle oluşabilecek epideminin bir sonucu olarak, dünya buğday üretiminde %19 düzeyinde azalma olabileceği ve 1 milyar kişinin etkilenebileceğine ilişkin senaryonun varlığı bilinmektedir.

Küresel gıda güvenliğinin sağlanması için uluslararası araştırma kuruluşları ve muhtemel risk altındaki ülkelerin katılımlarıyla Norman Borlaug öncülüğünde Borlaug Küresel Pas Girişimi (Borlaug Global Rust Initiative) oluşturulmuştur. Girişim tarafından yürütülen ve öne çıkan bazı çalışmaları şunlardır. 1) Ug99 kara pas ırkının hareketinin izlenmesi. 2) Ulusal ve uluslararası buğday materyallerinin Kenya ve Etiyopya tarla şartlarında da reaksiyonlarının belirlenmesi. 3) Oluşabilecek zararın en alt düzeye indirilmesi için bitki koruma önerilerinin sunulması. 4) Eğitim çalışmalarıyla insan kaynağı geliştirilmesi. 5) Uluslararası bilgilendirme için çalıştaylar düzenlenmesi olarak, özetlenebilir.

Yapılan çalışmalar başta rüzgarla yayılan hastalıklar olmak üzere, benzer hastalıkların kontrolünde model alınarak çözüm üretilmesine katkı sağlayabilir.

Keywords

• Buğday (Triticium sp.),Kara pas (Puccinia graminis f. sp. tritici),varyasyon,gıda güvenliği

References

1. 1)Akan, K., Mert, Z., Çetin, L., Salantur, A., Yazar, S., Dönmez, E., Özdemir, B., Yalçın, S:, Özer, Y. ve Wanyera, R. (2012). Bazı Buğday Genotiplerinin Lokal Sarı Pas ve Kara Pas Irklarıyla Ug99 Kara Pas Irkına Reaksiyonlarının Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 21 (1): 22-31
2. 2)Akkaya, A. (1994). Buğday Yetiştiriciliği, Sütçü İmam Üniversitesi Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 1, Ders Kitapları Yayın No: 1, Kahramanmaraş.
3. 3)Aktaş, H. (2001). Önemli Hububat Hastalıkları ve Sürvey Yöntemleri Kitapçığı Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tarımsal Araştırmalar Genel Müd. Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı 80 s. Ankara.
4. 4)Anonim, (2008). Zirai Mücadele Teknik Talimatları, Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü Yayınları.
5. 5)Anonim, (2019a). USDA, https://www.usda.gov/oce/commodity/wasde/ (Erişim tarihi 24.07.2019)
6. 6)Anonim, (2019b). TÜİK, 2017. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1001 (Erişim tarihi 24.07.2019)
7. 7)Anonim, (2019c). The Borlaug Global Rust Initiative (BGRI) www.globalrust.org (Erişim tarihi 24.07.2019)
8. 8)Bonman, J.M., Bockelman, H.E., Jin, Y., Hijmans, R.J. and Gironella, A.I.N. (2007). Geographic distribution of stem rust resistance in wheat landraces. Crop. Sci., 47, 1955-1963.

