Natura patogeniczności. Jak zarażają się rośliny?

Natura patogeniczności

W zaburzeniach niezakaźnych (tak zwanych chorobach fizjologicznych) często części rośliny nie mają wystarczających niedoborów substancji, które otrzymują z powodu innych narządów, na których pojawiają się objawy choroby. W innych przypadkach zaburzenia powstają z powodu nadmiaru substancji w niektórych częściach rośliny i trudności w ich redystrybucji do innych narządów. Przy różnych formach teratoplazmy rozpoczyna się nieskoordynowany wzrost komórek z powodu uszkodzenia DNA w komórkach somatycznych, co prowadzi do pojawienia się dziwnych form. W każdym razie przyczyną chorób fizjologicznych są same rośliny, które mają określone systemy regulacyjne i normy reakcji na czynniki środowiskowe.

Choroby zakaźne oparte są na zjawisku pasożytnictwa, którego istotą jest to, że patogen nie jest w stanie samodzielnie wytwarzać materii organicznej, a zatem jest zmuszony do jej pobrania z rośliny, w wyniku czego zaburza ona normalne życie.

Zdolność patogenu do wywoływania choroby zależy od jego właściwości, takich jak patogenność, zjadliwość, agresywność.

Patogeniczność - specyficzna zdolność mikroorganizmu do wywoływania choroby. Jakościowym znakiem patogeniczności jest zjadliwość, którą można zdefiniować jako zdolność fitopatogenu do spowodowania choroby określonego gatunku lub odmiany rośliny żywicielskiej. Istnieją wyspecjalizowane rasy patogenów (rasy fizjologiczne), które są zjadliwe dla niektórych odmian i niewirusowe (dla innych). Ilościowym znakiem patogeniczności jest agresywność, odzwierciedlająca zdolność patogenu do reprodukcji w tkankach rośliny, na której pasożytuje. Agresywność ocenia się na podstawie długości okresu inkubacji, szybkości rozprzestrzeniania się procesu patologicznego przez tkanki roślinne, liczby jednostek zakaźnych, które mogą powodować zakażenie, szybkości zarodnikowania (u grzybów). Jak każdy atrybut ilościowy, agresywność może zmieniać się w szerokim zakresie w zależności od warunków środowiskowych..

Organizmy fitopatogeniczne można podzielić według stopnia pasożytnictwa (rodzaj żywienia) na następujące kategorie. Gatunki, które wykorzystują żywą substancję innych organizmów do jedzenia, to pasożyty, a martwą substancją są saprotrofy. Obowiązkowe saprotrofy - osiedlają się tylko na martwych pozostałościach, wręcz przeciwnie, obligują pasożyty do jedzenia tylko kosztem żywych organizmów. Opcjonalnie - w stanie rozwijać się wewnątrz lub na powierzchni żywych organizmów, a także prowadzić saprotroficzny styl życia. Większość fitopatogenów należy do tej grupy, w tym patogeny zgnilizny korzeni, tracheomikozy, szarej i białej zgnilizny. Stopień pasożytnictwa w nich wyraża się inaczej, ich cykl życiowy może zachodzić zarówno na żywych roślinach, jak i w środowisku zewnętrznym, a pasożytniczy sposób życia jest dla nich mniej charakterystyczny. Walka z fakultatywnymi patogenami opiera się głównie na tworzeniu niesprzyjających warunków dla ich wzrostu i rozwoju, a odwrotnie - na tworzeniu optymalnych warunków dla roślin. W takich warunkach i przy braku czynników traumatycznych prawdopodobieństwo chorób roślin przez te patogeny jest niewielkie. Ale w ekstremalnych warunkach patogeny te mogą spowodować znaczne szkody w krótkim czasie, co wyraża się w szybkiej śmierci wielu roślin.

Obowiązkowe pasożyty, znajdujące się na najwyższym etapie ewolucyjnym pasożytnictwa, najczęściej powodują choroby przewlekłe. Istnienie gospodarza pozwala organizmom na pełniejsze wykorzystanie swojego potencjału reprodukcyjnego przez długi okres. W niektórych przypadkach w zakażonych tkankach po stymulującym wpływie patogenu na metabolizm gospodarza powstaje proliferacja, która wygląda jak guzy nowotworowe, galasy itp. Te patogeny są różnorodne, wśród nich są grzyby z różnych grup systematycznych, wirusy. Zmiany warunków środowiskowych z reguły wpływają tylko na czas wystąpienia i nasilenie choroby. Stosowanie odpornych odmian i mieszańców jest radykalnym sposobem zwalczania pasożytów.

Rozwój procesu patologicznego

Bardziej prawdopodobne jest, że pasożyty roślinne rozprzestrzeniają się lokalnie, ale w sprzyjających warunkach jednocześnie wiele roślin zostaje zarażonych. Takie masywne choroby roślin, które rozwijają się pod wpływem patogenów na ograniczonym obszarze przez pewien czas, nazywane są epifitotiami. Każda epidemia jest ostrą nierównowagą związaną z naturalnymi społecznościami, ale także przestrzega pewnych praw. Rozwój epifitotyków jest możliwy przy jednoczesnym połączeniu trzech warunków:

a) jeżeli na ograniczonym obszarze zgromadził się duży zapas patogenów-

b) jeżeli na tym terytorium uprawiane są odmiany wrażliwe na patogen-

c) istnieją optymalne warunki środowiskowe dla rozwoju choroby.

