fito druk.doc

FITOPATOLOGIA WYKŁAD 1                                 2006 - 02 - 20

FITOPATOLOGIA – nauka o chorobach roślin.

Choroba rośliny; negatywny wpływ pewnych czynników na organizmy roślinne powodujący zachwiania równowagi funkcjonowania organizmu roślinnego

Infekcyjne czynniki chorobotwórcze to główny obiekt zainteresowań fitopatologii. Jeden czynnik zakłóca równowagę biologiczną.

Patogeny to organiczne (żywe) czynniki chorobotwórcze rośliny

CZYNNIK CHOROBOTWÓRCZY – wszystko co nie jest rośliną, a występuje w środowisku rośliny,

PODZIAŁ:

·           Nieożywione, nieinfekcyjne, nieorganiczne, nadmiar wody lub brak, temperatura, zasolenie itp..

·           Ożywione, infekcyjne, organiczne: patogeny, pasożyty rośliny (wirusy bakterie, grzyby).

TENDENCJE

FITOPATOLOGIA WYKŁAD  2                                2006 – 02 - 27

czynniki nieożywione chorobotwórcze;

zanieczyszczenia środowiska

chemiczne środki ochrony roślin

PATOGENY

żywe, chorobotwórcze czynniki infekcyjne.

- zakażają rośliny, żyją z nimi jako pasożyty

zachowanie patogenów:

- niektóre zakażają tylko jeden gatunek  lub odmianę - Monofagi

- zakażają kilka gatunków lub kilkanaście – Oligofagi

- zakażają wszystkie rośliny – Polifagi

podział w zależności od miejsca występowania w roślinie:

- na powierzchni rośliny, do komórek skórki wrastają tylko ssawki itp. – PASOŻYTY ZEWNĘTRZNE

- wnikają do roślin i rozwijają się :

* wewnątrz komórek – INTRACERULARNE, 

* rozwijają się między komórkami – INTERCELLULARNE

* takie które cały cykl rozwojowy odbywają wewnątrz komórek żywiciela – ENDOBIONY

Bardzo inwazyjne wnikanie patogenów do roślin powoduje groźne skutki uboczne

Podział ze względu na możliwość korzystania z roślin:

- pasożyty obligatoryjne, ścisłe, bezwzględne: żyją wyłącznie na żywych roślinach. Nie są padlinożercami, potrafią czerpać tylko pokarm z żywych komórek, dążą do tego aby nie zabić rośliny, bo nie miałyby z czego korzystać.

- pasożyty okolicznościowe, fakultatywne: są pasożytami wtedy tylko gdy część rośliny jest zabita, czerpią pokarm tylko z martwych roślin. Wydzielają substancje, które zabijają komórki roślinne, potem z tego korzystają.

- saprotrofy okolicznościowe: mogą pobierać pokarm zarówno z żywej jak i martwej rośliny. Są związane z cyklem rozwojowym roślin  à  w sezonie wegetacji jest on pasożytem,  a w zimie kiedy nie ma żywych roślin prowadzą saprotroficzny tryb życia, ich uzdolnienia pasożytnicze są bardzo duże, potrafią żyć z rośliną nie czyniąc jej dużej szkody, z reguły one wytwarzają najwięcej szkód np. nekrozy. ??

Rozpoznawanie patogenów

-  to, że patogen jest obecny na roślinie to nie znaczy, że jest odpowiedzialny za chorobę,

Warunki świadczące o obecności prawdziwego patogenu, Postulaty kocha:

1)         za patogena można uznać organizm, który nie zawodnie jest izolowany ze wszystkich chorych roślin,  zawsze jest na wszystkich chorych roślinach

2)         musimy wyizolowany organizm, hodować na pożywce, stworzyć jego kulturę i ją opisać.

3)         Organizmem pobranym z kultury musimy zarazić roślinę zdrową z tego samego gatunku i odtworzyć te same objawy

4)         Ze sztucznie zakażonej rośliny odzyskać patogena, utworzyć jego kulturę potwierdzić te same warunki.

- stosuje się je w przypadku chorób nowych

- nie dla wszystkich patogenów postulaty Kocha się spełniają np. przy wirusach, wiroidach, bo one nie żyją na pożywkach.

Wirusy

·           Zostały rozpoznane jako patogeny 100 lat temu, odkrywcy wirusów:

- Mejer (Niemcy)

- Iwanowski (Rosja)

- Bering (Holandia)

              przepuścili sok z tytoniu przez filtry, okazało się, że sok wolny już od bakterii, był nadal zakażony i okazało się, że cos jeszcze mniejszego od bakterii infekuje rośliny – WIRUSY

Są to patogeny zwierząt, ludzi a  także roślin. Wirusy są organizmami posiadającymi cech istot martwych i żywych, dlatego uznawane są za patogeny infekcyjne.

