5. Вирусы, вироиды, фитоплазмы. Особенности патогенеза в зависимости от типа возбудителя. Сохранение инфекционного начала, пути передачи инфекции, методы диагностики.

Вирусы делятся на 2 вида: вирусы мозаичного и желтушного типа. Мозаичные вирусы передаются насекомыми неперсистентно( основой переносчик тля),но могут распространяться и контактно-механическим способом при междурядных обработках, когда повреждается ботва и происходит соприкосновение больных и здоровых растений; при уходе за растениями ( при пасынковании, обрезке, прищипке, выламывании побегов и т.д.) При заражении растений вирусами желтушного типа наблюдаются более сильные повреждения, чем при заражении вирусами мозаичного типа. Вирусы желтушного типа передаются персистентно главным образом цикадками. Грибы наиболее частая причина инфекционных болезней растений. Распространение грибов от растения к растению происходит спорами, кусочками грибницы с помощью ветра, дождя, насекомых, с орудиями обработки.Сохраняются грибы в спорах, уплотненных грибницах-склероциях, а при зараженмноголетних органов плодовых растений может зимовать и мицелий.Основные источники грибной инфекции — растительные остатки, почва, посадочный материал. Возбудители этого типа заболеваний — бактерии. Это низшие, бесхлорофилльные, одноклеточные растительные организмы, размножающиеся простым делением клетки. Их размеры в среднем 0,3—0,6X0,5—4,5 мкм.Бактериальные болезни проявляются в виде ожогов, некрозов, пятнистостей, гнилей. В случае поражения бактериями сосудистой системы растения увядают.Пути проникновения бактерий в растения многообразны: заражение происходит через устьица, водные поры, чечевички в кожуре, механические повреждения.Сохраняются фитопатогенные бактерии главным образом с растительными остатками в почве. Кроме того, бактерии могут оставаться на поверхности семян, заражая сеянцы и саженцы.Бактерии вызывают свыше 200 болезней растений.

ВИРОИДЫ (от вирусы и греч. eidos — форма, вид), инфекционные агенты, представляющие собой низкомолекулярную одноцепочечную кольцевую РНК (молекулярная масса 150 000-170 000), не кодирующую собственные белки. Вызывают болезни растений. Механизм репликации вироидов окончательно не выяснен. Предполагается, что вироиды в клетках растений, индуцируют синтез вироидных РНК, используя ферменты растений-хозяев. Возможно, что некоторые болезни человека и животных (куру, скрейпи овец и др.) вызываются агентами, сходными с вироидами Известно еще несколько молекулярных патогенов, подобных вирусам. Особое значение среди них имеют вироиды, которые несмотря на свое название резко отличаются от вирусов. Они много меньше самых малых вирусных частиц и лишены белковой оболочки. Вироиды состоят из однонитевой молекулы РНК, которая автономно реплицируется в зараженных клетках. Они являются возбудителями болезней многих растений (пальм, хризантем, картофеля и др.). Впервые вироиды обнаружены в 1971 г. в ядрах инфицированных клеток, при репликации они используют ферментные системы клетки-хозяина.

Фитоплазмы — специфическая группа фитопатогенных организмов, занимающих промежуточное положение между бактериями и вирусами. Они представляют собой полиморфные организмы. Клетки их, как правило, округлы, но некоторые имеют удлиненную или гантелеобразную форму. Один и тот же фитоплазменный организм может иметь клетки неодинаковых размеров и форм. Так, в клетках флоэмы столбурных растений табака присутствуют фитоплазмы сферической, овальной, вытянутой и другой формы. Диаметр клеток 0,1—1 мкм.

Фитоплазмы не имеют настоящей клеточной стенки, окружены трехслойной элементарной мембраной, чем и отличаются от бактерий. По сравнению с вирусами для них характерны клеточное строение и способность размножаться на искусственных питательных средах. На плотных средах они образуют мелкие специфические колонии, по виду напоминающие «яичницу-глазунью». В отличие от вирусных частиц, в клетках фитоплазм присутствуют два типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и рибосомы, по размерам близкие к рибосомам бактерий. Фитоплазмы, в отличие от бактерий, устойчивы к пенициллину, но по сравнению с вирусами чувствительны к тетрациклину.

