Spisu treści:
Wideo: Fitopatogeny, Fotoplazmy, Mykoplazmy, Rośliny, Grzyby. Zapasy. Czynniki Wywołujące Choroby Roślin. Zdjęcie
Mikoplazmy od dawna znane są jako czynniki wywołujące choroby ludzi i zwierząt. Mikoplazmy (fitoplazmy) - czynniki wywołujące choroby roślin odkryto dopiero w 1967 roku. Odkryli je japońscy naukowcy za pomocą mikroskopu elektronowego w łyku morwy dotkniętej karłowatością. Stwierdzono, że te organizmy podobne do mykoplazm (MPO) są fitopatogenne. Zostały one uznane za przekazywane z zakładu do zakładu przez skoczki, liści chrząszcze (xyllids) i Dodder i choroby powodują podobne do „miotły czarownic” i żółtaczką. Ze względu na swoje właściwości MPO przypominają organizmy należące do grupy mykoplazm. Jednak w przeciwieństwie do mykoplazm zwierzęcych, które zwykle znajdują się poza komórkami, fitoplazmy znaleziono wewnątrz komórek.
Najwyraźniejszych dowodów na obecność fitoplazm w roślinach dostarczyła mikroskopia elektronowa wycinków tkanki roślinnej. Pomogła zidentyfikować ponad 100 typów fitoplazm. Ustalono, że przyczyną wielu chorób, takich jak „miotły czarownicy” i żółtaczka, nie są wirusy, jak wcześniej sądzono, ale fitoplazmy. Należą do nich żółtaczka astry, żółta karłowatość ryżu, stolbur psiankowatych, rewersja lub podwojenie porzeczek, zazielenienie owoców cytrusowych, kręcone drobnolistne (karłowatość) morwy, proliferacja i mała owocność jabłoni, fitoplazma koniczyny, fitoplazma, ponad 50 fitoplazmy. wcześniej choroby wirusowe.
Fitoplazmy to specyficzna grupa organizmów fitopatogennych, które zajmują pozycję pośrednią między bakteriami a wirusami. Są to organizmy polimorficzne. Ich komórki są z reguły okrągłe, ale niektóre mają wydłużony lub podobny do hantli kształt. Jeden i ten sam organizm fitoplazmatyczny może mieć komórki o różnych rozmiarach i kształtach. Tak więc w komórkach łyka tytoniu kolumnowego obecne są fitoplazmy w postaci kulistej, owalnej, wydłużonej i innych. Średnica komórki wynosi 0,1-1 μm.
Fitoplazmy nie mają prawdziwej ściany komórkowej, są otoczone trójwarstwową błoną elementarną, co odróżnia je od bakterii. W porównaniu z wirusami charakteryzują się budową komórkową i zdolnością do rozmnażania się na sztucznych pożywkach. Na gęstym podłożu tworzą małe specyficzne kolonie, przypominające wyglądem „smażone jajka”. W przeciwieństwie do cząstek wirusowych, komórki fitoplazmatyczne zawierają dwa rodzaje kwasów nukleinowych (DNA i RNA) oraz rybosomy, które są podobne pod względem wielkości do bakterii. Fitoplazmy w przeciwieństwie do bakterii są odporne na penicylinę, ale w porównaniu z wirusami są wrażliwe na tetracyklinę.
Zgodnie z istniejącą klasyfikacją fitoplazmy zaliczane są do klasy Mollicutes, chociaż tworzą niejednorodną grupę organizmów. Na podstawie wymagań żywieniowych rozróżnia się 2 zamówienia: Mycoplasmatales, których przedstawiciele potrzebują cholesterolu i Acholeplasmatales, do których nie jest to konieczne. Mycoplasmataceae rodzina obejmuje steroli zależnych fakultatywne beztlenowce. Przedstawiciele rodziny Spiroplasmataceaemają dużą ruchliwość ze względu na obecność określonych form spiralnych w cyklu rozwojowym. Charakteryzują się również zależnością od steroli. Najbardziej znanymi chorobami wywoływanymi przez patogeny z tej grupy są uparte cytrusy (Citrus uparty), karłowaty kukurydziany (Corn stunt) i palma kokosowa (Cocos ctunt). Wśród najbardziej szkodliwych chorób wywoływanych przez fitoplazmy z rodziny Acholeplasmataceae można wymienić stolbur pomidorowy, kędzierzawą roślinę drobnolistną alkaliczną oraz filodię koniczyny. Te mikroorganizmy są w stanie przenikać do tkanek roślinnych bezpośrednio przez system korzeniowy i powodować określone zmiany w morfogenezie.
Fitoplazmy charakteryzują się różnorodnym rodzajem rozmnażania: pączkowanie, segmentacja form łańcuchowych i struktur nitkowatych, tworzenie ciał elementarnych w cząsteczkach matczynych oraz rozszczepienie binarne. Podział cytoplazmatyczny zachodzi synchronicznie z replikacją genomu.
