2012.11.26
Pasożytnictwo i patogeniczność
PASOŻYTEM jest organizm żyjący na żywej roślinie i otrzymujący z niej składniki pokarmowe nie dostarczając roślinie w zamian niczego. Zależności zachodzące między pasożytem i jego gospodarzem nazywa się pasożytnictwem. Pasożytnictwo jest rodzajem cudzożywności.
PATOGENICZNOŚĆ jest pojęciem odnoszącym się do dwóch organizmów żywych między którymi utrzymują się stosunki określone jako pasożytnictwo antagonistyczne, polegające nie tylko na pobieraniu z tkanek rośliny wody i organicznych substancji pokarmowych lecz także na zakłóceniu licznych funkcji fizjologicznych prowadzącym do występowania objawów chorobowych. Układ ten jest szkodliwy dla rośliny żywicielskiej.
SPECJALIZACJA PASOŻYTNICTWA pasożyty różnią się między sobą zdolnością do zakażania różnych gatunków roślin (grupy). OMMIFAGI pasożyty wszystkożerne mają szeroki zakres roślin gospodarzy Botrytis cinevea OLIGOFAGI mają wąski zakres roślin gospodarzy kilka gatunków np. Venturia inaequalis MONOFAGI wszystko wyspecjalizowane , atakują 1 gatunek Plasmopara viticola powoduje mączniaka rzekomego winorośli. POLIFAGI szeroki zakres roślin gospodarzy (kilkanaście kilkadziesiąt gatunków)
NIEKTÓRE PATOGENY SPECJALIZUJĄ SIĘ do pojedynczych gatunków roślin wytwarzając formy specjalne tzn jeden gatunek patogena może wytworzyć kilkanaście form specjalnych. Np. Blumeria graminis powoduje mączniaka prawdziwego zbóż i traw w obrębie jego mamy formę specjalną tritici (atakuje pszenicę) hordei (jęczmień) agropyrii (perz)
Rasy fizjologiczne patogena nie różnią się morfologicznie ale różnią się patogenicznością w stosunku do określonych odmian gospodarza Puccinia graminis (nawet 300ras)
CECHY PASOŻYTÓW ROŚLIN powinowactwo (jest wzajemną skłonnością pasożyta i żywiciela, czynnik chorobotwórczy wykazuje względem żywiciela trofizm i przystosowanie enzymatyczne umożliwiające infekcję i kolonizację tkanek. Brak powinowactwa uniemożliwia infekcję lub kolonizację.) AGRESYWNOŚĆ (jes zdolnością do zakażania kolonizowania i wykorzystywania pokarmów rośliny. Stopień agresywności zależy od cech patogena i żywiciela oraz od czynników zewnętrznych. Miarą agresywności jest 1 próg infekcyjny tj najmniejsza liczba jednostek infekcyjnych patogena np. zarodników grzyba potrzebna do zakażenia rośliny. 2 czas trwania infekcji. 3 długość okresu choroby tj czasu od zainfekowania do ujawnienia się pierwszych objawów chorobowych. Mączniaki rzekome: cebuli winorośli, zaraza ziemniaka -> szybka infekcja krótki okres inkubacji) PATOGENICZNOŚĆ (jest zdolnością pasożyta do wywołania choroby. Miarą patogeniczności jest wirulencja. Wirulencja jest stałą genetyczną zdolnością patogena do wywołania choroby. Wirulencja niekiedy może się jednak zmieniać np. po dłuższej hodowli na sztucznych podłożach.)
ODŻYWIANIE SIĘ GRZYBÓW organizmy cudzożywne, saprofity pasożyty nadpasożyty lub ssawek, głównie drogą osmozy, złożone związki rozkładają za pomocą enzymów, niezbędny jest im azot i węgiel w postaci w związków organicznych makroelementy tlen wodór siarka fosfor potas magnez mikroelementy żelazko cynk miedź kadm kobalt.
RODZAJE PASOŻYTNICTWA pasożyty obligatoryjne, fakultatywne, saprofity fakultatywne, półpasożyty, pasożyty
PASOŻYTY OBLIGATORYJNE rozwijają się tylko na żywych roślinach. Zakażają one rośliny przez nie uszkodzoną skórkę naturalne otwory lub rzadziej przez rany. Większości pasożytów z tej grupy nie można hodować na sztucznych podłożach. Wnikają przez naturalne otwory lub uszkodzoną tkankę. Rozwijają się w przestworach międzykomórkowych wewnątrz komórek. Zwykle zakażają one rośliny w dobrej kondycji gdyż są one źródłem większej ilości składników pokarmowych o wyższej jakości rdze, mączniaki, kiła kapusty, rak ziemniaka.