Niektóre czynniki mogą osłabiać, inne mogą nasilać proces epifitotyczny. Zatem intensywność infekcji jest osłabiona, jeśli rośliny są odporne na rasy patogenów, i wzrasta, jeśli gromadzi się kilka zjadliwych patogenów patogenu, które mogą pokonać oporność. Epifitotia zatrzymuje się pod wpływem środków agrotechnicznych, przy prawidłowym stosowaniu środków ochrony roślin, zarówno przeciwko samemu patogenowi, jak i przeciwko jego nosicielom.

Każda epifitotia ma trzy etapy: przygotowawcze - sama epifitotia - zanikanie. Pierwszym z nich jest nagromadzenie zakaźnego początku. Może trwać dość długo - w przypadku chorób o charakterze monocyklicznym - kilka lat. W drugim etapie obserwuje się ogromną porażkę roślin, często kończącą się ich śmiercią. Na ostatnim etapie intensywność rozwoju choroby stopniowo maleje, ze względu na cechy biologiczne patogenu lub środki ochronne.

W procesie produkcji rolnej sytuacja epifitotyczna najczęściej występuje w przypadku monokultury, zwiększonego odżywiania mineralnego i uprawy roślin produkcyjnych o dobrym smaku, ale niestabilnych dla chorób itp..

Najbardziej racjonalne jest stosowanie metod agrotechnicznych w celu zapobiegania epifitotiom. Obejmują one:

• regulacja warunków wzrostu roślin, aby stały się one niekorzystne dla patogenu (zmień temperaturę lub wilgotność powietrza, kwasowość podłoża, użyj siatek ochronnych i folii ściółkowej itp.)-
• eliminacja warunków sprzyjających masowej infekcji roślin (w celu zniszczenia wektorów infekcji, wysuszenia roślin, a tym samym stworzenia warunków, które utrudniają ruch zoospor, konidiów itp.)-
• zwiększona odporność roślin poprzez zastosowanie immunomodulatorów-
• stosowanie całego kompleksu środków ochrony roślin w celu powstrzymania wybuchu rozmnażania się patogenów-
• stworzenie warunków do przywrócenia masy wegetatywnej roślin dzięki dodatkowemu nawożeniu, zastosowaniu regulatorów wzrostu, regulacji norm nawadniania, dodatkowego oświetlenia itp..-
• usuwanie porażonych roślin i szczątków roślin, które mogą stać się źródłem nowych epifitotii-
• stosowanie leków w celu zwalczania ukrytej postaci choroby-
• aktywacja działania naturalnych regulatorów (zwiększona różnorodność biologiczna w ramach agrobiocenozy). Na przykład podczas ukorzeniania sadzonek stosowanie szczepów Pseudomonas fluorescens (163 i AP 33) oraz P. aureofaciens prowadzi do gwałtownych zmian biocenozy glebowej w ryzosferze sadzonek, spadku liczby korzeni pasożytniczych nicieni, grzybów i bakterii. Wręcz przeciwnie, liczba użytecznych bakterii (promieniowce, rzęsistka i nicienie-drobnoustroje, drapieżne bezkręgowce itp.) Rośnie 2–5 razy.

Aby zapobiec rozwojowi epifitotii, należy zwrócić szczególną uwagę na czystość nasion i materiału sadzeniowego z fitopatogenów, aby wyhodować odporne odmiany i hybrydy. Uważa się, że do 50 chorób roślin odnawia się w wyniku przenoszenia patogenów przez nasiona.

Specjalizacja patogenów

Każdy patogen przystosował się do pasożytowania u niektórych gatunków, odmian i najbardziej odpowiednich dla niego faz rozwoju roślin. Niektóre patogeny ze względu na swoje istnienie wybierają określone narządy i tkanki roślinne. W związku z tą „zrozumiałością” w podłożu odżywczym zwyczajowo wyróżnia się kilka rodzajów specjalizacji:

1. Specjalizacja filogenetyczna - przejawia się w przystosowaniu patogenów do żywienia na roślinach z określonej rodziny, rodzaju, gatunku, a nawet odmiany. Wysoce wyspecjalizowane patogeny lub polifagi pasożytują na roślinach z różnych rodzin lub w obrębie tej samej rodziny na różnych rodzajach. Na przykład czynnik sprawczy szarej zgnilizny - Botrytis cinerea wpływa na ogórki, kapustę, marchew i wiele innych upraw. Wysoce wyspecjalizowane czynniki wywołujące choroby lub monofagi, które infekują rośliny tego samego rodzaju lub gatunku, obejmują bakteryjny czynnik powodujący martwicę łodygi pomidora łodygi rośliny pomidora Pseudomonas corrugata, która infekuje pomidora.

