Болезнь растений
Болезни растений
Жизненный цикл возбудителя черной гнили — грамотрицательной бактерии Xanthomonas campestris pathovar campestris

Болезни растений — это заболевания растений, вызванные патогенами (инфекционными организмами) и условиями окружающей среды (физиологическими факторами). [1] Организмы, вызывающие инфекционные заболевания, включают грибы , оомицеты , бактерии , вирусы , вироиды , вирусоподобные организмы, фитоплазмы , простейшие , нематоды и паразитические растения . [2] Не включены эктопаразиты , такие как насекомые , клещи , позвоночные или другие вредители, которые влияют на здоровье растений , поедая ткани растений и нанося повреждения, которые могут пропускать патогены растений. Изучение болезней растений называется фитопатологией .

Возбудители болезней растений

Грибы

Мучнистая роса , биотрофный гриб -аскомицет

Большинство фитопатогенных грибов являются аскомицетами или базидиомицетами . Они размножаются как половым, так и бесполым путем посредством образования спор и других структур. Споры могут распространяться на большие расстояния по воздуху или воде, или они могут переноситься почвой. Многие почвенные грибы способны жить сапротрофно , выполняя роль своего жизненного цикла в почве . Это факультативные сапротрофы.

Грибковые заболевания можно контролировать с помощью фунгицидов и других сельскохозяйственных методов. Однако часто развиваются новые расы грибов , устойчивые к различным фунгицидам.

Биотрофные грибковые патогены колонизируют живую растительную ткань и получают питательные вещества из живых клеток хозяина. Некротрофные грибковые патогены заражают и убивают ткань хозяина и извлекают питательные вещества из мертвых клеток хозяина. [3]

К значимым грибковым патогенам растений относятся:

Аскомицеты

Базидиомицеты

Ржавчина листьев пшеницы, вызываемая базидиальным грибом Puccinia tricicina

Грибоподобные организмы

Оомицеты

Оомицеты — грибоподобные организмы из семейства Stramenopiles . [9] К ним относятся некоторые из наиболее разрушительных фитопатогенов, такие как возбудители фитофтороза картофеля [9] , корневой гнили [10] и внезапной гибели дуба [ 11] [12]

Несмотря на то, что оомицеты не являются тесно связанными с грибами, они разработали схожие стратегии заражения, используя эффекторные белки для отключения защиты растений. [13]

Фитомиксея

Некоторые слизевики в Phytomyxea вызывают серьезные заболевания, включая килу у капусты и ее родственников и мучнистую паршу у картофеля. Они вызываются видами Plasmodiophora и Spongospora соответственно. [14]

Бактерии

Заболевание корончатым галлом, вызываемое Agrobacterium

Большинство бактерий, связанных с растениями, являются сапротрофными и не наносят вреда самому растению. Однако небольшое количество, около 100 известных видов, вызывают заболевания, особенно в субтропических и тропических регионах мира. [15] [ нужна страница ]

Большинство фитопатогенных бактерий — это бациллы . Erwinia использует ферменты, разрушающие клеточную стенку, чтобы вызвать мягкую гниль . Agrobacterium изменяет уровень ауксинов , чтобы вызвать опухоли с помощью фитогормонов.

К значимым бактериальным патогенам растений относятся:

Молликуты

Vitis vinifera с инфекцией " Ca. Phytoplasma vitis "

Фитоплазма и спироплазма являются облигатными внутриклеточными паразитами , бактериями, у которых нет клеточных стенок, и, как и микоплазмы , которые являются человеческими патогенами, они принадлежат к классу Mollicutes . Их клетки чрезвычайно малы, 1-2 микрометра в поперечнике. Они, как правило, имеют небольшие геномы (примерно от 0,5 до 2 Мб). Обычно они переносятся цикадками (цикаделлидами) и псиллидами , которые являются переносчиками сока насекомых. Они вводят бактерии во флоэму растения, где они размножаются. [19]

Вирус табачной мозаики

Вирусы

Многие вирусы растений вызывают только потерю урожая . Поэтому экономически невыгодно пытаться контролировать их, за исключением случаев, когда они заражают многолетние виды, такие как фруктовые деревья. [ необходима цитата ]

Большинство вирусов растений имеют небольшие одноцепочечные геномы РНК . Некоторые также имеют двухцепочечную РНК или одно- или двухцепочечную ДНК . Они могут кодировать только три или четыре белка : репликазу , белок оболочки, белок движения для облегчения перемещения от клетки к клетке через плазмодесмы , а иногда и белок, который обеспечивает передачу вектором. [ требуется ссылка ]

