Natura patogenității. Cum se infectează plantele?

Natura patogenității

În afecțiunile neinfecțioase (așa-numitele boli fiziologice), deseori părți ale plantei nu au suficiente substanțe deficiente, pe care le primesc datorită altor organe pe care apar simptomele bolii. În alte cazuri, tulburările apar din cauza unui exces de substanțe din unele părți ale plantei și a unor dificultăți în redistribuirea lor către alte organe. Cu diferite forme de teratoplasme, creșterea necoordonată a celulelor începe din cauza deteriorării ADN-ului în celulele somatice, ceea ce duce la apariția unor forme bizare. În orice caz, cauzele bolilor fiziologice sunt plantele în sine, care au anumite sisteme de reglementare și norme de reacție la factorii de mediu.

Bolile infecțioase se bazează pe fenomenul parazitismului, a cărui esență este că agentul patogen nu este capabil să producă în mod independent materie organică și, prin urmare, este obligat să o ia din plantă, în urma căreia acesta din urmă perturbă viața normală..

Capacitatea unui agent patogen de a provoca o boală este determinată de proprietățile sale, cum ar fi patogenitatea, virulența, agresivitatea.

patogenitate - capacitatea specifică a microorganismului de a provoca boli. Un semn calitativ de patogenitate este virulența, care poate fi definită ca capacitatea unui fitopatogen de a provoca o boală a unei anumite specii sau varietăți a unei plante gazdă. Există rase specializate de agenți patogeni (rase fiziologice) care sunt virulente pentru unele soiuri și non-virulente (avirulente) pentru altele. Un semn cantitativ de patogenitate este agresivitatea, reflectând capacitatea agentului patogen de a se reproduce în țesuturile plantei pe care acesta parazitizează. Agresivitatea este estimată de durata perioadei de incubație, de rata de răspândire a procesului patologic prin țesuturile plantei, de numărul de unități infecțioase care pot provoca infecții, de rata de sporulare (la ciuperci). Ca orice atribut cantitativ, agresivitatea poate varia pe o gamă largă în funcție de condițiile de mediu..

Organismele fitopatogene pot fi împărțite în funcție de gradul de parazitism (tipul de nutriție) în următoarele categorii. Speciile care utilizează substanța vie a altor organisme pentru hrană sunt paraziți, iar substanța moartă este saprotrofa. Saprotrofele obligatorii - se stabilesc doar pe reziduuri moarte, dimpotrivă, obligă paraziții să se hrănească numai în detrimentul organismelor vii. Opțional - capabil să se dezvolte în interiorul sau pe suprafața organismelor vii, precum și să ducă un stil de viață saprotrofic. Majoritatea fitopatogenilor aparțin acestui grup, printre care agenți patogeni ai putregaiului radicular, traheomicoză, putregaiului gri și alb. Gradul de parazitism din ele este exprimat diferit, ciclul lor de viață poate avea loc atât pe plante vii, cât și în mediul extern, iar modul de viață parazitar este mai puțin caracteristic pentru ele. Lupta împotriva agenților patogeni facultativ se bazează în principal pe crearea de condiții nefavorabile pentru creșterea și dezvoltarea lor și, invers, pe formarea condițiilor optime pentru plante. În astfel de condiții și în absența factorilor traumatici, probabilitatea de boală a plantelor de către acești agenți patogeni este mică. Dar în condiții extreme, acești agenți patogeni pot provoca pagube semnificative într-un timp scurt, care se exprimă în moartea rapidă a multor plante.

Paraziții obligatorii, localizați în cel mai înalt stadiu evolutiv al parazitismului, cauzează cel mai adesea boli cronice. Existența la gazdă permite acestor organisme să își realizeze mai pe deplin potențialul lor de reproducere pe o perioadă lungă. În unele cazuri, în țesuturile infectate, după efectul stimulant al agentului patogen asupra metabolismului gazdei, se formează proliferare, care arată ca tumori canceroase, goli etc. Acești agenți patogeni sunt diverse, printre ele se află ciuperci din diferite grupuri sistematice, viruși. Modificările condițiilor de mediu, de regulă, afectează numai momentul de debut și intensitatea bolii. Utilizarea soiurilor și hibrizilor rezistenți este un mod radical de a combate paraziții obligați.

Dezvoltarea procesului patologic

Parazitele vegetale sunt mai probabil distribuite local, dar în condiții favorabile, în același timp, multe plante se infectează. Astfel de boli masive ale plantelor care se dezvoltă sub influența agenților patogeni într-o zonă limitată pentru un anumit timp, se numesc epifitotii. Orice epidemie este un dezechilibru accentuat inerent în comunitățile naturale, dar respectă și anumite legi. Dezvoltarea epifitotice este posibilă cu o combinație simultană de trei condiții:

a) dacă într-o zonă limitată s-a acumulat un stoc mare de agenți patogeni-

b) dacă pe acest teritoriu sunt cultivate culturi sensibile la agentul patogen-

c) există condiții optime de mediu pentru dezvoltarea bolii.