Patogeny jednego gatunku dzielą się na jeszcze bardziej wyspecjalizowane formy, różniące się jedynie zdolnością do pasożytowania na niektórych odmianach rośliny żywicielskiej - formy te nazywane są rasami fizjologicznymi.

2). Specjalizacja ontogenetyczna lub fizjologiczna wieku określa zdolność patogenu do infekowania roślin w pewnej fazie jego rozwoju.

3). Specjalizacja organotropowa lub tkankowa charakteryzuje się ograniczeniem patogenów do niektórych narządów i tkanek rośliny. Aby zilustrować specjalizację tkanek, możemy podać przykład patogenów prawdziwych mączniaków prawdziwych, jedzących głównie w tkankach naskórka.

Często zdarzają się sytuacje, w których jedna choroba sprawia, że ​​roślina jest bardziej podatna na uszkodzenie przez inną powiązaną chorobę.

Dość często na roślinę wpływa jednocześnie nie jeden gatunek, ale kilka rodzajów patogenów, tj. występuje mieszana infekcja. Takie infekcje często rozwijają się niezależnie od siebie, aw niektórych przypadkach dochodzi do osłabienia objawów jednej z chorób.

Wiadomo, że nie wszystkie zmiany są konsekwencją choroby, z drugiej strony nie każda choroba powoduje objawy, czego dowodem są bezobjawowe postacie wirusozy i grzybicy.

Choroby roślin zwykle dzieli się na dwie grupy: zakaźną i niezakaźną. Choroby zakaźne lub pasożytnicze są powodowane przez patogenne mikroorganizmy, głównym objawem tych chorób jest zakaźność, tj. możliwość przenoszenia z jednej rośliny do drugiej. Czynnikami sprawczymi lub patogenami chorób mogą być grzyby, bakterie, wirusy, wiroidy, fitoplazmy, promieniowce, pierwotniaki (Pierwotniaki) i nicienie, które rozwijają się w roślinie żywicielskiej. Niezakaźne choroby lub zaburzenia są wynikiem narażenia na niekorzystne warunki środowiskowe lub upośledzony rozwój narządów lub całej rośliny.

Proces patologiczny przejawia się w fizjologiczno-biochemicznych i pokrewnych zmianach morfologicznych, które są spowodowane działaniem zarówno patogenu, jak i rośliny żywicielskiej. Anomalie w wyglądzie roślin (objawy), charakterystyczne dla danej choroby, nie pojawiają się natychmiast, ale podczas powstawania zmian. Wyrażają się one z naruszeniem wzrostu całej rośliny lub jej poszczególnych części, krzywizny poszczególnych narządów, pojawienia się guzów, wzrostu, martwicy (naskórka, miąższu, łyka itp.). A na pierwszych etapach chorej rośliny pojawiają się zmiany biochemiczne i fizjologiczne (naruszenie reżimu wodnego, fotosynteza, oddychanie, metabolizm węglowodanów i azotu), których konsekwencje stają się zauważalne dopiero na pewnym etapie. Dlatego konieczne jest rozróżnienie pierwotnych znaków (związanych z zaburzeniami funkcjonowania komórek i tkanek) i wtórnych - widocznych.

Zaburzenie metaboliczne występujące w chorej roślinie zależy od intensywności ekspozycji na czynniki chorobotwórcze, od stanu funkcjonalnego organizmu i warunków zewnętrznych. Pod tym względem wyróżnia się typowe i nietypowe objawy. Typowe objawy pojawiają się na głównej roślinie żywicielskiej, która nie jest odporna na chorobę i w normalnym przebiegu choroby. Nietypowe objawy pojawiają się na roślinach o oporności specyficznej dla gatunku i odmiany, na wtórnych roślinach żywicielskich, a także w wyniku synergizmu z jednoczesnym rozwojem kilku infekcji. Charakter rozwoju choroby zależy od warunków uprawy roślin. Dlatego do prawidłowego rozpoznania choroby brane są pod uwagę nie tylko poszczególne objawy, ale także charakter relacji w systemie „patogen - gospodarz - środowisko”.

Jeśli warunki sprzyjają patogenowi, który przeniknął do tkanki roślinnej, choroba zaczyna się rozwijać. Przedział czasu od zakażenia (penetracja patogenu do rośliny) do wystąpienia pierwszych objawów nazywa się okresem inkubacji. Jego czas trwania zależy od cech biologicznych patogenu, stopnia wrażliwości rośliny i warunków środowiskowych. Im krótszy okres inkubacji, tym większe rozprzestrzenianie się choroby, ponieważ po zakończeniu roślina staje się źródłem infekcji. Wyjątkiem są przypadki przeniesienia patogenu z sokiem. W tym wariancie zainfekowana roślina staje się wcześniej źródłem infekcji: nawet podczas ukrytego przebiegu choroby.

Po zakończeniu okresu inkubacji rozpoczyna się nowy etap procesu patologicznego, charakteryzujący się objawami uszkodzenia lub objawów.