Вирусы растений обычно передаются вектором , но также происходит механическая и семенная передача. Переносчиками часто являются насекомые , такие как тля ; другие - грибы , нематоды и простейшие . Во многих случаях насекомое и вирус специфичны для передачи вируса, например, свекловичная цикадка , которая переносит вирус курчавости верхушки, вызывающий заболевание у нескольких сельскохозяйственных культур. [20]

Нематоды

Галлы галловой нематоды

Некоторые нематоды паразитируют на корнях растений . Они представляют собой проблему в тропических и субтропических регионах. Картофельные цистообразующие нематоды ( Globodera pallida и G. rostochiensis ) широко распространены в Европе и Америке, ежегодно нанося ущерб в Европе на сумму 300 миллионов долларов . У корневых нематод довольно большой круг хозяев, они паразитируют на корневых системах растений и, таким образом, напрямую влияют на поглощение воды и питательных веществ, необходимых для нормального роста и размножения растений, [21] тогда как цистообразующие нематоды, как правило, способны заражать только несколько видов. Нематоды способны вызывать радикальные изменения в клетках корней, чтобы облегчить свой образ жизни. [22]

Простейшие

Некоторые болезни растений вызываются простейшими, такими как Phytomonas , кинетопластид . [23] Они передаются в виде прочных зооспор , которые могут выживать в состоянии покоя в почве в течение многих лет. Кроме того, они могут переносить вирусы растений . Когда подвижные зооспоры вступают в контакт с корневым волоском, они производят плазмодий, который проникает в корни . [ требуется ссылка ]

Физиологические нарушения растений

Некоторые абиотические расстройства можно спутать с расстройствами, вызванными патогенами. Абиотические причины включают естественные процессы, такие как засуха , мороз , снег и град ; наводнение и плохой дренаж; дефицит питательных веществ ; отложение минеральных солей, таких как хлорид натрия и гипс ; выжженные ветром и разрушенные штормами; и лесные пожары . [24]

Листья орхидеи с вирусными инфекциями

Эпидемии

Растения подвержены эпидемиям болезней.

Портовый и пограничный контроль и карантин

Ввоз вредных неместных организмов в страну можно сократить, контролируя трафик людей (например, Австралийская карантинная и инспекционная служба ). Глобальная торговля предоставляет беспрецедентные возможности для ввоза вредителей растений. [McC 1] В Соединенных Штатах даже для того, чтобы получить более точную оценку количества таких ввозов, потребуется существенное увеличение инспекций. [McC 2] В Австралии аналогичный недостаток понимания имеет другое происхождение: портовые инспекции не очень полезны, потому что инспекторы слишком мало знают о таксономии. Часто встречаются вредители, которых австралийское правительство отнесло к категории вредных, чтобы не допускать их в страну, но у которых есть близкие таксономические родственники, что запутывает вопрос. [BH 1]

Рентгеновское и электронно- лучевое облучение пищевых продуктов было опробовано в качестве карантинной обработки для фруктовых товаров, поступающих с Гавайев . FDA ( Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США ), USDA APHIS ( Служба инспекции здоровья животных и растений ), производители и потребители одобрили результаты — более полное уничтожение вредителей и меньшее ухудшение вкуса, чем при тепловой обработке. [25]

Международная конвенция по защите растений (МКЗР) ожидает, что молекулярная диагностика для инспекций будет продолжать совершенствоваться. [26] В период с 2020 по 2030 год МКЗР ожидает дальнейшего совершенствования технологий для снижения затрат и повышения производительности, хотя и не для менее развитых стран, если только не изменится финансирование. [26]

Химический

Для борьбы с болезнями растений можно использовать множество природных и синтетических соединений. Этот метод работает путем прямого устранения болезнетворных организмов или сдерживания их распространения; однако было показано, что он имеет слишком широкий эффект, как правило, чтобы быть полезным для местной экосистемы. С экономической точки зрения все, кроме самых простых природных добавок, могут лишить продукт статуса «органического», потенциально снижая ценность урожая.

