Фитопатология и болезни растений (стр. 1 из 3)
Кафедра селекции, семеноводства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
РЕФЕРАТ
Тема: Фитопатология и болезни растений
1 Введение. Сущность и появление болезней. Патофизиологические изменения
Болезнь - это процесс, в основе которого лежит взаимодействие между растением, болезнетворным началом и факторами внешней среды. Таким образом, определение болезни должно учитывать характер взаимосвязи между растением и патогеном (или другим неблагоприятным воздействием), а также возможные изменения этой взаимосвязи под влиянием внешних условий.
Патологический процесс - это изменения в жизнедеятельности растений, возникающие в результате болезни и сопровождающиеся характерными нарушениями физиологических функций его органов.
Больное растение представляет собой биологическую систему, в которой происходят рост и развитие двух организмов - растения и патогена. Доминирует в этих отношениях патоген, который проникает в ткани растения, нарушает целостность клеток, забирает из них питательные вещества, перемещается по отдельным органам и всему растению, воздействует на клетки растения продуктами своего метаболизма.
В свою очередь, растение оказывает определенное воздействие на патогена в качестве среды его обитания. После заражения патоген адаптируется к этой среде, в результате чего под влиянием внешних факторов возникает самостоятельный биологический комплекс «растение – патоген» со специфическими закономерностями развития. В этом комплексе и развивается патологический процесс.
Все нарушения процесса нормальной жизнедеятельности у больного растения могут проявляться в виде патоморфологических и патофизиологических изменений.
Патофизиологические изменения - физиологические и биохимические изменения, возникающие под влиянием патогена, проявляются в нарушениях водного режима, фотосинтеза, дыхания, деятельности ферментов, углеводного и белкового обмена.
1. Нарушения водного режима заключаются в обезвоживании тканей. Основных причин обезвоживания - две: нарушение поступления воды вследствие повреждения корней или сосудистой системы и усиление транспирации в результате повреждения покровных тканей. Нарушение транспорта воды может быть вызвано отмиранием клеток ксилемы, закупоркой сосудов скоплениями бактерий, мицелием грибов, продуктами жизнедеятельности патогена.
Последствия нарушений водного режима - усиление гидролиза запасных веществ, ослабление или прекращение биосинтеза. В результате растения увядают, истощаются, могут полностью погибнуть.
2. Снижение фотосинтетической активности при болезни может быть связано с уменьшением ассимиляционной поверхности из-за отмирания тканей или разрастания на ней мицелия гриба, разрушением хлоропластов, нарушением оттока продуктов фотосинтеза из-за повреждения флоэмы. Нарушение фотосинтеза не обязательно сводится к его подавлению. На первых этапах болезни фотосинтетический процесс может активизироваться благодаря стимулирующему влиянию патогена, питающегося за счет жизнедеятельности живых клеток.
3. Нарушение углеводного обмена. Углеводы - источник питания не только растения, но и патогена, поэтому на фоне патологического процесса они потребляются значительно интенсивнее, чем в здоровом организме. Как правило, патологический процесс приводит к истощению растения в отношении углеводов, усиливает процессы гидролиза сложных запасных форм.
4. Нарушение белкового обмена. Патоген выделяет в организм растения протеолитические ферменты или токсины, активизирующие протеазы хозяина. Это приводит к гидролизу белков и накоплению аминокислот, используемых патогеном в своем метаболизме.
Поскольку белковые вещества являются основой ферментов, нарушения белкового обмена влияют на ход всех обменных процессов и, в конечном счете, определяют результаты заражения.
5. Нарушение дыхания. В большинстве случаев заболевание приводит вначале к активизации, а затем - к снижению интенсивности дыхания. Усиление дыхания связано с повышением активности пероксидазы под влиянием патогена. Резкая активизация дыхательных процессов быстро истощает энергетические ресурсы растения, нарушая ход всего метаболизма.
Таким образом, патологический процесс, нарушая нормальный обмен веществ, вызывает отклонения в его росте и развитии и, в конечном счете, снижение урожая. В то же время описанные изменения в метаболизме больных растений выглядят как нарушения термодинамического равновесия в системе только при одностороннем рассмотрении растительного организма как самостоятельного объекта. Если же анализировать растение-хозяин и патоген в их диалектическом единстве, можно обнаружить всего лишь сдвиг этого равновесия в пользу патогена, при котором на одном полюсе системы (растение) в конечном счете преобладают процессы распада, тогда как на другом (патоген) - синтеза. В этом и состоит специфика закономерностей развития биологического комплекса «растение – паразит».
