Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Паразитизм и паразитарные болезни.

Инфекционные, или паразитарные, бо­лезни растений - это группа болезней, вызываемых патогенными микроорга­низмами. Основной признак инфекци­онных болезней - способность переда­ваться от растения к растению. Возбу­дителями болезней могут быть грибы, бактерии, вирусы, вироиды, фитоплазмы, актиномицеты. К возбудителям бо­лезней растений относятся также цвет­ковые растения-паразиты (повилика, заразиха и др.).

В основе инфекционных болезней лежит явление паразитизма, суть кото­рого состоит в том, что патоген не спо­собен самостоятельно вырабатывать органическое вещество и потому вы­нужден забирать его у растения. В ре­зультате нарушается нормальная жиз­недеятельность растения.

В зависимости от того, развиваются ли патогены главным образом на поверх­ности растения или внутри клеток и в межклетниках, их делят соответственно на экзопаразитов и эндопаразитов. По степени паразитизма (типу питания) можно выделить три категории фитопатогенных организмов.

Факультативные "пара­зиты- организмы, которые основ­ную часть жизненного цикла питаются сапротрофно, т. е. мертвым органичес­ким веществом. Они поражают ослаб­ленные, имеющие повреждения расте­ния, заселяя вначале участки отмерших тканей растений. Затем факультатив­ные паразиты постепенно осваивают примыкающие здоровые участки тка­ней, которые предварительно разруша­ют продуктами своего метаболизма. Ти­пичным представителем факультативных паразитов является гриб Alternaria solani, возбудитель альтернариоза, или сухой пятнистости, картофеля. Гриб об­разует на листьях вначале очень мел­кие, а затем разрастающиеся концент­рическими кольцами некрозы. При этом хорошо заметно, как гриб заселял новые участки ткани растения. Факуль­тативные паразиты - самая многочис­ленная группа патогенов, которая по­полняется за счет сапрофитов, приспо­сабливающихся в процессе эволюции к питанию на живых растениях.

Один из эффективных приемов за­щиты от этой группы патогенов - со­здание наиболее благоприятных усло­вий для роста и развития растений, в результате они становятся менее под­вержены заболеваниям.

Факультативные сапро­фиты - организмы, большую часть жизненного цикла паразитирующие на живых тканях, но они могут недолго питаться, как сапрофиты, т. е. отмер­шими участками тканей. В процессе питания они в конечном счете приво­дят клетки растений к гибели. Споро-ношение грибов - факультативных сапрофитов образуется на границе здо­ровой и мертвой ткани. Эта группа па­тогенов немногочисленна. Типичные представители факультативных сапро­фитов: Veniuria inaegualis - возбудитель парши яблони, Ascochyta pisi - возбуди­тель аскохитоза гороха.

Облигатные паразиты - организмы, развивающиеся только в живых тканях растений, не способные питаться мертвым органическим веще­ством. Только очень немногих предста­вителей этой категории (например, не­которых возбудителей ржавчины и на­стоящих мучнистых рос) удается выра­щивать на искусственных питательных средах, имеющих сложный многоком­понентный состав. Облигатные парази­ты находятся на высшей эволюционной ступени паразитизма. Среди них суще­ствуют организмы с абсолютным типом паразитизма. При этом в результате воздействия патогена на генетический аппарат растения в нем происходят та­кие изменения, что растение начинает синтезировать структуры, необходимые для построения (копирования) орга­низма-патогена. Данными свойствами обладают все фитопатогенные вирусы и вироиды.

Стратегия защиты растений от пато­генов этой группы должна быть направ­лена на подавление процессов накопле­ния и распространения инфекционного начала в период вегетации или на пре­дотвращение накопления покоящихся структур возбудителей болезней.

Патогенность, вирулентность, агрес­сивность. Способность патогена вызы­вать болезнь растения характеризуют такими его свойствами, как патоген­ность, вирулентность, агрессивность,

Патогенностыо называют способ­ность микроорганизма вызывать забо­левание растений.