Wyróżniamy wirusy :

- pałeczkowate (sztywne, proste)

- nitkowate (wygięte, powyginane)

- kuliste – tak naprawdę wielościany – dwudziestościan foremny czyli IKOSAEDR.

FITOPATOLOGIA WYKŁAD  3                               2006 - 03 - 06

WIRUSY:

mozaika tytoniu

Pałeczkowaty, trwały łatwo izolowany, posiada kanał w którym znajduje się kwas nukleinowy, związany z poszczególnymi jednostkami białkowymi, które tworzą okrywę i  nadają kształt wirusowi (kapsyd). Wirus mozaiki tytoniu 64000 nukleotydów (RNA).

KONSTRUKCJA CZĄSTECZKI WIRUSA

CAŁA CZASTECZKA WIRUSA  WIRION = KAPSYD + KWAS NUKLEINOWY

Niektóre wirusy posiadają dodatkową otoczkę glikoproteinową pożyczoną z komórki roślinnej.

Kapsomer, nukleokapsyd, podjednostka białkowa; peptyd o kowalencyjnych wiązaniach- pełni funkcję ochronną , zabezpiecza przed czynnikami np przed nukleazami. Składa się z 2300 podjednostek białkowych identycznych, w każdej z nich 158 aminokwasów. Struktura białka nie musi być zapisana  w genomie – odtwarzana jest  podczas namnażania.

Podjednostka morfologiczna, strukturalna – grupa podjednostek białkowych dających się wyróżnić w mikroskopie elektronowym lub w badaniach krystalograficznych (promieniowanie X)

izomeryczne wirusy:

IKOSAEDR  (20 x 3 = 60) i podziały na 4 lub 9  co jest zmienione przez to, że podjednostki białkowe mogą układać się w polimerazy i heksametry tworzące podjednostki strukturalne b. dobrze zorganizowane wewnątrz cząsteczki wirusa.

pałeczki heliakalne, TMU:

6400 nukleotydów, 2130 podjednostek białkowych, 3 nukleotydy prawoskrętnej helisy ssRNA  na I podjednostce, 15 – 18 mm średnicy kanał 2,3 nm, na 1 skok spirali 49 nukleotydów i 161/3 podjednostek białkowych

wirusy nitkowe:

powyginane ze względu na różnicę we wzajemnym oddziaływaniu, podjednostek białkowych w pobliżu małej i dużej średnicy,

WIRUSY

- występuje tu zjawisko rekombinacji genetycznej

- występuje tez pewna nieciągłość, różnice w sekwencjach kwasów nukleinowych,

              Wirusy podobne do siebie różnią się w 10 % ustawieniem nukleotydów

Inne różnią się o 30 % sekwencją nukleotydów (innych różnic niż o 10 % i 30 % nie ma ) -  czyli są homologiczne  w 90 i 70 %.

Różnice w sekwencji to podstawa do wyróżniania gatunków, gatunki łączą się w rodzaje, rodzaje w rodziny i w rzędy.

Cechy wirusa są równo cenne, wirusy wielocząsteczkowe są podzielone – ich genom nie mieści się w jednej cząsteczce (dopiero po złączeniu cząsteczek tworzą całość).

Wyróżniamy

- dsDNA

- ssDNA

- dsRNA

- ssRNA(+)

- ssRNA(-)

ETAPY NAMNAŻANIA WIRUSÓW W GENOMIE (+) ssRNA;

1)         wirus wnika do komórki w czasie wnikania Lu zaraz potem  RNA uwalnia się z okrywy białkowej.

2)         RNA wnika, wiąże się z rybosomami i ulega translacji do polimerazy RNA, a być może są tworzone i inne białka

3)         polimeraza RNA produkuje na wzorcu (+) RNA kopię (-) RNA

4)         kopia (-) RNA użytkowana jest przez polimerazę RNA do produkcji potomnych kopi (+) RNA  i etapem pośrednim jest tzw. forma replikacyjna lub pośrednia; mogą być tworzone pełne kopie lub częściowe ( fragmenty) jednym z takich fragmentów może być Messenger dla białka kapsydu.

5)         Monocistronowy RNA będący messengerem dla białka kapsydu, ulega translacji i powstają duże ilości białka – kapsydu.

6)         podjednostki białka kapsydu i (+) RNA wirusa są montowane w nowe cząstki wirusa gromadzące się w cytoplazmie.

GENOM – zawsze DNA, fragmenty DNA przepisywane na   RNA i na białka.