Unii factori pot slăbi, alții pot îmbunătăți procesul epifitotic. Astfel, intensitatea infecției este slăbită dacă plantele sunt rezistente la rasele patogene și crește dacă se acumulează mai mulți patogeni virulenți ai agentului patogen care pot depăși rezistența. Epifitotia se oprește sub influența măsurilor agrotehnice, cu utilizarea corectă a produselor de protecție a plantelor, atât împotriva agentului patogen propriu, cât și a purtătorilor săi.

Orice epifitotie are trei etape: pregătitoare - epifitotia în sine - decolorare. Prima este acumularea de debut infecțios. Poate rezista destul de mult - pentru boli de natură monociclică - câțiva ani. În a doua etapă, se observă o înfrângere masivă a plantelor, care se termină adesea în moartea lor. În stadiul final, intensitatea dezvoltării bolii scade treptat, datorită fie caracteristicilor biologice ale agentului patogen, fie măsurilor de protecție.

În procesul de producție agricolă, situația epifitotică apare cel mai adesea cu monocultura, nutriția minerală crescută și cultivarea plantelor productive cu bun gust, dar instabile la boli etc..

Este cel mai rațional să folosești metode agrotehnice pentru a preveni epifitotiile. Acestea includ următoarele:

• reglarea condițiilor de creștere a plantelor, astfel încât acestea să devină nefavorabile pentru agentul patogen (schimbați temperatura sau umiditatea aerului, aciditatea substratului, utilizați plase de protecție și o peliculă de mulcire etc.)-
• eliminarea condițiilor care să conducă la infecția în masă a plantelor (distrugerea vectorilor infecției, uscarea plantelor și, prin aceasta, crearea condițiilor care împiedică mișcarea zoosporelor, conidiei etc.)-
• creșterea imunității plantelor prin utilizarea imunomodulatoarelor-
• utilizarea întregului complex de produse fitosanitare pentru a suprima focarul de reproducere a agenților patogeni-
• crearea condițiilor pentru refacerea masei vegetative a plantelor datorită fertilizării suplimentare, folosirea regulatoarelor de creștere, reglarea normelor de irigare, iluminare suplimentară etc..-
• eliminarea plantelor afectate și a resturilor de plante care ar putea deveni o sursă de noi epifitotii-
• utilizarea medicamentelor pentru combaterea formei latente a bolii-
• activarea activității regulatorilor naturali (biodiversitate crescută în cadrul agrobiocenozei). De exemplu, atunci când înrădăcinați butași, utilizarea de tulpini Pseudomonas fluorescente (163 și AP 33) și P. aureofaciens duce la schimbări accentuate ale biocenozei solului în rizosfera de butași, o scădere a numărului de nematozi paraziți, ciuperci și bacterii. Numărul microbiotei utile (actinomicete, tricoderme și nematode-microbofage, nevertebrate prădătoare etc.), dimpotrivă, crește de 2-5 ori.

Pentru a preveni dezvoltarea epifitotiei, trebuie acordată o atenție deosebită purității seminței și materialului de plantare din fitopatogeni, creșterii soiurilor și hibrizilor rezistenți. Se crede că până la 50 de boli ale plantelor se reînnoiesc ca urmare a transmiterii agenților patogeni de către semințe.

Specializare patogenă

Fiecare agent patogen s-a adaptat pentru a parazita în anumite specii, soiuri și în fazele de dezvoltare a plantelor cele mai potrivite pentru acesta. Unii agenți patogeni pentru existența lor aleg organe și țesuturi specifice plantei. În legătură cu această „inteligibilitate” în substratul de nutrienți, este obișnuit să distingem mai multe tipuri de specializări:

1. Specializare filogenetică - manifestată în adaptabilitatea agenților patogeni la nutriție pe plante dintr-o anumită familie, gen, specie și chiar soi. Agenții patogeni de înaltă specialitate sau polifagii, parazitează pe plante din familii diferite sau din cadrul aceleiași familii pe genuri diferite. De exemplu, agentul cauzator al putregaiului cenușiu - Botrytis cinerea afectează castraveții, varza, morcovii și multe alte culturi. Agenții cauzali extrem de specializați ai bolilor, sau monofagii care infectează plantele din același gen sau specie, includ bacteriile patogene agentul cauzal al necrozei stem din tomate Pseudomonas corrugata, care infectează tomata.