По существующей классификации фитоплазмы объединены в класс Mollicutes, хотя и составляют гетерогенную группу организмов. На основании пищевых потребностей выделены 2 порядка: Mycoplasmatales, представители которого нуждаются в холестерине, иAcholeplasmatales, для которых он не является необходимым. К семейству Mycoplasmataceae относятся стеринзависимые факультативные анаэробы. Представители семейства Spiroplasmataceae обладают большой подвижностью, благодаря наличию в цикле развития специфических спиралевидных форм. Им также свойственна зависимость от стеринов. Наиболее известными заболеваниями, вызываемыми возбудителями этой группы, являются стабборы цитрусовых (Citrus stubborn), карликовость кукурузы (Corn stunt) и кокосовой пальмы (Cocos ctunt). Среди наиболее вредоносных заболеваний, вызываемых фитоплазмами из семейства Acholeplasmataceae, можно отметить столбур томатов, курчавую мелколистность щелковицы, филлодию клевера. Эти микроорганизмы способны проникать в ткани растений непосредственно через корневую систему и вызывать специфические изменения морфогенеза.

Особенности патогенеза Болезни растений прежде всего определяются свойствами возбудителя, восприимчивостью растений, соответствующими условиями среды. В патогенезе инфекционных болезней различают несколько главных фаз. Предынфекционная фаза. Споры и другие зачатки инфекции с каплями дождя или росы попадают на листья, цветки, плоды и другие органы и при благоприятных условиях через устьица или иными путями внедряются в ткани растений, или сначала прорастают и размножаются на влажных мёртвых веществах органического происхождения, находящихся на живых растениях или в непосредственной близости, и оттуда внедряются в живые ткани. Заражение. Возбудитель из межклеточных промежутков проникает внутрь клеток и заражает растение. У многих инфекционных болезней, например серой гнили, иной механизм заражения. Зачатки инфекции с омертвевших частей, находящихся в контакте с живыми органами растений, при благоприятных условиях прорастают и выделяют токсины, которые проникают в живые клетки растений, отравляют и убивают или ослабляют их. Затем в такие клетки врастают гифы. Инкубационный период — период скрытого развития патологических процессов в растении от заражения до появления внешних симптомов. Длительность его зависит от температуры и влажности воздуха, устойчивости или восприимчивости к болезням растений или отдельных их органов. Послеинкубационная фаза характеризуется усилением симптомов и возрастающей интенсивностью поражения: возбудитель размножается внутри или на поверхности больного растения; элементы инфекции распространяются через воздух, с дождевыми каплями, насекомыми и другими путями и могут вызвать массовое поражение растений. Защитные реакции. В ответ на внедрение возбудителя у растений усиливается активность окислительных ферментов, увеличивается количество и активность фитонцидов, пробковеют клеточные стенки, отмирают и выпадают вместе с возбудителем зараженные клетки и т.д. Вследствие этого отдельные группы клеток вокруг первичного очага инфекции, а иногда и растение в целом приобретают повышенную устойчивость и становятся как бы «барьером», преграждающим распространение возбудителя в растении. Если возбудитель не сможет преодолеть сопротивляемости тканей, то поражение ограничивается пятном хлоротичной или отмершей ткани (некрозом).

Длительность сохранения инфекционного начала должна учитываться при составлении севооборота, определении перерыва в возделывании на зараженном поле культур, которые могут поражаться этой же болезнью.

Перезимовавшее инфекционное начало (бактерии, споры гриба и др.) обусловливает в следующем году первичное заражение и начало развития болезни.

Первичное заражение, или первичная инфекция, — это заражение, которое впервые происходит и впервые обнаруживается в сезоне (обычно на единичных растениях).

Первичное заражение происходит обычно за счет зимующего инфекционного начала (с растительными остатками, семенами и т. д.), но оно может попадать на растение и извне, с далекого расстояния.

Источником инфекции (точнее, источником возбудителя инфекции) служит инфекционное начало, находящееся на любых объектах окружающей среды. В большинстве случаев источник инфекции – это зараженные возбудителями сельскохозяйственные культуры, реже сорняки и представители дикой флоры.

Виды передачи возбудителя

Существует шесть основных видов механизмов передачи возбудителя инфекции:

 воздушно-капельный (аэрозольный)

 контактный

 трансмиссивный

 фекально-оральный (алиментарный)

 вертикальный (в том числе, трансплацентарный)

 гемоконтактный

[править]Воздушно-капельный

Воздушно-капельный механизм передачи инфекции — механизм передачи инфекции, при котором возбудители локализуются в слизистой оболочке дыхательных путей, откуда поступают в воздушную среду (при кашле, чихании и т. п.), пребывают в ней в форме аэрозоля и внедряются в организм человека при вдыхании зараженного воздуха.[1]

[править]Контактный

Контактный механизм передачи инфекции — механизм передачи инфекции, при котором возбудители локализуются на коже и ее придатках, на слизистой оболочке глаз, полости рта, половых органов, на поверхности ран, поступают с них на поверхность различных предметов и при контакте с ними восприимчивого человека (иногда при непосредственном контакте с источником инфекции) внедряются в его организм.[2]