PASOŻYTY FAKULATYWNE żyją jako saprofity lecz pewnych warunkach odżywiają się pasożytniczo np. Botrytis cinerea i Pythium spp. Zakażają rośliny głównie przez rany na skórce rośliny. Rozwijają się w przestworach międzykomórkowych, wewnątrz komórek. Objawom chorobowym często towarzyszą nekrozy. Pasożyty te łatwiej porażają rośliny osłabione. Dobrze rosną na sztucznych podłożach.
SAPROFITY FAKULATYWNE część cyklu życiowego przechodzą na żywej roślinie (pasożyty) kończą go zaś rozwijając się saprofitycznie na lub w martwych resztkach roślin np. Venturia inaequalis- parch jabłoni, Drepanopeziza ribis opadzina liści porzeczki
PÓŁPASOŻYTY, PASOŻYTY są organizmami zdolnymi do fotosyntezy ale pobierają wodę i sole mineralne z innych rośliny gospodarza. (jemioła kanianka)
PATOGENEZA wyjaśniająca mechanizmy rozwoju choroby począwszy od zakażenia, uwzględnia też różnego rodzaju współdziałania między czynnikami chorobotwórczymi warunkami środowiska i porażoną rośliną. Dział ten obejmuje również zagadnienia dotyczące mechanizmów odporności roślin na choroby.
ROZWÓJ CHOROBY INFEKCYJNEJ
W określonych warunkach środowiska odbywa się rozpoczęta podczas zakażenia ciągła walka między atakującym czynnikiem chorobotwórczym a broniącą się rośliną- żywicielem. Partnerzy ci ciągle oddziałują na siebie w skutek czego stale żyją w zmieniających się warunkach. Każda reakcja czynnika pasożytniczego powoduje reakcję rośliny co wyraża się pewnymi zmianami w roślinie do których musi się dostosować patogen. Podczas infekcyjnego procesu chorobowego występują stałe akcje i reakcje zmienia się bowiem nie tylko żywiciel lecz także czynnik chorobotwórczy
FAZY ROZWOJU CHOROBY INFEKCYJNEJ 1 INOKULACJA skontaktowanie się patogena która może zainicjować chorobę (komórka bakterii cząsteczka wirusa zarodniki sklerocja lub fragmenty grzybni)2. INFEKCJA okres przygotowania się czynnika chorobotwórczego jego wnikanie do rośliny oraz nawiązanie pasożytniczego kontaktu z żywicielem. 3 etapy przygotowanie się czynnika chorobotwórczego do wniknięcia do tkanek rośliny, wnikanie, nawiązanie kontaktu pasożytniczego z żywicielem. I etap przygotowanie się do infekcji KIEŁKOWANIE zarodników grzyba ( odbywa się zależnie od właściwości i w różny sposób) zarodniki letalne (zarodniki pływowe, workowe podstawkowe, urediniospory, ecjospory, zarodniki konidialne) kiełkując tworząc strzępkę kiełkową. Zarodniki przetrwalnikowe kiełkują pośrednio oospory powstają zarodnie pływkowe z zarodnikami pływkowymi które wytaezają podzielną przedgrzybnię ze sporydiami (głownie), teliospory rozwijają podstakę z bazydiosporami (śniecie, rdze), zarodniki konidialne wroślikowców zamieniają się w zarodnie pływkowe które kiełkując dają zarodniki pływkowe (mączniaki rzekome)
PRZYCISTKA nabrzmiała strzępka kiełkowa (wydziela kleistą substancje)
KIEŁKOWANIE ZARODNIKÓW wilgotność, temp, światło, pH podłoża.
WILGOTNOŚĆ kropla wody rosa mgła- im dłużej utrzymujące się zwilżenie rośliny tym ilość kiełkujących zarodników większa- 100%
wilgotność względna powietrza 80-90% głównie mączniaki prawdziwe. WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA POWIETRZA 22-24% mączniak prawdziwy róż (sphaerotheca pan nosa) WILGOTNOŚĆ GLEBY 40% śniecie.
TEMPERATURA ma większy pływ na szybkość niż na procent skiełkowanych zarodników.
