2. Предмет и задачи
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
12. Инфекционные болезни. Преобладающее большинство болезней растений связано с воздействием на них патогенов. Патогены встречаются среди грибов, бактерий, вирусов, микоплазм и других организмов, вызывающих патологические процессы в растениях. Они вступают в контакт с растением, внедряются в него или развиваются на поверхности и своей жизнедеятельностью нарушают физиологические процессы в растении, т. е. вызывают болезнь. Характерная особенность этих болезней - их передача от больных или мертвых, ранее болевших растений, зараженных растительных остатков, с/х орудий и т. д. здоровым растениям или их здоровым органам путем непосредственного контакта с животными, человеком, ветром, водой и прочими агентами. Такие болезни растений получили название инфекционных (паразитарных). Инфекционность паразитарных болезней обусловлена способностью фитопатогенных организмов вызывать заражение, а так же их быстрым и массовым размножением и распространением от больных раст. к здоровым. Инфекц. болезни раст. значительно снижают продуктивность с/х кул. и ухудшают качество собранного урожая. Как известно, все растения по способу питания делятся на две основные группы: 1) автотрофные, потребляющие неорганические вещества почвы, воды, воздуха и создающие из них органические вещества, и 2) гетеротрофные, использующие для своего питания в основном готовые органические вещества. Понятие «гетеротрофные организмы» может быть применено как к сапрофитам, поселяющимся и питающимся на мертвых органических веществах (например, плесневые грибы, некоторые съедобные грибы, почвенные бактерии), так и к паразитам, способным питаться тканями живых растений и вызывающим болезнь и гибель последних. 13. Понятие о симбиозе и его виды. Симбиоз – сожительство двух разных организмов. При симбиозе каждый из двух организмов получает взаимную жизненно необходимую помощь один от другого. М/о, участвующие в симбиотических отношениях с растением, называют симбионтами. По современным представлениям, симбионт - это паразит особого типа, очень изменчивый в зависимости от условий и природы вида. Отмечено, что симбионты могут быть не только полезны, но и вредны. Существует несколько видов симбиоза. Примером симбиоза явл. многочисл. формы лишайников, основу кот. составляет сожительство грибов и водорослей. Микотрофное питание раст. также явл. примером симбиоза. В этом случае мицелий гриба входит в контакт с клетками корней и тем самым способствует поглощению раст. воды и минер. питат. в-в из почвы. В свою очередь питание и развитие гриба в значительной мере обеспечиваются выделениями или содержимым клеток корней раст. Такое сожительство грибов и корней раст. называют микоризой. Когда мицелий снаружи оплетает корешки раст. подобно чехлу и заменяет раст. корневые волоски, микоризу называют экзо-, или эктотрофной – наружной. У многих раст. нити грибницы почти сплошь пронизывают ткани корешков и даже проникают в клетки, но не вызывают их гибели. Такую микоризу называют эндотрофной – внутренней. Строго наружная или внутренняя микориза в природе встречается редко. Более часто наблюдается распространение гиф гриба как снаружи, так и внутри тканей корней – смешанная (эктоэндотрофная) микориза. Известны случаи, когда при угнетённом развитии раст. симбиотические взаимоотношения при микоризе нарушаются, гриб развивается более активно, чем раст., и становится не просто симбионтом, а скорее паразитом раст. 14.Понятие о паразитизме. Формы. Паразитизм – тип отношения одного организма (паразита) к др. (хозяину), при кот. один живёт за счёт др., питаясь его соками и тканями. При паразитизме наблюдается частичная или полная зависимость одного организма от другого. Паразитные организмы развиваются на поверхности или внутри др. организмов (хозяев), из живых клеток кот. они извлекают питательные в-ва. Инфекц. болезни раст. явл. результатом взаимоотнош. паразитного организма и питающего раст. Исход этих взаимоотнош., равно как и исход болезни, во многом зависит от условий среды. Частичный паразитизм - этим свойством обычно обладают те организмы, которые имеют хлорофилл и сами вырабатывают органические вещества, получая от питающего растения Только воду и минеральные соли (омела, паразитирующая на ряде древесных растений, марьянник, погремок и ряд других. Несмотря на частичный паразитизм, указанные цветковые растения приносят существенный вред питающим растениям. Полный паразитизм - это свойство присуще всем тем организмам, которые полностью питаются за счет растения (многие грибы, бактерии, все вирусы, микоплазмы, некоторые нематоды и цветковые паразиты). Полные паразиты в свою очередь разделяются на следующие основные группы: 06лигатные (истинные) паразиты - это организмы, способные усваивать питательные вещества, содержащиеся только в живых