Agenții patogeni ai unei specii sunt subdivizați în forme și mai specializate, diferind doar prin capacitatea lor de a parazita asupra anumitor soiuri ale plantei gazdă - aceste forme se numesc rase fiziologice..

2. Specializare ontogenetică sau fiziologică de vârstă determină capacitatea agentului patogen de a infecta plantele într-o anumită fază a dezvoltării sale.

3. Specializare organotropă sau tisulară caracterizată prin limitarea agenților patogeni la anumite organe și țesuturi ale plantei. Pentru a ilustra specializarea țesuturilor, putem da un exemplu de agenți patogeni de niște adevarate pulberi, care mănâncă în principal în țesuturile epidermei.

Adesea, există situații în care o boală face planta mai susceptibilă la deteriorarea unei alte boli asociate.

Destul de des, o plantă este afectată simultan nu de o singură specie, ci de mai multe tipuri de agenți patogeni, adică. apare o infecție mixtă. Astfel de infecții se dezvoltă adesea independent una de cealaltă și, în unele cazuri, există o slăbire a simptomelor uneia dintre boli.

Se știe că nu toate modificările sunt o consecință a bolii, pe de altă parte, nu orice boală provoacă simptome, dovada că sunt forme asimptomatice de viroză și micoză.

Bolile plantelor sunt de obicei împărțite în două grupe: infecțioase și non-infecțioase. Bolile infecțioase sau parazite sunt cauzate de microorganisme patogene, principalul semn al acestor boli este infecțiozitatea, adică. capacitatea de a fi transmis de la o plantă la alta. Agenții cauzali sau agenți patogeni ai bolilor pot fi ciuperci, bacterii, viruși, viroizi, fitoplasme, actinomicete, protozoare (protozoare) și nematode care se dezvoltă în interiorul plantei gazdă. Bolile sau afecțiunile necomunicabile sunt rezultatul expunerii la condiții adverse de mediu sau la dezvoltarea afectată a organelor sau a întregii plante.

Procesul patologic se manifestă prin modificări fiziologice-biochimice și morfologice conexe, care sunt cauzate de acțiunea atât a agentului patogen, cât și a plantei gazdă. Anomaliile apariției plantelor (simptomelor), caracteristice unei anumite boli, nu apar imediat, ci în timpul formării modificărilor. Ele sunt exprimate încălcând întreaga plantă sau părțile sale individuale, în curbura organelor individuale, la apariția tumorilor, creșterilor, necrozei (epidermă, parenchim, floem etc.). Și la primele etape într-o plantă bolnavă, apar modificări biochimice și fiziologice (încălcarea regimului apei, fotosinteză, respirație, metabolismul carbohidraților și azotului), ale căror consecințe devin observabile doar la un anumit stadiu. Prin urmare, este necesar să se facă distincția între semnele primare (asociate cu funcționarea afectată a celulelor și țesuturilor) și secundare - vizibile.

Tulburarea metabolică care apare la o plantă bolnavă depinde de intensitatea expunerii la factori patogeni, de starea funcțională a organismului și de condițiile externe. În această privință, se disting simptomele tipice și atipice. Simptomele tipice apar pe planta principală gazdă, care nu este rezistentă la boală și în cursul normal al bolii. Simptomele atipice apar la plante cu specii și rezistență specifică soiului, la plantele gazdă secundare, precum și ca urmare a sinergismului cu dezvoltarea simultană a mai multor infecții. Natura dezvoltării bolii depinde de condițiile de creștere ale plantelor. Prin urmare, pentru diagnosticarea corectă a bolii, sunt considerate nu numai simptomele individuale, ci și natura relației din sistemul "agent patogen - gazdă - mediu".

Dacă condițiile sunt în favoarea agentului patogen care a pătruns în țesutul vegetal, boala începe să se dezvolte. Intervalul de timp de la infecție (pătrunderea patogenului în plantă) până la debutul primelor simptome se numește perioada de incubație. Durata acestuia depinde de caracteristicile biologice ale agentului patogen, de gradul de susceptibilitate al plantei și de condițiile de mediu. Cu cât perioada de incubație este mai scurtă, cu atât răspândirea bolii este mai mare, deoarece la finalizare, planta devine o sursă de infecție. Fac excepție cazurile de transmitere a agentului patogen cu suc. În această variantă, planta infectată devine mai devreme o sursă de infecție: chiar și în timpul cursului latent al bolii.

După încheierea perioadei de incubație, începe o nouă etapă a procesului patologic, caracterizată prin manifestarea unor semne de deteriorare sau simptome.