Биологический

Севооборот является традиционным и иногда эффективным средством предотвращения распространения вредителей и болезней, а также имеет ряд других преимуществ. [27]

Другие биологические методы включают инокуляцию. Защита от заражения Agrobacterium tumefaciens , вызывающего желчные заболевания у многих растений, может быть обеспечена путем погружения черенков в суспензию Agrobacterium radiobacter перед тем, как поместить их в землю для укоренения. [28]

Экономическое воздействие

Болезни растений наносят большой экономический ущерб фермерам во всем мире. По оценкам, в крупных регионах и для многих видов сельскохозяйственных культур болезни обычно снижают урожайность растений на 10% каждый год в более развитых условиях, но потери урожая из-за болезней часто превышают 20% в менее развитых условиях. Продовольственная и сельскохозяйственная организация подсчитала, что вредители и болезни ответственны за около 25% потерь урожая. Чтобы решить эту проблему, необходимы новые методы раннего обнаружения болезней и вредителей, такие как новые датчики, которые обнаруживают запахи растений, а также спектроскопия и биофотоника , которые способны диагностировать здоровье и метаболизм растений . [29]

По состоянию на 2018 год [обновлять]наиболее дорогостоящими болезнями большинства выращиваемых культур в мире являются: [30]

ОбрезатьЛатинское название болезниРаспространенное название болезни
Банан и плантанвирус кустистости верхушки банана (BBTV)банановый пучок сверху
Mycosphaerella fijiensisчерная сигатока
Fusarium oxysporum f.sp. кубенсеПанамская болезнь
ЯчменьFusarium graminearumФузариоз колоса
Блюмерия Граминис f. сп. ордеямучнистая роса
Puccinia graminis f. сп. ордеяржавчина стебля ячменя
МаниокаВирус мозаики африканской маниоки (ACMVD)Африканская мозаичная болезнь маниоки
Xanthomonas axonopodis pv. manihotisбактериальный ожог
вирус бурой полосатости маниоки (CBSV)болезнь коричневых полос маниоки
ХлопокXanthomonas citri pv. malvacearumбактериальный ожог
Фузариум оксиспорум f. сп. вазоинфекцияФузариозное увядание
Вертициллиум георгиныВертициллезное увядание
Кукуруза/маисАспергилл флавусАспергиллезная гниль початка
Fusarium graminearumГниль стеблей и початков гибереллы
Cercospora zeae-maydisсерая пятнистость листьев
Плоды пальмыGanoderma orbiforme/Ганодерма бонинскаяГниль основания стебля
Фитофтора пальмоваягниение почек
арахисвирус розетковидной формы арахиса (ВР)розеточная болезнь арахиса
GNV-сателлитная РНК
вирус-помощник розетки арахиса (GRAV)
КартофельRalstonia solanacearumБурая гниль картофеля
Фитофтора инфестансфитофтороз
Рапс и горчицаЛептосфаерия пятнистаяязва стебля фома
Склеротиния склеротиорумСклеротиниозная гниль стебля
РисMagnaporthe oryzaeвзрыв риса
Xanthomonas oryzae pv. oryzaeбактериальный ожог риса
Ризоктония соланиоболочка
Сорго и просоColletotrichum sublineolumАнтракноз
Экссерохилум турцикумTurcicum листовая пятнистость
СояГетеродера глицинызаболевание соевой цистообразующей нематодой
Phakopsora pachyrhiziАзиатская ржавчина сои
сахарная свеклаCercospora beticolaЦеркоспорозная пятнистость листьев
вирус некротического пожелтения жилок свеклы (BNYVV)ризомания
Сахарный тростникLeifsonia xyli подвид xyliзадержка роста у Ратуна
Colletotrichum falcatumкрасная гниль
Сладкий картофельвирус перистой крапчатости батата (SPFMV)вирусная болезнь сладкого картофеля (ВБСК)
вирус хлоротической задержки роста батата (SPCSV)
ПомидорФитофтора инфестансфитофтороз
вирус желтой курчавости листьев томата (TYLCV)желтая курчавость листьев томата
ПшеницаFusarium graminearumФузариоз колоса
Пуччиния граминисржавчина стебля пшеницы
Пуччиния стрииформисжелтая ржавчина пшеницы
сладкий картофельColletotrichum gloeosporioidesантракноз
вирус мозаики ямса (ВМЯ)мозаичная болезнь ямса

Смотрите также

Примечания

  1. ↑ стр.  17, «Однако очевидно, что продолжающийся рост мировой торговли и путешествий предоставит возможности для транспортировки неместных видов в США темпами, беспрецедентными в мировой истории».
  2. ^ стр.  17, «Более полная оценка частоты и разнообразия неместных растений, особенно тех, которые были привезены в качестве загрязнителей в грузах, вероятно, потребует существенного увеличения усилий по проверке со стороны персонала APHIS».
  1. ^ стр.  39, Таблица 2