Fitoplazmy są bardzo szkodliwe. Zaatakowane rośliny często w ogóle nie plonują lub są znacznie zmniejszone. Wynika to z faktu, że fitoplazmoza zakłóca wzrost i rozwój roślin i obserwuje się karłowatość. Innym charakterystycznym objawem chorób fitoplazmatycznych są zmiany patologiczne w narządach generatywnych, objawiające się zazielenieniem kwiatów (kolumnami psiankowatymi), przemianą poszczególnych organów w formacje liściaste (odwrócenie czarnej porzeczki, filodia koniczyny itp.).
Wiele objawów, które pojawiają się na roślinach po zakażeniu fitoplazmami, ma specyficzny charakter i nie występuje w przypadku zakażenia innymi patogenami. Do takich przejawów fitoplazmozy należą „miotły czarownic”, czyli wiele wrzecionowatych pędów, nitkowatych pędów bulw ziemniaka. Objawy fyllodii koniczyny, odwrócenia czarnej porzeczki, łodygi psiankowatej i innych chorób pojawiają się najwyraźniej w wyniku zaburzonego metabolizmu hormonów roślinnych.
W przypadku fitoplazmozy pojawiają się objawy nieodłącznie związane z infekcjami wirusowymi: niespecyficzne deformacje różnych narządów, więdnięcie, nekroza, drobne liście itp. Na jednej roślinie można zaobserwować jednocześnie lub sekwencyjnie: ogólną chlorozę, antocyjanozę, zahamowanie wzrostu, deformację narządów, więdnięcie. Dlatego pełny obraz choroby w takich przypadkach można uzyskać dopiero po obserwacji rośliny w dynamice, czyli przez cały sezon wegetacyjny.
Fitoplazmy zasiedlają głównie łyko, głównie rurki sitowe iz reguły rozprzestrzeniają się po całej roślinie.
Wiele gatunków ma szeroką specjalizację filogenetyczną i jest w stanie zarażać szeroką gamę roślin. Zatem fitopatogen wywołujący żółtaczkę asterową infekuje również marchew, seler, truskawki i wiele innych roślin. Solanaceae stolbur infekuje rośliny z rodziny Solanaceae, a także chwasty z innych rodzin, takie jak powój, wilczomlecz, ostropest itp. Niektóre gatunki fitoplazm są wysoce wyspecjalizowane, np. Patogen rewersji czarnej porzeczki infekuje tylko porzeczki.
Nosicielami fitoplazm są głównie różnego rodzaju skoczki, muchy liściowe, nosiciele światła. Wiele pasożytów rozmnaża się w owadzie-nosicielu. Taki owad nabywa zdolność przenoszenia infekcji nie natychmiast, ale po pewnym (utajonym) okresie. W okresie utajonym fitoplazma namnaża się w ciele owada, a następnie przemieszcza się z jelita do gruczołów ślinowych i śliny. Od tego momentu owad może przenosić patogen na roślinę. Ta metoda przenoszenia infekcji, w tym rozmnażania w ciele nosiciela, nazywana jest krążeniem.
Fitoplazmy mogą być zachowane jedynie w żywych tkankach rośliny: w bulwach, roślinach okopowych, cebulach, korzeniach, kłączach wieloletnich chwastów. Wiele rodzajów pasożytów żyje w dzikich roślinach, które stanowią ognisko infekcji i tylko w sprzyjających warunkach przechodzą na kulturowe. W dzikich chwastach, a także u nosicieli owadów fitoplazmy mogą przetrwać i rozmnażać się przez długi czas. Rośliny wieloletnie, tj. Hibernujące, kłączowe, odrosty korzeni mogą również służyć jako rezerwuary fitoplazm.
Roślina będąca nosicielem patogenu może służyć jako źródło infekcji dla rośliny uprawnej, jeśli występuje między nimi stabilna cyrkulacja patogenu, to znaczy jeśli nośnik żywi się zarówno roślinami dzikimi, jak i uprawnymi. Uprawa roślin rolniczych na obszarze naturalnego ogniska infekcji, pod warunkiem, że wektory migrują z naturalnego ogniska do roślin uprawnych, przyczynia się do rozprzestrzeniania się patogenu na uprawy rolne.
Wiele fitoplazm ma charakter naturalny. Na przykład w naszym kraju, w Czechach i na Słowacji, fitoplazmę, która jest przyczyną powstania kolumny psiankowatej, często spotyka się w powojach i innych chwastach, z których jest przenoszona na ziemniaki i pomidory. W Szkocji miotła ziemniaczana jest przenoszona tylko z dzikich roślin.