клетках растений и утрачивающие свою жизнеспособность в случае ослабления или гибели питающего растения. Такой тип паразитизма называют еще биотрофным, т. е. паразит проникает в живую ткань и первое время развивается, не вызывая заметного угнетения питающего растения. Эти паразиты наиболее часто встречаются и успешно развиваются на хорошо развитых, жизнеспособных растениях и не растут на элективных и искусственных питательных средах. Факультативные (условные) сапрофиты, или полупаразиты, это организмы, в течение всей вегетации ведущие преимущественно паразитный образ жизни, размножающиеся в живых клетках и тканях растений бесполым путем. В то же время они способны усваивать питательные вещества из элективных сред и из мертвых тканей растений, заканчивая свое развитие и образуя половые формы спороношения обычно на опавших и отмерших листьях, стеблях, плодах и других частях растений (парши яблони, груши, антракноза смородины). Факультативные (условные) nаразuты, или полусапрофиты, это организмы, ведущие преимущественно сапрофитный образ жизни, т. е. питающиеся в основном за счет усвоения отмерших частей растений. Такой тип питания для них основной. К паразитному питанию они переходят при соответствующих условиях и вызывают плесневение и гибель семян (кукурузы, пшеницы и др.), хранящихся плодов и корнеплодов, а также вызывают болезни, приводящие к угнетению всходов и ослаблению взрослых растений (некоторые виды грибов). Настоящие (истинные) сапрофиты - это организмы, способные усваивать питательные вещества только из отмерших растительных и животных тканей и легко растущие на разных искусственных питательных средах. Основное место обитания сапрофитов - почва, мертвые части растений и другие субстраты. Деятельность их в почвенных процессах очень велика. Многие сапрофитные грибы и бактерии в процессе своей жизнедеятельности способны выделять антибиотики, губительно действующие на многих паразитов растений, являясь их антагонистами. Некоторые из них в настоящее время используются в практике борьбы со многими патогенными грибами, обитающими в почве и на поверхности тканей растений. 15. Болезнетворные в-ва паразитов и типы специализации патогенов. Болезнетворными веществами патогенов являются ферменты и токсины. Течение всех жизненных процессов в организме грибов и бактерий обусловливается и направляется сложными и связанными между собой воздействиями многочисленных ферментов или ферментных систем. Ферменты, вырабатываемые патогенами, могут быть подразделены на: 1) конститутивные, т. е. ферменты, вырабатываемые постоянно и независимо от состава питательной среды; 2) адаптивные, т. е. ферменты, вырабатываемые в присутствии соответствующего субстрата. Состав ферментов и их активность зависят от вида патогенного м/о и от типа его питания. Почти все факультативные паразиты и сапрофиты содержат обширный набор гидролаз и эстераз, в число которых входят ферменты пектиновой группы. Многие патогенные м/о вырабатывают ферменты, которые разрушают пектин, вызывая тем самым размягчение тканей, характерное для увядания. Ткани растения превращаются в массу более или менее изолированных клеток, окруженных большим количеством светлоокрашенной жидкости. Этот процесс получил название мацерации. Пектин в тканях организма находится в форме лабильного соединения с целлюлозой и называется протопектином. Фермент, который освобождает пектин, получил название протопектиназы. Помимо протопектиназы пектин разрушают два других фермента: пектаза и пектиназа. Существует довольно резкое различие в пектолитической активности у разных видов и даже штаммов патогенных м/о. Токсины - это ядовитые вещества, которые образуются в клетках патогенного микроорганизма и выделяются им в процессе жизнедеятельности либо при посмертном автолизе организма. Токсины - побочные продукты обмена веществ патогена. Токсины подразделяют на эктотоксины, поступающие в ткани питающего растения непосредственно после своего возикновения и эндотоксины, которые освобождаются лишь после разложения клеток патогенного м/о. Среди токсинов грибов большое значение имеют полисахариды, белковые соединения и продукты их распада, в частности тиомочевина, аммиак и некоторые аминокислоты. Действие токсинов на растительную клетку весьма многообразно. Некоторые токсины повышают проницаемость цитоплазмы и повреждают структуру клетки. Патогены характеризуются различной приспособленностью и приуроченностью к определенным тканям, органам и группам растений. Так, известны следующие паразитические специализации у патогенов: 1) филогенетическая, т. е. приуроченность к определенной более или менее узкой группе филогенетически родственных растений, 2) органотропная - к определенным органам растения, 3) гистотропная, или тканевая, - к определенным тканям растений, 4) онтогенетическая - к определенному возрастно-физиологическому