[править]Трансмиссивный

Трансмиссивный механизм передачи инфекции (также называемый «гемоконтактным») — механизм передачи инфекции, при котором возбудитель инфекции находится вкровеносной системе и лимфе, передается при укусах специфических и неспецифических переносчиков: укусе кровососущего членистоногого (насекомого или клеща).[2]

[править]Фекально-оральный

Фекально-оральный механизм передачи инфекции — механизм передачи инфекции, при котором локализация возбудителя инфекции преимущественно в кишечникеопределяет его выведение из зараженного организма с испражнениями (фекалиями, мочой) или рвотными массами. Проникновение в восприимчивый организм происходит через рот, главным образом при заглатывании загрязненной воды или пищи, после чего он вновь локализуется в пищеварительном тракте нового организма.[2]

[править]Трансплацентарный

Трансплацентарный путь передачи инфекции — при котором возбудитель инфекции передается от матери к плоду во время беременности.[2]

[править]Гемоконтактный

Гемоконтактный механизм передачи инфекции — механизм передачи инфекции обусловленный медицинскими манипуляциями, инъекциями наркотиков, половым сношением.[2]

В основе диагностики вирусного заболевания лежат в первую очередь внешние симптомы. Но диагноз заболевания только по внешним признакам не всегда точен. Внешними признаками при определении вирусного заболевания можно ограничиться в тех случаях, когда они очень четки и характерны только для данного вида заболевания.

Применяют следующие методы диагностики вирусных заболеваний и вызывающих их вирусов: 1) установление инфекционности заболевания; 2) серологический метод; 3) метод растений-индикаторов; 4) электронная микроскопия; 5) метод внутриклеточных включений; 6) метод люминесцентного анализа; 7) анатомический метод; 8) химический метод. Основными из них являются первые четыре метода.

ЛЕНА

6. Бактерии. Особенности патогенеза. Сохранение инфекционного начала, пути передачи инфекции, методы диагностики.

Бактерии (из тетради по фитопатологии)

Граммположительные ( р. Bacillus, p. Clavibacter)

Граммотрицательные (р. Enterobacteraeae, Erwinia,Agrobacterium,Pectobacter,, Pseudomonas, Xantonomas, Rhizobium)

Размножение бактерий: делением на 2 части ил пчкованием

Распространение бактерий: 1) период вегетации от раст к раст (воздух, вода,начекомое, человек) 2) На большие расстояния семенами, посадочным материалом, птицами.

Методы диагностики:

1) Визуальный анализ симптомов. Точно определить заболевание на основе симптомов можно только в редких случаях, когда симптомы носят специфический характер. На бактериальную природу некрозов часто указывает наличие экссудата.

2. Микроскопический анализ с использованием окрашивания. Готовят микроскопический препарат из поражённой ткани растения, для чего используют пограничные участки между поражённой и здоровой тканью. Проведение окрашивания (например, по Граму) облегчает распознавание бактериальных клеток в ткани растения-хозяина.

3. Микробиологический заключается в выделении возбудителя из поражённых тканей на искусственные питательные среды. При этом необходимо установить патогенность изолятов бактерий, т.е. их способность вызывать на искусственно инфицированных растениях те же симптомы, какие были на исследуемом растении при естественном поражении, т.е. действуют в соответствии с правилом Роберта Коха, названным триадой Коха. Метод включает три основных этапа: выделение возбудителя, заражение растения и выделение из него возбудителя.

4. Серологический. Сущность метода такая же, как при диагностике вирусов. Отличия серологической диагностики бактерий от диагностики вирусов и сложность анализа состоит в том, что у бактериальной клетки имеются не только белки, специфичные для вида, но и белки, общие для рода и семейства бактерий. Поэтому для получения специфичной антисыворотки используют лишь видоспецифичные белки (антигены). Наиболее часто применяются такие серологические методы как иммуноферментный анализ и реакция

иммунофлуоресценции. В настоящее время доступны коммерческие диагностические наборы для обнаружения заражённости семян томата бактериальным раком.

5. Молекулярный. Среди нескольких диагностических методов, использующих полиморфизм молекулы ДНК бактерий, наиболее распространенным является амплификация

(умножение) видоспецифичных последовательностей ДНК в ходе полимеразной цепной реакции (ПЦР). В ходе этой реакции отдельные фрагменты ДНК, характерные только для одного вида бактерии, избирательно синтезируются ферментом полимеразой до количества, в тысячи и миллионы раз превышающего исходное число копий выбранного фрагмента ДНК. Далее фрагмент обнаруживается с помощью электрофореза в агарозном геле или по флуоресценции исходного раствора. Метод отличается высокой чувствительностью (достаточно КГ" г бактериальной ДНК), быстротой (до 2—3 часов), высокой надежностью. К числу недостатков относится высокая стоимость оборудования и реактивов для проведения ПЦР, а также необходимость предварительного изучения разнообразия ДНК ФПБ.