9. 9)Coelho, E.T. and Sartori, J.F. (1989). Racas do fungo da ferrugem-do-colmo-do-trigo no Brasil de 1982-1985. Pesquisa-Agropecuaria-Brasileira, 24, 887-892.
10. 10)Demir A. (2007). “Buğday” Tarımsal Ekonomi Araştırma Enstitüsü (T.E.A.E)- Bakış Sayı 9, Nüsha 1, Haziran 2007. ISSN 1303-8346
11. 11)Düşünceli F., Çetin L., and Albustan S. (1996). Occurrence and Impact of wheat stripe rust (Puccinia striiformis) in Turkey in 1994/95 crop season”. Cereal Rusts and Powdery Mildews Bulletin, Vol. 24, Supplement, page 309, Proc. of the 9th CR&PMC, 2-6 September 1996, Lunteren, The Netherlands.
12. 12)Düşünceli F., Mert Z., Akan K., Çetin L. ve Albostan S. (2008). Ug99’a Karşı Küresel Yaklaşımlar ve Türkiye Çalışmalarına Genel Bakışı “Ülkesel Tahıl Sempozyumu 2-5 Haziran 2008 Konya” (Poster sunu) p:322-329.
13. 13)Düşünceli, F., Çetin, L., Albustan, S., ve Ekiz, H., (1999), “Orta Anadolu buğday ekilişlerinde pas hastalıklarının (Puccinia spp.) yaygınlığı, önemi ve alınması gereken tedbirler” Orta Anadolu'da hububat tarımının sorunlar ve çözüm yollar Sempozyumu, Konya, Türkiye, 8-11 Haziran 1999. 2000, 693-696.
14. 14)Harder, D.E. and Dunsmore, K.M. (1994). Stem rust on wheat, barley, and oat in Canada in 1992. Canadian Journal of Plant Pathology, 16, 56-60.
15. 15)Hodson, D. (2015). Alert- Jan 9, 2015: Summary of Ethiopia 2014/15 rust sitution. Re- current, localized stem rust epidemics caused by race TKTTF (“Digalu” race) in Ethiopia. Extreme caution and vigilance needed in East Africa. Web sayfası: http://rusttracker.cimmyt.org/?p=6465 (Erişim tarihi 24.07.2019)
16. 16)Knott, D.R. (1989). The wheat rust-breeding for resistance. Monographs on Theoretical and Applied Genetics. 12. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 201 p. Germany.
17. 17)Leonard, K.J. (2001). Stem rust-future enemy? In: Stem Rust of Wheat: from Ancient Enemy to Modern Foe. Peterson, P.D. (ed.). St. Paul, MN: APS Press, pp. 119-146, USA.
18. 18)Letta, T., Olivera, P., Maccaferri, M., Jin, Y., Ammar, K., Badebo, A., Salvi, S., Noli, E., Crossa, J. and Tuberosa, R. (2014). Association mapping reveals novel stem rust resistance loci in durum wheat at the seedling stage. The Plant Genome, 7(1), 1-13.
19. 19)Mamluk O. F., Çetin L., Braun H.-J., Bolat N., Bertschinger L., Makkouk, K. M., Yıldırım A. F., Saari E. E., Zencirci N., Albustan S., Çalı S., Beniwal S. P. S. and Düşünceli F., (1997). “Current status of wheat and barley diseases of Central Anatolian Plateau of Turkey”, Phytopathology. Medite. 36, 167-181.
20. 20)McVey, D.V., Long, D.L. and Roberts, J.J. (1999). Races of Puccinia graminis in the United States during 1996. Plant Disease, 83, 871-875.
21. 21)Mert Z., Çetin L., Albustan S., Düşünceli, F., Akan, K. and Aydoğdu, M. (2007). Occurrence of Wheat Rusts in Turkey In 2007 Growing Season. 16th Biennial Australasian Plant Pathology Society Conference. 24-27 September 2007. Adelaide, Australia. Poster presentation Handbook- 209 p.
22. 22)Mert, Z., Karakaya, A., Düşünceli F., Akan, K. and Çetin L. (2012). Determination of Puccinia graminis f. sp. tritici races of wheat in Turkey. Turk. J. Agric. For. 36, 107-120.
23. 23)Olivera, P.D., Badebo, A., Xu, S.S., Klindworth, D.L. and Jin, Y. (2012). Resistance to race TTKSK of Puccinia graminis f. sp. tritici in emmer wheat. Crop Science, 52(5), 2234-2242.
24. 24)Park, R.F. (2007). Stem rust of wheat in Australia. Australian Journal of Agricultural Research, 58(6), 558-566.
25. 25)Peterson, P.D., Leonard, K.J., Roelfs, A.P. and Sutton, T.B. (2005). Effect of barberry eradication on changes in populations of Puccinia graminis in Minnesota. Plant Disease, 89(9), 935-940.
26. 26)Ping, Y., Yuanyin, C. and Weizhi, L. (1995). Race dynamics of Puccinia graminis f. sp. tritici in China in 1993. Acta-Phytophylacica-Sinica, 22, 303-308.
27. 27)Roelfs, A.P. and McVey, D.V. (1979). Low infections types produced by Puccinia graminis f. sp. tritici and wheat lines with designated genes for resistance. Phytopathology, 69, 722-730.
28. 28)Roelfs, A.P., Singh, R.P. and Saari, E.E. (1992). Rust diseases of wheat: Concepts and methods of disease management, 81 p., Mexico.
29. 29)Singh R. ve Huerta-Espino, H. (2002). Research Highlights of the CIMMYT Wheat Program 1999-2000. CIMMYT 2002.
30. 30)Wolday, A., Fetch, T., Hodson, D.P., Cao, W. and Briere, S. (2011). First report of Puccinia graminis f. sp. tritici races with virulence to wheat stem rust resistance genes Sr31 and Sr24 in Eritrea. Plant Disease, 95(12), 1591