Temp kiełkowania minimalna optymalna maksymalna
Zaraza ziemniaka 2-3 12-16 25-26
Rdza źdźbłowa zbóż i traw 5-9 20-22 23-25
ŚWIATŁO zależy od gatunku grzyba patogenicznego
Zarodniki kiełkują w świetle jak i w ciemności. Przy pełnym świetle kiełkują zarodniki Tilletia controversa światło może hamować kiełkowanie zarodników Puccinia graminis
ODCZYN GLEBY środowisko lekko kwaśne ph 5-6,5 Botrytis cinerea pH 1,5-7 optimum pH 3-4 Piasmodiophora brassicae pH 3,5-6,1 optimum pH 5,6
ETAP II wnikanie patogena jest różnorodny i zależy od natury patogena 1 miejsca pozbawione kutyny (bezpośrednio) enzymy (kutynaza) mechaniczne przenikanie (strzępka infekcyjna wywiera duży nacisk i przebija kutykulę (enzymy hydrolityczne pektynaza celuloza) rozpuszczają ścianę komórkową. Zarodniki pływkowe ze sztylecikiem (kiła kapusty)). Reakcja rośliny na patogena jest tworzenie od wewnętrznej strony brodawki która stanowi zaporę dla wnikającej strzępki infekcyjnej. 2 przez naturalne otwory na pędach liściach owocach (szparki przetchlinki pęknięcia przy przebijaniu się bocznych korzeni) Monilina spp Phytophithora infestans Gibberelia zeae (fuzarioza) 3 przez zranienia Ophiostoma ulmi Nectria galligena Venturia inaequalis 4 przez narządy lub części roślin kwiaty (pręciki słupki) Monilinia laxa kiełki Tilletia Karies włośniki korzeniowe Phytium spp. Fusarium spp. Verticillium spp pączki Taphrina pleformans, Synchytrium endobioticum
ETAP III nawiązanie kontaktu z żywicielem. Sposób nawiązania pasożytniczego kontaktu zalezy od drogi wnikania patogena. Pasożyty okolicznościowe Minilinia Phytophthora, Erwinia amylowora nawiązują tylko jednostronny kontakt z żywicielem. W momencie wnikania i zaraz po wniknięciu do rośliny zabijają jej komórki pozyskując substancje pokarmowe. Wytwarzają enzym pektolityczne rozpuszczają blaszki środkowe, celulolityczne rozkładają ściany komórkowe. Toksyny zniszczenie całego system błon komórkowych rośliny co prowadzi do plazmolizy komórek.
PASOŻYTY BEZWZGLĘDNE Erysiphales Uredinales oraz saprofity okolicznościowe Ustiliaginales ich działalność enzymatyczna nie jest niszcząca dla komórek w pierwszych okresach penetracji. MĄCZNIAKI nawiązują kontakt pasożytniczy tylko z komórkami skórki i tylko za pośrednictwem ssawek powstają ze strzępki infekcyjnej.
PASOŻYTY BEZWZGLĘDNE wytwarzają enzymy i substancje stymulujące wzrost i nadmierne dzielenie się komórek. Rdze- wnikają przez szparki. Strzępki grzybni rozrastają się w przestworach międzykomórkowych miękiszu i w komórkach rośliny.
Patogen za pomocą ssawek pobiera: proste węglowodany, aminokwasy, wodę.
Ssawki zmieniają strukturę komórek żywiciela: jądro komórki się powiększa, zwiększa się ilość reticulum endoplazma tycznego mitochondriów rybosomów, uaktywnia się znacznie aparat Golgiego.
RODZAJE INFEKCJI infekcję lokalną- obejmuje pojedynczą komórkę, kilka komórek lub niewielką część rośliny infekcję taką wywołują np. rdzę i niektóre głownie (kukurydzy). Infekcję systemiczną- obejmuje całą lub większą część rośliny, infekcję tę wywołują wirusy wiroidy mikoplazmy, i niektóre grzyby np. Ophiostoma Ulmi czynnik sprawczy holenderskiej choroby wiązów Fusarium i Verticcilium. Infekcje rozległe patogen z jednego miejsca infekcji opanowuje cały organ (np. ilość czy pęd) np. zaraza ziemniaka plamy niekształtne. Infekcje o nieokreślonym zasięgu patogen z jednego miejsca infekcji opanowuje całą roślinę rozwija się tak długo dopóki jest żywa materia organiczna np. zgnilizna. Po zużyciu całej materii organicznej patogeny przechodzą do formy przetrwalnikowej. Efektywna infekcja kończy się nawiązaniem kontaktu pasożytniczego i po okresie inkubacji prowadzi do powstania przebarwień lub nekrozy na powierzchni rośliny, które nazywane są symptomami chorobowymi. INFEKCJA LETALNA próg infekcyjny niezbędna do zakażenia ilość materiału zakaźnego. Niski prób infekcyjny pasożyt bezwzględne mączniaki rdze 1 zarodnik. Wysoki próg synchytrum endobioticum w 1cm 3 gleby 200zarodników przetrwalnikowych. Micronectriella nivalis (pleśń śniegowa) 10tyś zarodników. Tilletia Karies na 1 ziarniak 100zarodników. Przekroczenie progu infekcyjnego prowadzi do ilościowego zwiększenia zakażenia i wzmaga intensywność porażenia rośliny. Okres trwania fazy infekcji zależy od natury czynnika chorobotwórczego od drogi przenikania do stopnia podatności rośliny