Интернет.

Бактерии В настоящее время известно около 400 видов разнообразных бактерий, поражающих растения из самых различных семейств. Бактерии представляют собой мельчайшие одноклеточные растительные организмы. Большинство бактерий, так же как и грибы, относится к гетеротрофным организмам, лишенным хло¬рофилла и питающимся готовыми органическими веществами.

По форме бактерии делятся на три группы: шаровидные, п а л очко в ид н ы е, или цилиндрические, и извитые.

Все бактерии, вызывающие болезни сельскохозяйственных растений, имеют палочковидную форму. Движение у бактерий происходит при помощи жгутиков, которые представляют со¬бой длинные протоплазматические нити. Связь жгутиков с клет¬кой непрочная, при малейшем встряхивании бактерии теряют жгутики.

Длина жгутиков у разных бактерий колеблется в довольно широких пределах. У многих форм бактерий она не превышает размеров тела. Однако встречаются формы бактерий, у которых длина жгутиков в десятки раз превышает длину самой бакте¬риальной клетки. Размножаются бактерии главным образом простым делением клетки на две части. При благоприятных условиях деление каждой клетки может повторяться через каждые 20-30 минут. Питаются бактерии осмотически, непосредственно через обо¬лочку клеток путем диффузии или адсорбции. Способность к па-разитизму обусловлена наличием у них ряда ферментов, с по¬мощью которых бактерии переводят необходимые для них ве¬щества в усвояемые формы. Выделение продуктов жизнедея¬тельности у бактерий происходит через всю поверхность тела. Необходимые для роста питательные вещества бактерии полу¬чают из субстрата, на котором они поселяются. Из него они синтезируют новые составные части клетки и выделяют в окру¬жающую среду конечные продукты жизнедеятельности.

Из всего разнообразия бактерий лишь немногие из них способны вызывать болезни растений. Такие бактерии называются ф и т о п а т о г е н н ы м и, а вызы¬ваемые ими болезни - бактериозами.

Почти все фитопатогенные бактерии имеют палочковидную форму, в большинстве случаев палочки прямые, с закруглен¬ными концами. Они бывают одиночные или соединенные по¬парно. Значительно реже образуются короткие цепочки, и лишь у немногих видов можно наблюдать длинные цепочки (напри¬мер, у Pseudomonas coronofaciens). Среди фитопатогенных бак¬терий имеются формы, представляющие собой изогнутые, иногда ветвящиеся палочки и без жгутиков (Corynebacterium).Размеры фитопатогенных бактерий мало отличаются от дру¬гих палочковидных форм (ширина 0,3-0,6 мк, длина 0,5- 4,5 мк). Почти все фитопатогенные бактерии подвижны, непод-вижных видов, поражающих в той или иной степени растения, насчитывается не более 10 видов. Движение большинства из них совершается при помощи полярных жгутиков. Перитрихиальное расположение жгутиков встречается значительно реже.

Известны фитопатогенные бактерии, которые имеют кап¬сулу.

Большинство фитопатогенных бактерий является аэробами, они хорошо растут на искусственных питательных средах, обра¬зуя на них блестящие, слизистые колонии с ровными краями, в отдельных случаях края колоний могут быть неровными, как бы разорванными. Цвет колоний фитопатогенных бактерий чаще всего бывает белым или желтоватым, редко оранжевым. Цвет колоний обусловливается наличием у бактерий пигментов.

Фитопатогенные свойства бактерий тесно связаны с нали¬чием или отсутствием у них тех или иных ферментов. При внеш¬нем сходстве бактерии сильно отличаются друг от друга в био-химическом отношении. Они содержат протеазу, расщепляю¬щую белок, пектиназу и протопектиназу, расщепляющие пекти¬новые вещества и оболочки клеток, амилазу, гидролизующую крахмал, хлорофиллазу, расщепляющую хлорофильные зерна, в результате чего теряется зеленая окраска пораженной ткани и появляются светлые маслянистые пятна.

Из всех ферментов фитопатогенных бактерий наиболее рас¬пространена протопектиназа, с ее помощью бактерии разъеди¬няют и разрушают растительные клетки. Впоследствии бактерии используют не только пектиновые вещества, но и содержимое клеток, отмирающих в результате их разъединения и иногда интоксикации.