- ds. DNA Wirusy : Cullimovirus

Kolisty DNA 8 kb., ulega transkrypcji, druga nić jest niekodująca, ma dwa pękniecia, co tworzy dwie nici .

SORF zidentyfikowano funkcje;

I.   transportowa

II.         wektory

III. kapsyd

IV. odwrotna transkryptaza

VI. inkluzje typu wirioklazmy

DNA replikuje się w procesie odwrotnej transkrypcji z pośrednią formą. RNA ds. RNA dostaje się do jądra komórkowego, pęknięcia zamykają się i jest używany jako mikrochromosom przez polimerazę RNA, z których jest  mRNA dla ORF VI

FITOPATOLOGIA WYKŁAD  4                             2006 - 03 - 13

JAK WIRUS KORZYSTA ZE SWOJEGO ŻYWICIELA

Korzysta z aminokwasów i nukleotydów do budowy własnych cząstek, czasem z innych substancji (poliamidy, lipidy inne).

Do budowy cząstek wirusa jest potrzebna  energii ATP.

Wirus angażuje układ translacyjny komórki (rybosomy, ARNA i inne związane z tym układem enzymy i czynniki) wykorzystywany jest układ rybosomów cytoplazmatycznych (80s) -  nie ma dowodów by wirusy roślin  były w stanie korzystać z innych układów rybosomów (np.. mitochondrialnych).

Wszelkie przemiany post translacyjne angażują również enzymy żywiciela

Transkrypcja, wirus buduje własne enzymy, ale np. replikacja TYMU-RNA składa się częściowo z peptydów gospodarza i CAUUMOWIRUSY- DNA; wnika do jądra i ulega  transkrypcji do RNA przy zaangażowaniu polimerazy RNA zależy od DNA gospodarza.

Do biosyntezy wirusa wykorzystywane są też układy błon gospodarza -  synteza RNA odbywa się w układzie  związanych z błonami MMOVIRUS np. w inwaginacjach błon chloroplastów, białko wirusowe na retikulum endoplazmatycznym

Przemieszczanie wirusów na terenie komórki oraz we floemie też wymaga użytkowania mechanizmów transportowych gospodarza.

SZKODLIWOŚĆ WIRUSÓW POLEGA PRZEDE WSZYSTKIM NA TYM , ŻE UKŁAD TRANSLACYJNY GOSPODARZA, KTÓRY ZAMIAST BUDOWAĆ WŁASNE BIAŁKA  BUDUJE PRZEDE WSZYSTKIM BIAŁKO KAPSYDU WIRUSA !!!

TRANSKAPSYDACJA : wymiana kapsydów po miedzy 2 cząsteczkami wirusa, MIESZANIEC FENOTYPOWY: powstaje nowa fenotypowo jednostka, ale nie dziedziczą się te cechy.

NAMNAŻANIE WIRUSÓW :

I.                 etap –namnażanie kopi wirusa- czasem mogą zajść mutacje = przyczyna zmienności wirusa / dziedziczna.

- u wirusów może dochodzić do rekombinacji pomimo tego iż nie namnażają się one płciowo, dlatego w stosunku do wirusów używamy pojęcia gatunek.

- produkty mutacji i rekombinacji są zmiennością dziedziczną to prowadzi do dziedzicznej zmienności genetycznej, są również zmienności niedziedziczne w wyniku.

# zamiany płaszczami białkowymi podczas namnażanie – transkapsydacja

# mieszańce fenotypowe

- przenoszenie wirusa przez nicienie i owady zleży od budowy białka. Produkt transkapsydacji jest nowa jakością, ale nie jest to cecha dziedziczna. Transkapsydacja zmienność niedziedziczna, namnażanie się wirusa.

II.               proces, produkty - mieszańce fenotypowe; nie całe kapsydy ulegają wymianie, tylko ich fragmenty, może to spowodować jednorazowe skutki ale nie jest to dziedziczne, namnażanie wirusa.

WYWOŁYWANIE CHORB PRZEZ WIRUSY

- zakażanie dużej liczby komórek naraz- mało prawdopodobne

- zakażanie małej liczby komórek i wirus przenosi się  tez do innych komórek

TRANSPORT WIRUSA W ROŚLINIE

- wirus dostaje się do  komórek skórki potem do komórek miękiszu palisadowego albo gąbczastego, potem do wiązek przewodzących à hipoteza

- z komórek do komórek transportowane są przez plazmodesmy à hipoteza

- zostało odkryte białko, które służy do transportowania przez plazmodesmy

              # funkcje białka – struktura białka transportowego, pasuje do struktury błon komórkowych, plazmodesmy. Jeżeli doczepi się tu kwas nukleinowy wirusa àzostaje przeciągnięty przez plasmodesmę ( pierwszy raz wykryto to w przypadku wirusa mozaiki tytoniu). Modyfikacja plasmodesm – białka transportowe poszerzają błony. Plazmodesmy się poszerzają.