этапу развития раст. Один и тот же патоген может обладать всеми четырьмя типами специализации или же только одним, любыми двумя или тремя. Наиболее важны филогенетическая и отчасти онтогенетическая специализации. К филогенетической специализации патогенов относятся случаи их приуроченности к определенному роду, виду и даже сорту раст. Эти же патогены не способны паразитировать на других видах или сортах того же рода или родах того же семейства. Исходя из этого, патогены подразделяют на монофагов, полифагов и омниворов. Монофаги паразитируют в основном на одном или нескольких очень близких видах. Полифаги питаются на видах различных родов и даже семейств. Омниворы - это организмы, поселяющиеся на очень большом числе видов, принадлежащих к самым различным семействам. Я. Эриксон (1894) впервые установил специализацию паразитных организмов по питающим растениям. Он установил существование специализированных форм, которые сходны морфологически, но различаются по характеру паразитирования на определенных видах и родах растений. Физиологические расы различных патогенов могут отличаться между собой самыми разнообразными морфологическими, биохимическими и биологическими особенностями: 1) различной вирулентностью по отношению к одним и тем же сортам растении. 2) особенностями роста в чистой культуре на питательной среде. 3) неодинаковым влиянием на морфологические и физиологические особенности и урожайность питающего растения. 4) по температурным оптимумам роста; 5) по биохимическим реакциям. 5) по быстроте и характеру прорастания спор; 6) по морфологическому строению спор. 16. Общая хар-ка вирусных болезней раст. Вирусные болезни с/х раст. широко распространены в природе. По своей вредоносности не уступают грибным и бактериальным болезням и превосходят их. За последнее время широко распространились вирусные заболевания чёрной смородины, земляники, яблони, сливы и др. Впервые вирусы были открыты в 1892г. русским учёным Д.И. Ивановским. Вся необходимая информация для воспроизведения новых вирусных частиц заложена в РНК или ДНК. Вир. частицы очень малы, их можно видеть только при помощи электронного микроскопа, дающего увеличение в десятки и сотни тысяч раз. Форма может быть различной: палочковидной, сферической, нитевидной и др. Размеры измеряют в нанометрах. По данным электронноскопических исслед., вирус – это громадная макромолекула, способная сущ-ть в виде вирусных частиц, кот.,объединяясь вместе, могут образовывать кристаллы. Вирус, находящийся в состоянии покоя, может сущ-ть в виде инертной вирусной частицы. В теч. многих лет вирусная частица может не обнаруживать никаких признаков жизни. Вирус лишён собственных источников Е и и не способен перерабатывать и усваивать пищу. Самовоспроизв. вируса часто сопровождается мутациями, кот. приводят к появлению у вирусов новых признаков, не свойственных родительским формам. Вирусы, проникая через ранки в раст. клетки и размножаясь в них, вызывает нарушение обмена в-в клетки, кот. и приводит раст. к заболеванию. Симптомы разнообразны. Для них хар-на мозаичность листьев, при кот. одни участки листовой пластинки сохраняют интенсивную зел. окраску, др. становятся св.-зел. или жёлт. Лист при этом выглядит пёстрым, мозаичным. На лист. могут быть кольцевая пятнистость, отмирание отд. участков листа, стеблей, плодов, образов. пятен и штрихов, расположенных вдоль жилок и хорошо заметных на нижней стороне листа. Фитопат. вирусы могут вызвать карликовость, измельчение, скручивание, уродливость. 17.Фитопатоген. вирусы – вирусы, поражающие раст. Они способны проникать в клетку раст. только через ранки. Размеры зависят от их строения и формы, вида, фазы его развития. По вопросу о происхождении вирусов существуют две теории. Первая теория - о неживой природе вирусов. Наиболее важные факторы, свидетельствующие в пользу этой точки зрения,- способность вирусов образовывать кристаллы, сохраняться при определенны;: условиях очень длительное время вне живого растения, чрезвычаиная Выносливость и т. д. Сторонники этой теории рассматривают вирусы как биохимические вещества, подобные ферментам, белкам. Теория о неживой природе вирусов содержит ряд гипотез. Гипотеза Нортропа (1938) и Стэнли (1936) - попадая в клетки восприимчивых организмов, вирус видоизменяет обмен веществ последних таким образом, что клетки начинают производить нуклеопротеид вируса. Накопление вируса в зараженном организме происходит путем саморепродукции. Гипотеза Ямафудзи (1955) об «эндогенном» образовании вируса - заражение растений вирусом извне частный и редкий случаи. Обычно вирус возникает в организме в результате изменения в обмене веществ последнего, особенно при снижении активности фермента каталазы и накоплении в клетках ненормально большого количества перекиси водорода. Перекись водорода обусловливает денатурацию и полимеризацию нормальных нуклеопротеидов