Вирулентность - качественный при­знак патогенности, определяющий спо­собность фитопатогена вызывать забо­левание определенного вида или сорта растения-хозяина. Например, гриб Venturia pinna (возбудитель парши гру­ши) - патогенный гриб. Но его пато­генность проявляется только по отно­шению к груше, т. е. он вирулентен именно для данной культуры. Кроме того, в пределах этого вида возбудителя существуют отдельные специализиро­ванные расы (их называют физиологи­ческими расами), которые вирулентны для одних сортов и невирулентны (ави-рулентны) для других.

Агрессивность - количественный признак патогенности, отражающий способность патогена к размножению в тканях растения, на котором он парази­тирует. Меры агрессивности: продол­жительность инкубационного периода, скорость распространения по тканям растения, число инфекционных еди­ниц, способных вызывать заражение, интенсивность спороношения (у гри­бов). Агрессивность - менее стабиль­ное свойство, чем патогенность и виру­лентность; она может варьировать в за­висимости от условий окружающей среды.

Патологический процесс. Патологи­ческий процесс, или патогенез, - изме­нения в жизнедеятельности растений, возникающие в результате болезни. К ним относятся биохимические, физио­логические, морфологические, иммун­ные и другие процессы, происходящие в растении после воздействия причин-

ного фактора. Выделяют три основных этапа патологического процесса.

1. Заражение, или проникновение возбудителя в ткани растения. На этом
этапе между растением и паразитом ус­танавливается не механическая, а уже биологическая связь. Простое механическое «загрязнение», т. е. попадание патогена на поверхность растения, еще не означает, что произошло заражение.

Возбудители болезней проникают в растения различными путями. Большая часть патогенов попадает в ткани через естественные отверстия: устьица, чече­вички, гидатоды, рыльце пестика. Та­ким образом проникают, например, все возбудители ложных мучнистых рос, многие бактерии. Другие патогены, на­пример вирусы, многие грибы - фа­культативные паразиты, проникают че­рез различные макро- и микротравмы тканей растений. Существует неболь­шая группа патогенов (среди них гри­бы—возбудители настоящих мучнистых рос, цветковые паразиты), которые мо­гут внедряться в растения через непов­режденные клеточные стенки покров­ных тканей, используя для их разруше­ния особые ферменты.

Для различных видов возбудителей требуются определенные условия окру­жающей среды, благоприятствующие заражению (режим температуры и влажности, наличие света и кислорода). Большое значение как фактор, опреде­ляющий саму возможность заражения, имеют выделения растений, их количе­ство и качественный состав, которые зависят от вида, сорта растения, его возраста, физиологического состояния.

2. Развитие, или накопление биомас­сы, патогена. Попав на благоприятный
Для питания субстрат, патогены начи­нают размножаться. При этом они мо­
гут находиться внутри клеток растения (возбудитель килы капустных), в меж­клетниках (возбудитель ложной мучнистой росы капусты), на поверхности по­раженной ткани (возбудитель настоя­щей мучнистой росы огурца). Заселение патогенов может быть локальным либо охватывающим значительные уча­стки ткани растения. При системной Реакции патогены распространяются по всему растению. Возникающие в процессе взаимодействия растения и патогена нарушение фотосинтеза, водного режима, дыхания, синтеза белков и уг­леводов и т. п. вызывают общие физио­логические и биохимические измене­ния, а вслед за ними и параллельно анатомо-морфологические изменения. Наступает следующий этап патологи­ческого процесса.

3. Проявление болезни, или появле­ние симптомов. На этом этапе явно видно, что в результате взаимодействия патогена, растения-хозяина и факторов внешней среды произошли патологи­ческие изменения, характерные для данной болезни. Тип симптомов может быть самым разнообразным и зависит в первую очередь от вида возбудителя. Началом проявления болезни считают момент появления первых симптомов, а для грибных болезней — момент рас­пространения спор на поверхности рас­тения.

Инкубационный период болезни. Пе­риод развития болезни от заражения (проникновения в растение патогена) до появления внешних признаков (симп­томов) заболевания называется инкуба­ционным периодом.

Продолжительность этого периода имеет большое значение в общем ходе развития болезни. Чем он короче, тем быстрее будет распространяться бо­лезнь, так как растение с момента окончания инкубационного периода становится источником инфекции. При скрытом (латентном) течении болезни, если возбудитель передается с соком, зараженное растение становится источ­ником инфекции раньше.