Częstość występowania fitoplazmozy zależy od liczby wektorów owadów. Na przykład w krajach Europy Środkowej w 1953 roku. Stolbur był powszechną i niebezpieczną chorobą ziemniaków we wczesnych latach sześćdziesiątych. zaczął się spotykać bardzo rzadko, w latach 1963-1964. częstość występowania tej choroby ponownie gwałtownie wzrosła. Występowanie stolbura wiąże się ze zmianą w populacji skoczka (Hyaleathes obsoletus), głównego wektora czynnika wywołującego chorobę: im większa liczba nosicieli, tym szersze rozprzestrzenianie się stolbura. Fitoklazmoza roślin często ogranicza się do obszarów, na których obserwuje się okresy wysokiej temperatury powietrza, sprzyjającej nosicielom fitoplazm.
Podczas diagnozowania fitoplazmozy brane są pod uwagę nie tylko objawy choroby, ale także dane z analizy mikroskopowej elektronowej tkanek chorych roślin. Rośliny wskaźnikowe służą do identyfikacji fitoplazm. Rośliny te dają najwyraźniejsze objawy w odpowiedzi na zakażenie fitoplazmą. Fitoplazmy nie są przenoszone z sokiem roślinnym, dlatego do analizy wierzchołek pędu porażonej rośliny jest szczepiony na roślinie wskaźnikowej.
Metoda mikrobiologiczna pomaga również ustalić fitoplazmatyczny charakter choroby. Składa się z następujących elementów: czynnik wywołujący chorobę jest izolowany w czystej kulturze; zarazić nim roślinę; po wystąpieniu objawów podobnych do pierwotnego patogen jest ponownie izolowany do czystej kultury (metoda triady Kocha). Pośrednim dowodem fitoplazmatycznego charakteru choroby jest reakcja patogenu na antybiotyki z grupy tetracyklin.
W analizie infekcji fitoplazmatycznych reakcję hamowania ich wzrostu wykorzystuje się w warunkach hodowli na sztucznych pożywkach z użyciem swoistych surowic odpornościowych.
Po naniesieniu krążków papierowych nasączonych surowicą odpornościową na stałą pożywkę hodowlaną, na której zaszczepiono gatunki badane, obserwuje się tłumienie spokrewnionych organizmów.
Walka z chorobami fitoplazmatycznymi obejmuje następujące środki terapeutyczne i zapobiegawcze:
- pozyskiwanie i używanie zdrowego materiału do sadzenia;
- niszczenie chwastów rezerwatów fitoplazm;
- zniszczenie zakażonych roślin;
- zwalczanie wektorów owadów (skoczkowate);
- hodowla odpornych odmian roślin;
- kwarantanna i certyfikacja materiału nasadzeniowego i materiału siewnego;
- uprawa roślin na wysokim tle rolniczym.
Wrażliwość fitoplazm na antybiotyki z grupy tetracyklin służy do ich zwalczania poprzez traktowanie roślin roztworami antybiotyków. Na przykład regularne opryskiwanie roślin 0,5-1% roztworem chlorowodorku tetracykliny w odstępie 3-5 dni w połączeniu z zabiegiem korzeni przed sadzeniem i podlewaniem roztworem o tym samym stężeniu znacznie hamuje żywotną aktywność patogenu. Kilka dni po rozpoczęciu leczenia objawy choroby stopniowo słabną, a następnie zanikają. Jednak rośliny nie wracają całkowicie do zdrowia, a jakiś czas po zaprzestaniu leczenia objawy choroby pojawiają się ponownie. W doświadczeniach Wszechrosyjskiego Instytutu Badawczego Ochrony Roślin (VIZR) traktowanie roślin tetracykliną lub podlewanie ich pod korzeń roztworem opóźniało pojawienie się objawów stolburu na pomidorach o 2 do 3 miesięcy. Fitoplazmoza (karłowatość) morwy jest również tłumiona, gdy korzenie sadzonek są zanurzone w roztworze antybiotyku.
Terapia (leczenie) antybiotykami jest bardzo skuteczna w zwalczaniu fitoplazmatycznych chorób roślin, ale stosowanie medycznych antybiotyków w rolnictwie naszego kraju jest zabronione. W związku z tym aktywnie poszukuje się niemedycznych antybiotyków do leczenia fitoplazmozy.
Skuteczną metodą leczenia roślin z fitoplazmozy jest terapia termiczna. Temperatura inaktywacji większości mykoplazm roślinnych jest niższa od temperatury krytycznej dla roślin żywicielskich, co umożliwia ogrzanie całych roślin lub materiału nasadzeniowego. Tak więc, aby pozbyć się patogenu roślin ziemniaka "miotły czarownic" traktuje się go w temperaturze 36 do C przez sześć dni, koniczyny rośliny z kwiatów patogenu zieleni - w temperaturze 40 do C - 10 dni.