клетки, превращая их в нуклеопротеиды вирусов. Этому процессу способствуют различные факторы окружающей среды (повышенная температура и химические вещества). Вторая теория - о живой природе вирусов - в настоящее время наиболее разработана и общепризнанна. Фитопатогенные вирусы, как и прочие вирусы, обладают специфическими свойствами, отражающими их своеобразие и отличие от других живых организмов. Фильтрабельность - многие вирусы проходят через бактериальные фильтры диаметром 0,00001 ммк, отсюда они получили название фильтрующиеся вирусы. Размеры вирусов. Размеры вирусов измеряют в миллимикронах (ммк), составляющих 0,001 мк. Молекулярная масса вирусов очень большая. Форма вирусов - образуют в клетках пораженных организмов кристаллические, реже аморфные включения. Вирусы - это громадные макромолекулы, способные существовать в виде вирусных частиц, которые, объединяясь, могут образовывать кристаллы. Кристаллы представляют собои десятки миллионов вирусных частиц, собранных в строго определенном порядке. При некоторых заболеваниях количество вирусов в клетках очень велико. По форме частиц вирусы бывают сферическими или шарообразными, угловатыми, палочковидными, нитевидными и в виде изогнутых нитей. Строение вирусов - имеют в своем составе одну нуклеиновую к-ту. РНК характерна для вирусов, встречающихся в высших растениях (фитопатогенных вирусов); ДНК содержится в вирусах, поражающих бактерии, и в некоторых вирусах, поражающих животных. По химическому составу вирусы представляют собой нуклеопротеиды, состоящие из белковой оболочки и нуклеиновой кислоты. Относительное содержание их в различных вирусах неодинаково и постоянно. Цикл развития вирусов в клетке можно подразделить на следующие стадии: 1. Адсорбция: вирус прикрепляется к клетке, изменения в которой незаметны, за исключением впячивания клеточной оболочки. 2. проникновение вируса в клетку: вирус в клетке, его РНК покидает свою белковую оболочку и становится активной. 3. Стадия подготовительных процессов: в клетке царит хаос, клеточная ДНК утрачивает свои функции клеточного «центра», синтез клеточного белка прекращается. 4. Синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков и созревание вируса: вирусная РНК, репродуцируясь, накапливается в цитоплазме и готова к тому, чтобы покрыться белковой оболочкой; разрушаются клеточная ДНК и РНК, подавлен синтез 6елка, и клетка растения рано или поздно гибнет. 5. Освобождение вируса из клетки: клетка представляет собой лопнувший мешок, наполненный зрелыми вирионами, которые устремляются в прорыв и готовы заразить другие клетки. Размножение вирусов вне клетки - до последнего времени основным свойством вирусов считалась неспособность их размножаться вне живого организма. Кристаллизация вирусов - одно из свойств. Способность вирусов при известных условиях переходить в кристаллическое состояние не снижает их паразитической активности. Концентрация вируса в соке при ero разбавлении. Важное своийство вирусов - способность не терять инфекционности при высоких степенях разбавления, т. е. своей концентрации в соке растения. Для разных вирусов эта концентрация неодинакова. На результаты определения предельного разбавления и концентрации вирусов может в большой степени влиять и индикаторное растение - его способность заражаться большим или меньшим количеством вирусов, а также состояние растения. Температура инактивации вирусов - имеет большое значение. Существует температурная точка - температура инактивации вирусов in vitro, т. е. потеря инфекционных свойств вируса под действием температурного фактора. Для инактивации нередко прибегают к прогреву зараженного материала (семян, клубней и пр.). Известно, что при высокой температуре некоторые температурочувствительные вирусы или их мутанты продуцируют в зараженных клетках нерастворимый белок и свободную инфекционную РНК. Латентное состояние вирусов - когда их присутствие в растении не проявляется никакими внешними симптомами. Латентное носительство вирусов у растений широко распространено. Продолжительность латентного периода сильно варьирует у разных вирусов и зависит также от факторов окружающей среды, в частности от температуры, при которой выращиваются растения. В этом случае иногда происходит «маскировка признаков» вирусного заболевания. Сохранение вирусов в высушенном состоянии - многие вирусы поразительно стойко сохраняются в высушенном виде. Однако далеко не все они обладают одинаковой устойчивостью и способностью сохраняться вне живого организма. Так, в числе наиболее стойких вирус мозаики табака, сохраняющийся в сухом (переработанном) табаке до 30 лет и больше в противоположность другим вирусам. Например, вирус обыкновенной мозаики огурцов сохраняется в высушенных листьях всего лишь несколько дней, а вирус бронзовости томатов при комнатной температуре ин активируется уже через 4-10 ч. |