2 Инфекционные болезни. Паразиты, микоплазма
Инфекционные болезни - болезни, способные передаваться от растения к растению и вызываемые живыми организмами - возбудителями. Способность организма вызывать болезнь называют патогенностью, а сам организм - фитопатогеном.
В основе инфекционных болезней лежит паразитизм - способность одного организма удовлетворять потребности в энергии за счет другого. Поэтому фитопатогены обычно называют паразитами, а инфицируемые ими растения - хозяевами.
Одним из многочисленных фитопатогенов являются микоплазмы.
Микоплазмы - специфическая группа фитопатогенных прокариот, выделенная в класс Mollicutes с одним порядком Mycoplasmatales. По внутреннему строению клетки и биологии они во многом подобны бактериям, не имеют настоящего ядра, диаметр клеток - 0,1-1,0 мкм.
Размножение микоплазм происходит почкованием или бинарным делением. В отличие от бактерий, микоплазмы не имеют клеточной стенки, их клетка отделена только трехслойной мембраной. Вследствие этого микоплазмы не имеют определенной формы, она может варьировать от округлой и овальной до вытянутой, гантелевидной в зависимости от внешних условий (рис. 20). Немногочисленные виды имеют спиральную форму. Вытягиваясь в тонкие нити, микоплазмы способны проникать через бактериальные фильтры, в результате чего до середины 20 века болезни, вызываемые ими (микоплазмозы), отождествляли с вирозами.
Как и бактерии, микоплазмы способны размножаться на питательных средах, образуя мелкие сферические колонии. Однако в естественных условиях эти патогены являются облигатными паразитами. Микоплазмы заселяют главным образом флоэму, в частности, ситовидные трубки, и системно распространяются по растению. Симптомы многих микоплазмозов напоминают признаки вирозов: деформации, некрозы, увядание, мелколистность, карликовость и т.д., могут наблюдаться по отдельности или в комплексе. Имеются и специфические симптомы, например, ведьмины метлы и нитевидность ростков картофеля. При некоторых заболеваниях наблюдается позеленение цветков, срастание их частей (столбур пасленовых), превращение цветков в листоподобные органы (реверсия черной смородины, филлодия клевера).
Многие виды имеют широкую филогенетическую специализацию, т.е. способны заражать многие виды растений. Так, микоплазма, вызывающая желтуху астр, поражает также морковь, сельдерей, землянику; возбудитель столбура пасленовых, кроме растений этого семейства, инфицирует вьюнок, бодяк, молочай. Имеются и узкоспециализированные виды, например, возбудитель реверсии черной смородины.
Основными переносчиками микоплазм, как и вирусов, являются сосущие насекомые. Многие микоплазмы способны размножаться в теле насекомого, которое приобретает способность к передаче инфекции не сразу, а после латентного периода. Сохраняются микоплазмы только в живых тканях растений или переносчиков, поэтому источниками первичной инфекции часто являются органы вегетативного размножения: клубни, луковицы, корневища, корнеплоды и т.д.
Методы диагностики, профилактики и терапии микоплазмозов и вирозов в основном совпадают. Для определения микоплазменной инфекции неприменим серологический метод, однако широко используется микробиологический (культуральный), основанный на выделении возбудителя в чистую культуру.
К специфическим методам терапии можно отнести лечение с помощью антибиотиков тетрациклинового ряда, однако препараты немедицинского назначения пока находятся в стадии разработки.
3 Грибы – возбудители болезней растений. Класс Актиномицеты
Вегетативное тело актиномицетов представлено тонкими лучисто разрастающимися гифами, образующими слабо ветвящийся компактный мицелий. Вместе с тем, как и родственные бактерии, актиномицеты являются прокариотами, окрашиваются по Граму. Таким образом, сходство с грибами, которое находит отражение и в название группы - чисто внешнее.
Размножение актиномицетов осуществляется участками мицелия или спорами, формирующимися на слабо дифференцированных спороносцах различной формы. Споры прорастают ростком. В культуре актиномицеты образуют колонии диаметром до 10 мм, сначала кожистой или маслянистой консистенции, позднее покрытые воздушным мицелием со спороношением.
Актиномицеты менее влаголюбивы, чем другие бактерии, и способны к нормальной жизнедеятельности при низкой влажности и повышенной температуре почвы. За счет активного продуцирования сильнодействующих антибиотиков актиномицеты успешно подавляют естественных конкурентов и антагонистов, что также способствует их развитию и распространению. Кроме того, указанная особенность определяет интерес к актиномицетам при разработке биологического метода защиты растений от многих фитопатогенов.