Ссылки

  1. ^ Агриос ГН (1972). Фитопатология (3-е изд.). Academic Press.
  2. ^ Назаров П.А., Балеев Д.Н., Иванова М.И., Соколова Л.М., Каракозова М.В. (27.10.2020). «Инфекционные болезни растений: этиология, современное состояние, проблемы и перспективы защиты растений». Акта Натурэ . 12 (3): 46–59. дои : 10.32607/actanaturae.11026. ПМЦ 7604890 . ПМИД  33173596. 
  3. ^ Ю. Т. Дьяков, Глава 0 - Обзор паразитизма, Редакторы: Ю., Т. Дьяков, В. Г. Джавахия, Т. Корпела, Исследования по фитопатологии, комплексная и молекулярная фитопатология , Elsevier, 2007, страницы 3-17, ISSN 0928-3420, ISBN 9780444521323, https://doi.org/10.1016/B978-044452132-3/50003-1.
  4. ^ Бегеров, Д.; Шефер, А. М.; Келлнер, Р.; Юрков, А.; Кемлер, М.; Обервинклер, Ф.; Бауэр, Р. (2014). "Ustilaginomycotina.". В McLaughlin, DJ; Spatafora, JW (ред.). Mycota. Т. VII, часть A. Систематика и эволюция (2-е изд.). Berlin.: Springer-Verlag. стр. 295–329.
  5. ^ Робертс П. (1999). Грибы, образующие ризоктонию . Кью: Королевские ботанические сады. стр. 239. ISBN 1-900347-69-5.
  6. ^ "Ржавчина сои". Национальный центр информации об инвазивных видах . 2012-02-24 . Получено 2020-12-06 .
  7. ^ «Грибы», Лилиан Э. Хоукер, 1966, стр. 167
  8. ^ Дейли, Джейсон (15 октября 2018 г.). «Этот огромный грибок огромен, как три синих кита». Smithsonian.com . Смитсоновский институт . Получено 21 октября 2018 г. .
  9. ^ ab Davis N (9 сентября 2009 г.). «Геном ирландского возбудителя картофельного голода расшифрован». Хаас и др . Институт Брода Массачусетского технологического института и Гарварда . Получено 24 июля 2012 г.
  10. ^ Sutton, John Clifford; Sopher, Coralie Rachelle; Owen-Going, Tony Nathaniel; Liu, Weizhong; Grodzinski, Bernard; Hall, John Christopher; Benchimol, Ruth Linda (1990-01-06). "Этиология и эпидемиология корневой гнили Pythium в гидропонных культурах: современные знания и перспективы". Summa Phytopathologica . 32 (4): 307–321. doi : 10.1590/S0100-54052006000400001 . ISSN  0100-5405.
  11. ^ Камун С., Фурзер О., Джонс Дж. Д., Джудельсон Х. С., Али Г. С., Далио Р. Дж. и др. (май 2015 г.). «10 основных патогенов оомицетов в молекулярной патологии растений» (PDF) . Молекулярная патология растений . 16 (4): 413–434. doi :10.1111/mpp.12190. PMC 6638381. PMID  25178392 . 
  12. ^ Grünwald NJ, Goss EM, Press CM (ноябрь 2008 г.). "Phytophthora ramorum: патоген с исключительно широким кругом хозяев, вызывающий внезапную гибель дуба на дубах и фитофтороз древесных декоративных растений". Molecular Plant Pathology . 9 (6): 729–40. doi :10.1111/J.1364-3703.2008.00500.X. PMC 6640315 . PMID  19019002. 
  13. ^ «Ученые обнаружили, как смертельные грибковые микробы проникают в клетки-хозяева». (VBI) в филиалах Virginia Tech . Physorg. 22 июля 2010 г. Получено 31 июля 2012 г.
  14. ^ Швельм, Арне; Бадстобер, Джулия; Бульман, Саймон; Дезуаньи, Николя; Этемади, Мохаммад; и др. (2018). «Не в вашей обычной десятке лучших: простейшие, которые заражают растения и водоросли». Молекулярная патология растений . 19 (4): 1029–1044. doi : 10.1111/mpp.12580. PMC 5772912. PMID  29024322. 
  15. ^ Джексон Р. В., ред. (2009). Патогенные бактерии растений: геномика и молекулярная биология . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-37-0.
  16. ^ Burkholder WH (октябрь 1948). «Бактерии как патогены растений». Annual Review of Microbiology . 2 (1 том): 389–412. doi :10.1146/annurev.mi.02.100148.002133. PMID  18104350.
  17. ^ An SQ, Potnis N, Dow M, Vorhölter FJ, He YQ, Becker A и др. (октябрь 2019 г.). «Механистические взгляды на адаптацию хозяина, вирулентность и эпидемиологию фитопатогена Xanthomonas». FEMS Microbiology Reviews . 44 (1): 1–32. doi : 10.1093/femsre/fuz024 . PMC 8042644. PMID  31578554 . 