ROZWÓJ PATOGENÓW W SFERZE podkulturalnej – grzyby pasożytnicze (parch jabłoni) inkubacja 9-14dni. Międzykomórkowej- pasożyty i saprofity okolicznościowe bakterię (szara pleść, zgorzel siewek). Wewnątrz komórek roślinnych wirusy mikoplazmy riketsje grzyby (kiła kapusty głownie rdze, mączniaki prawdziwe)
3 INKUBACJA okres między zakończeniem infekcji a wystąpieniem pierwszych objawów choroby. W okresie inkubacji patogeny rozrastają się i rozmnażają w zakażonych roślinie (w tkankach lub na jej powierzchni). Dł okresu inkubacji a ogół od kilku dni do kilku tyg zależy od cechy patogena i rośliny żywiciela ale także od warunków środowiskowych szczególnie temp. Np. krótki okres inkubacji charakteryzują się mączniaki rzekome (perenosporaies)lub rdze (uredinales) 3-5dni. Śniecie zakażenie przez kiełki pierwsze objawy po 7-10miesiącach
4 WŁAŚCIWA CHOROBA zachorowanie kulminacyjny okres rozwoju procesu chorobowego po którym może nastąpić wyzdrowienie rośliny albo jej obumarcie. Obejmuje wszystkie kolejno występujące objawy zmieniające nie tylko zewnętrzną ale i wewnętrzną budowę oraz właściwości fizjologiczne porażonej rośliny. Infekcyjne choroby roślin są w większości przypadków nieodwracalne.
5 WYZDROWIENIE okres rekonwalescencji rośliny np. przez zabliźnienie rany lub odgraniczenie części zdrowych od części chorych lub obumarłych
6 WYRÓWNANIE okres powrotu rośliny do równowagi fizjologicznej
7 ŚMIERĆ rośliny żywiciela
ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ PATGENÓW W ŻYWICIELU 1 pasożyty zewnętrzne mączniaki prawdziwe – grzybnia płoży się po powierzchni żywiciela ssawki do komórek i przestworów międzykomórkowych. 2 grzyby rozwijające się i rozprestrzeniajace się między kutykulą a błonnikową warstwą ściany komórek skórki substancje pobierane są całą powierzchnią strzępek grzybni Venturia inaequalis parch jabłoni, diplocarpon rosae czarna plamistość róży. 3 grzyby rozwijające się i rozprzestrzeniające się wewnątrz tkanek w przestworach międzykomórkowych i komórkach mączniaki rdze(ssawki), głownie śniecie (całą powierzchnią strzępki). 4 grzyby rozprzestrzeniające się w tkankach przewodzących werticiliozy fuzariozy. 5 grzyby rozwijające się tylko wewnątrz komórki są to org jednokomórkowe- rak ziemniaka. 6 grzyby rozprzestrzeniające się we wszystkich tkankach zaraza ziemniaka
ŹRÓDŁA INFEKCJI PIERWOTNEJ 1 pasożytnicze stadia rozwojowe patogenów zimujące w żywych roślinach lub ich częściach bulwach kłączach cebulach korzeniach pniach drzew na oziminach. 2 saprofityczne stadia rozwojowe patogenów zimujące w resztkach pożniwnych lub w glebie resztkach liści uraka, roślinach zbożowych, ozdobnych, sadowniczych. 3 stadia przetrwalnikowe patogenów (gleba) sklerocja owocniki workowców, teliopory, zarodniki przetrwalnikowe. 4 pasożytnicze bądź saprofityczne stadia rozwojowe zimujące w owadach lub innych organizmach, wirus roślin ozdobnych w ciele mszyc zimujących w szklarniach, wirus kędzierzawki płaszczyńcowej w ciele płaszczyńca burakowego (zimuje w polu, pod korą drzew)
ROZPRZESTRZENIENIE SIĘ CZYNNIKÓW CHOROBOTWÓRCZYCH odbywa się bezpośrednio i pośrednio 1 bezpośrednie rozprzestrzenianie się patogenów roślina mateczna przekazuje czynnik infekcyjny potomstwu wirus mozaiki fasoli z nasionami, czynnik chorobotwórczy przylegający do nasion lub owoców. 2 pośrednie rozprzestrzenianie odbywa się za pomocą czynników transportujących ożywionych i nieożywionych. Anemocrhoria- rozprzestrzenianie z prądami powietrza. Hydrochoria rozprzestrzenianie przez wodę cieki wodne nawadnianie spływająca woda po obfitych opadach deszczu. Zoochoria rozprzestrzenianie przez zwierzęta owady. Antropochodia rozprzestrzenianie przez człowieka
Studia_ROLNICTWO