Появление желтого ореола вокруг некротических пятен свя¬зано с хлорофиллазой.

Окислительные ферменты (тирозиназы) вызывают почерне¬ние или побурение растительных тканей. Почернение колосьев при поражении пшеницы бактерией Xanthomonas translucens объясняется наличием у нее тирозиназы. Возбудитель черной ножки картофеля Pectobacterium phytophthorum также содер¬жит тирозиназу, чем отличается от других возбудителей гни¬лей растений.

Некоторые фитопатогенные бактерии образуют токсины, ко¬торые влияют на обмен веществ растений-хозяев; одни из них вызывают локальные поражения, например образование округ¬лых некротических пятен при бактериальной рябухе табака, другие токсины принимают участие в процессах увядания растений - Ps. solanacearum, третьи способствуют ненормальному делению и разрастанию клеток растения-хозяина, например воз¬будитель бактериального рака Ps. tumefaciens.

Среди бактерий есть высокоопециализированные, которые приурочены к одному роду или даже виду растений (например, Xanthomonas malvacearum Sm (Dows) поражает только неко¬торые виды рода Gossypiuin).

Известны бактерии, поражающие многие растения разных видов и даже родов, но в пределах одного семейства (например, Xanthomonas campestris приурочена к семейству крестоцвет¬ных).

Кроме того, есть группа фитопатогенных бактерий, характе¬ризующаяся широкой избирательной способностью. Отдельные виды бактерий этой группы поражают растения из самых раз¬нообразных семейств (например, Pseudomonas tumefaciens встречаются на растениях из 39 семейств).

Бактериальные болезни. Патогенез.

Бактериозы, болезни растений, вызываемые бактериями (См. Бактерии). Причиняют большой вред многим с.-х. культурам, особенно хлопчатнику, табаку, томатам, картофелю, капусте, огурцам и некоторым др. Поражения могут быть общими, вызывающими гибель всего растения или отдельных его частей, проявляться на корнях (корневые гнили), в сосудистой системе (сосудистые болезни); местными, ограничивающимися заболеванием отдельных частей или органов растения, а также проявляться на паренхимных тканях (паренхиматозные болезни — гнили, пятнистости, ожоги); могут носить смешанный характер. Особое место занимают Б. б. р., связанные с появлением новообразований (онухолей).

Возбудители Б. б. р. — главным образом неспороносные бактерии из семейства Mycobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Bacteriaceae. Среди них существуют многоядные бактерии, поражающие многие виды растений, и специализированные, поражающие близкородственные растения одного вида или рода. Многоядные бактерии вызывают следующие наиболее распространённые бактериозы: мокрые гнили, от которых сильно страдают картофель, капуста, лук, реже морковь, махорка, томаты, и корневой рак различных плодовых деревьев, винограда. Специализированные бактерии вызывают бактериальную пятнистость фасоли, бактериоз огурцов, чёрную бактериальную пятнистость и бактериальный рак томатов, сосудистый бактериоз капусты, рябуху табака, чёрный и базальный бактериоз пшеницы, бактериальный ожог косточковых, груш, шелковицы, цитрусовых, кольцевую гниль и чёрную ножку картофеля, гоммоз хлопчатника, полосатый бактериоз проса и ячменя и другие болезни. Возникновение и развитие Б. б. р. зависит от наличия инфекционного начала и восприимчивого растения, а также от факторов внешней среды, изменяя которые можно управлять течением инфекционного процесса. Например, бактериоз огурцов в теплицах развивается только при наличии капельножидкой влаги и температуры воздуха 19—24°C. Проветривая теплицы и повышая в них температуру, удаётся приостановить развитие болезни. Бактерии проникают в растения через различные повреждения и естественные ходы; например, возбудители различных пятнистостей — через устьица листьев, ожога плодовых деревьев — через нектарники цветков, сосудистых бактериозов крестоцветных — через водяные поры в листьях. Передача возбудителей бактериозов возможна с семенами (гоммоз хлопчатника и др.), с неперегнившими остатками больных растений, при уходе за растениями, прививках, с воздушными токами, брызгами дождя, насекомыми, моллюсками, нематодами.

Меры борьбы: протравливание семян, дезинфекция саженцев и черенков, почвы в парниках и теплицах; обработка вегетирующих растений бактерицидами или антибиотиками; уничтожение остатков больных растений; обрезка больных побегов и дезинфекция поврежденных ветвей; уничтожение заболевших растений; правильное чередование культур в полях севооборота; правильный режим питания и водоснабжения растений; выведение устойчивых сортов.