  18. ^ «Исследовательская группа раскрывает секреты работы патогена томатов». Virginia Tech. 2011.
  19. ^ Гаспарич, Гейл Э. (2010). «Спироплазмы и фитоплазмы: микробы, связанные с растениями-хозяевами». Biologicals . 38 (2): 193–203. doi :10.1016/j.biologicals.2009.11.007. PMID  20153217. S2CID  23419581.
  20. ^ Кример Р., Хаббл Х., Льюис А. (май 2005 г.). «Куртовирусная инфекция перца чили в Нью-Мексико». Болезни растений . 89 (5): 480–486. doi : 10.1094/PD-89-0480 . PMID  30795425.
  21. ^ Хьюинь Б.Л., Мэтьюз В.К., Элерс Дж.Д., Лукас М.Р., Сантос Дж.Р., Ндеве А. и др. (январь 2016 г.). «Основной QTL, соответствующий локусу Rk устойчивости к галловым нематодам вигны (Vigna unguiculata L. Walp.)». Теоретическая и прикладная генетика . 129 (1): 87–95. дои : 10.1007/s00122-015-2611-0. ПМЦ 4703619 . ПМИД  26450274. 
  22. ^ Дос Сантос Дж. Дж., де Брида А. Л., Жан-Батист MC, Бернарди Д., Вилкен С.Р., Лейте Л.Г., Гарсия Ф.Р. (август 2022 г.). Ли Дж (ред.). «Эффективность Steinernema rarum PAM 25 (Rhabditida: Steinernematidae) против Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae)». Журнал экономической энтомологии . 115 (4): 967–971. дои : 10.1093/jee/toac010 . ПМИД  35187578.
  23. ^ Янкявичюс Й.В., Итов-Янкявичюс С., Маеда Л.А., Кампанер М., Кончон I и др. (1988). «Ciclo biológico de Phytomonas» [Биологический цикл фитомонад ]. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz (на португальском языке). 83 : 601–10. дои : 10.1590/S0074-02761988000500073 . ПМИД  3253512.
  24. ^ Schutzki, RE; Cregg, B. (2007). «Абиотические расстройства растений: симптомы, признаки и решения. Диагностическое руководство по решению проблем» (PDF) . Мичиганский государственный университет, кафедра садоводства . Мичиганский государственный университет. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. . Получено 10 апреля 2015 г. .
  25. ^ Moy JH, Wong L (2002). «Эффективность и прогресс в использовании радиации в качестве карантинной обработки тропических фруктов — исследование случая на Гавайях». Radiation Physics and Chemistry . 63 (3–6). Elsevier BV: 397–401. Bibcode : 2002RaPC...63..397M. doi : 10.1016/s0969-806x(01)00557-6. ISSN  0969-806X. S2CID  93883640.
  26. ^ ab Международная конвенция по карантину и защите растений (МККЗР) (2021). Стратегические рамки Международной конвенции по карантину и защите растений (МККЗР) на 2020–2030 годы: Защита мировых растительных ресурсов и содействие безопасной торговле . Рим : ФАО ООН ( Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций). стр. viii + 28.
  27. ^ Дюфур, Рекс (июль 2015 г.). Совет: Севооборот в системах органического земледелия (отчет). Национальный центр соответствующих технологий . Получено 4 мая 2016 г.
  28. ^ Райдер МХ, Джонс Д.А. (1991-10-01). «Биологический контроль корончатого галла с использованием штаммов Agrobacterium K84 и K1026». Функциональная биология растений . 18 (5): 571–579. doi :10.1071/pp9910571.
  29. ^ Мартинелли Ф., Скаленге Р., Давино С., Панно С., Скудери Г. и др. (январь 2015 г.). «Усовершенствованные методы обнаружения болезней растений. Обзор» (PDF) . Агрономия для устойчивого развития . 35 (1): 1–25. doi :10.1007/s13593-014-0246-1. S2CID  18000844.
  30. ^ Веласкес AC, Кастроверде CD, Он SY (май 2018 г.). «Война между растениями и патогенами в условиях изменяющегося климата». Current Biology . 28 (10). Cell Press : R619–R634. doi :10.1016/j.cub.2018.03.054. PMC 5967643. PMID  29787730 . 
  • Pacific Northwest Fungi, онлайн-журнал по микологии со статьями о грибковых фитопатогенах
  • Глоссарий вредителей и патогенов
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Заболевания_растений&oldid=1255783551#Грибы"