Продолжительность инкубационного периода зависит от биологических осо­бенностей возбудителя болезни, степени восприимчивости растения и условий окружающей среды, особенно темпера­туры. Например, у головневых грибов инкубационный период продолжается несколько месяцев, а у ржавчинных гри­бов—несколько дней. Инкубационный период возбудителя фитофтороза карто­феля {Phytophthora infestans) при средне­суточной температуре 18...20°С равен 4 дням, а при температуре 13...15°С увели­чивается до 8... 10 дней.

Влажность окружающей среды также может оказывать влияние на продолжи­тельность инкубационного периода.

При грибных заболеваниях завершаю­щим этапом патологического процесса служит появление спороношения. Оно развивается, как правило, в условиях по­вышенной влажности (при пониженной влажности не появляется, инфекция ос­тается в скрытой форме, продолжитель­ность инкубационного периода увели­чивается). В целом продолжительность инкубационного периода зависит от скорости развития возбудителя и рас­пространения его в тканях растения.

Для проведения краткосрочных про­гнозов развития болезни важно знать продолжительность периода и уметь его рассчитать. Это дает возможность свое­временно провести защитные меропри­ятия (например, опрыскивание расте­ний фунгицидами) и предотвратить распространение болезни на другие участки.

Первичная и вторичная инфекция. Первичная инфекция, или первичное заражение, - это болезнетворное на­чало (представленное определенной формой), которое впервые в данный вегетационный период после сохране­ния в неблагоприятных условиях выз­вало заражение растения. Первичное заражение происходит обычно за счет перезимовавшей инфекции, но она может появиться на данном участке с растениями и извне, перенесясь с да­лекого расстояния. Первичная инфекция как перезимовавшее болез­нетворное начало у грибов может быть представлена различными формами: склероциями, цистами, клейстотециями, телиоспорами и др.

Зимующие стадии возбудителей бо­лезней иногда бывают очень стойкими и могут сохраняться (например, в по­чве) в течение нескольких лет (покоя­щиеся споры возбудителя килы капус­ты - Plasmodiophora brassicae). Длитель­ность сохранения первичной инфекции следует учитывать при составлении се­вооборотов.

Вторичной инфекцией называ­ют болезнетворное начало, обеспечива­ющее перезаражение, т. е. распростра­нение от растения к растению болезни в течение вегетационного периода. Вто­ричная инфекция у грибных патогенов также может быть представлена различ­ными формами: зооспорами, споран

гиеспорами, конидиями, урединиоспо-рами, обрывками мицелия и др.

Заражение растений некоторыми болезнями происходит только один раз за вегетационный период. Такие бо­лезни называют моноцикли­ческими. К ним относятся твердая головня пшеницы, пыльная головня пшеницы, красная пятнистость листьев сливы и др. При большинстве других заболеваний - их называют поли­циклическими- после заверше­ния инкубационного периода формиру­ется инфекция, способная вызвать за­ражение новых растений в этот же веге­тационный период, причем происходит это неоднократно. Данную инфекцию принято называть генерацией. Примеры полициклических болезней — амери­канская мучнистая роса смородины и крыжовника (за вегетационный период образуется более 10 генераций кони­дий), корончатая ржавчина овса (в те­чение лета образуется 2...3 генерации урединиоспор).

Для организации защиты от болез­ней необходимо знать, каким образом может происходить распространение возбудителя конкретной болезни вооб­ще, а также как он распространяется в период вегетации.

Путь распространения возбудителе й болезней. Распространяться возбудите­ли болезней растений могут различны­ми способами. Наиболее часто встре­чается распространение воздушным путем (анемохория), с водой (гидрохо­рия), с помощью различных организ­мов-переносчиков (зоохория) и челове­ка (антропохория).