8 GODZIN – tyle czasu wirus opanowuje 1 komórkę

              -  wirus może być transportowany przez Felom, najpierw do korzeni a potem dopiero do organów nadziemnych, doświadczenie Samuela

              - niektóre wirusy mogą być transportowane przez Ksylem

Transport przez wiązki przewodzące przyspiesz czas w którym wirus opanowuje komórkę- kilka lub kilkanaście na godzinę.

ELEMENT WOLNY OD WIRUSA W ROŚLINIE – MERYSTEMY WIERZCHOŁKOWE , zarówno na łodydze jak i na korzeniu.

FITOPATOLOGIA WYKŁAD  5                             2006 - 05 - 15

Ochrona roślin przed wirusami

1.          zdrowy materiał wyjściowy – rośliny z nasion i rozmnażane wegetatywnie

2.          ochrona przed wektorami

- gleba wolna od grzybów i nicieni

- chemiczna ochrona przed mszycami – przypadki przenoszenia trwałego i nietrwałego

- rośliny ochronne na obszarach pól

-  folia odblaskowa

- opryskiwanie olejami,

odmiany odporne ( TOMU, PUX, PUV, PVM )

ochrona plantacji nasiennych i matecznych:

- absolutnie zdrowy materiał wyjściowy

- dostatecznie częsta i skuteczna kontrola zawartości

- izolacja od źródeł infekcji wektorów (przestrzeń i bariery; szklarnie )

- wyspecjalizowany personel, wyposażenie i świadomość

ciekawostki:

- wirycydy – inhibitory (Viarazol, chitozom)

- wakcynizacja (szczepienie ochronne)

- merystemy

- termoterapia

PRODUKCJA ZDROWYCH SADZONEK CHRYZANTEMY:

RODZAJE TESTÓW

- Biologiczne:

wykorzystywanie bioindykatorów, roślin wskaźnikowych, które zawsze dają(roślin wzorcowych)

zalety – prosty, bardzo wysoka czułość testu,

wady – objawy często otrzymujemy po długim okresie (standard 1 – 3 tygodnie)

- Serologiczne:

robimy surowice uczuloną na konkretny wirus na przykład surowice na pstrość tulipana.

zalety – bardzo szybkie (wynik w ciągu 0,5 godziny), prostota

wady – słaba czułość testu

Test Lateksowy:

Na kulkach lateksowych umieszczone są przeciwciała

Test Eliza:

Eliza skrót od pierwszych liter test imano sorpcji enzymu

Etapy :

- nakładamy do studzienki surowice (przeciwciała) – 4 godz.  w 37 st. C

- płuczemy , odpada to co nie jest związane z płytką

- dodajemy wirus – 12 godz. w 4 st. C

- płuczemy

-  dodajemy koniugat (surowica + enzym) wiązany przez wirusa

- dodajemy substrat , który zmienia barwę (natężenie barwy  = natężenie cząstek    wirusa).

WAKCYNIZACJA  :

Wprowadzamy do organizmu osłabiony / atenuowany wirus :

Zakaża on ale nie wywołuje objawów. Obecność wirusa hamuje uwalnianie RNA z wirusa -  z płaszcza białkowego

TERMOTERAPIA :

Program odwirusowania chryzantemy

Wirus źle się namnaża w temperaturze 38 – 42 st. C - to co wyrośnie jest wolne od wirusa ; hodowla merystemów.

Wiroidy – wolne kwasy nukleinowe

FITOPATOLOGIA WYKŁAD  6                             2006 - 05 - 22

WIROIDY:

Nagi kwas nukleinowy, pozbawiony okrywy białkowej, są to bardzo krótkie kwasy nukleinowe, nie są w stanie kodować żadnego białka, nawet własnej replikacji !!!

Struktura wiroidów:

- jedno niciowy RNA, zachowujący w sposób szczególny, końce RNA są ze sobą związane, wiroidy są w postaci kolistych cząsteczek kwasów nukleinowych – struktura spinki do włosów.

- struktura drugo rzędowa RNA; rozgałęzione nici – struktura główki młotka

W zależności od struktury powstaje klasyfikacja:

1. rodz. POSPOVIROIDE – struktura spinki do włosów

2. rodz. ASSUNVIROIDE – (nie  ma tu wyróżnionych domen) struktura główki od młotka

WIROIDY STANOWIĄCE POTENCJALNE  ZAGROŻENIE ROŚLIN UPRAWNYCH:

1.          ...