Распространение по воздуху особенно часто встречается у грибов. Споры грибов переносятся с воздушны­ми потоками на огромные расстояния; например, возможно распространение спор ржавчинных грибов на расстояние в несколько тысяч километров, при этом они могут подниматься с токами воздуха на высоту до 3 км, не теряя жизнеспособности. Во время переноса спор на большие расстояния они оста­ются в воздухе длительное время (не­сколько дней и даже месяцев). В ре­зультате возможно возникновение бо­лезни и местности, весьма отдаленной от первичного источника образования

спор. Сохранение инфекционности спор зависит от биологических особен­ностей возбудителя, а также от условий, создающихся в воздушном потоке: тем­пературы, влажности, солнечной радиации и др. Например, урединиоспоры возбудителя линейной ржавчины (Puccinia graminis) намного дольше со­храняют жизнеспособность в воздухе, чем конидии возбудителя пероноспороза капусты (Peronospora brassicae), так как на последние сильно влияет влаж­ность воздуха.

Фитопатогенные бактерии попадают в воздушные потоки с мельчайшими частицами пораженных тканей, реже в виде высохших пленок бактериального экссудата. Например, возбудитель бак­териального ожога плодовых (Erwinia amylovora) в виде слизистых нитей экс­судата может далеко переноситься вет­ром. Расстояния, на которые распрост­раняются по воздуху бактерии, гораздо меньше, чем те, что преодолевают гриб­ные патогены.

Вода как средство распростране­ния возбудителей болезней на большие расстояния не имеет существенного значения, хотя играет определенную роль при передаче их в ограниченном пространстве (поле, сад, теплица). С поливными водами, с каплями дождя, росы, при гидропонной культуре рас­пространяются многие грибные и бак­териальные патогены (возбудители увядания различных растений - грибы рода Fusarium, возбудитель килы капус­тных - Plasmodiophora brassicae, возбу­дитель бактериальной угловатой пятни­стости листьев огурца- Preudomonas syringaepv. /achrymans).

Многие патогены, например возбу­дители ложных мучнистых рос, преиму­щественно распространяются воздуш­но-капельным путем, т.е. одновремен­но с помощью воды и воздуха, только в таких условиях сохраняя свою жизне­способность.

Часто в распространении возбудите­лей болезней растений участвуют насе­комые, клещи, нематоды, дикие и до­машние животные. Для некоторых Фитопатогенных вирусов и микоплазм развитие в теле насекомых, клещей или нематод является частью биологическо­го цикла (фитоплазма – возбудитель желтой карликовости картофеля). Они распространяются в природе толь­ко с помощью векторов (организмов-переносчиков).

Бактерии могут распространяться, находясь внутри тела насекомого или на его поверхности. Например, актив­ными переносчиками слизистого бакте­риоза капусты во время вегетации явля­ются капустная муха, клопы и другие насекомые - вредители капусты.

Посредством зоохории могут рас­пространяться и грибные патогены. Так, конидиальная стадия возбудителя спорыньи ржи (Claviceps purpurea) в виде «медвяной росы» с завязей цветков переносится многими насекомыми на здоровые растения. Часто насекомые и другие организмы, участвуя в распрост­ранении болезней, еще и способствуют проникновению патогенов в ткани рас­тения. Например, возбудитель плодо­вой гнили семечковых (МопШа fructigena) проникает в плоды через ран­ки на кожице, чаще всего нанесенные плодожоркой, казаркой, птицами.

Распространение человеком возбудителей болезней растений проис­ходит при проведении ручных операций по уходу за растениями (при выламыва­нии пасынков томата переносится вирус табачной мозаики - возбудитель мозаи­ки томата), при механических обработ­ках (с прилипшими на деталях культи­ватора частицами почвы по полю рас­пространяются споры возбудителя рака картофеля - Synchytrium endobioticum). Кроме того, возбудители болезней рас­тений могут быть завезены в новые рай­оны и страны с семенным и посадочным материалом, с сельскохозяйственной продукцией и сырьем.

Разнообразие путей распростране­ния возбудителей болезней растений следует учитывать при прогнозе болез­ней; необходимо принимать соответ­ствующие меры защиты.

Литература:

1. Защита растений от болезней. Под редакцией В.А Шкаликова: - М.: - 2004.

2. Практикум по сельскохозяйственной фитопатологии. Под редакцией В. А. Шкаликова. - М.: - 2004.