Болезни растений
Болезни растений – это заболевания растений, вызываемые возбудителями (инфекционными организмами) и условиями окружающей среды (физиологическими факторами). [1] К организмам, вызывающим инфекционные заболевания, относятся грибы , оомицеты , бактерии , вирусы , вироиды , вирусоподобные организмы, фитоплазмы , простейшие , нематоды и растения-паразиты . [2] Не включены эктопаразиты, такие как насекомые , клещи , позвоночные животные и другие вредители, которые влияют на здоровье растений , поедая ткани растений и вызывая повреждения, в которые могут попасть патогены растений. Наука, изучающая болезни растений, называется патологией растений .
Фитопатогены
[ редактировать ]Грибы
[ редактировать ]
Большинство фитопатогенных грибов — аскомицеты или базидиомицеты . Они размножаются как половым, так и бесполым путем путем производства спор и других структур. Споры могут распространяться на большие расстояния по воздуху или воде или переноситься через почву. Многие почвенные грибы способны жить сапротрофно , проводя часть своего жизненного цикла в почве . Это факультативные сапротрофы.
Грибковые заболевания можно контролировать с помощью фунгицидов и других методов ведения сельского хозяйства. Однако новые расы грибов часто возникают , устойчивые к различным фунгицидам.
Биотрофные грибковые патогены колонизируют живые ткани растений и получают питательные вещества из живых клеток-хозяев. Некротрофные грибковые патогены заражают и убивают ткани хозяина и извлекают питательные вещества из мертвых клеток хозяина. [3]
К значимым грибковым патогенам растений относятся:
Аскомицеты
[ редактировать ]- Виды фузариоза . (фузариозное увядание)
- Виды Thielaviopsis . (язвенная гниль, черная корневая гниль, Thielaviopsis ) корневая гниль
- Виды Verticillium .
- Magnaporthe grisea (рисовый взрыв)
- Sclerotinia sclerotiorum (хлопковая гниль)
Базидиомицеты
[ редактировать ]
- Устилаго виды. (грязно) [4]
- виды Rhizoctonia . [5]
- Phakospora pachyrhizi ( соевая ржавчина) [6]
- Puccinia виды. (сильная ржавчина злаков и трав )(гриб)|ржавчина]]. [7]
- Armillaria виды. (виды опят, вирулентные возбудители деревьев) [8]
Грибоподобные организмы
[ редактировать ]Оомицеты
[ редактировать ]Оомицеты — грибоподобные организмы семейства Stramenopiles . [9] К ним относятся некоторые наиболее разрушительные возбудители растений, например, возбудители фитофтороза картофеля. [9] корневая гниль , [10] и внезапная смерть 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 растения. [13]
Фитомиксея
[ редактировать ]Некоторые слизевики Phytomyxea килу вызывают серьезные заболевания, в том числе у капусты и ее родственников и мучнистую паршу на картофеле. Их вызывают виды Plasmodiophora и Spongospora соответственно. [14]
Бактерии
[ редактировать ]
Большинство бактерий, связанных с растениями, являются сапротрофами и не приносят 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 представляют собой бациллы . Эрвиния использует ферменты, разрушающие клеточную стенку, чтобы вызвать мягкую гниль . Агробактерии изменяют уровень ауксинов , вызывая опухоли с помощью фитогормонов.
К значимым бактериальным патогенам растений относятся:
- Буркхолдерия [16]
- Псевдомонадота
- Xanthomonas spp. [17]
- виды Pseudomonas .
- Pseudomonas syringae pv. томат заставляет растения томата производить меньше плодов, и он «продолжает адаптироваться к помидору, сводя к минимуму его распознавание иммунной системой томата». [18]
Молликуты
[ редактировать ]
Фитоплазмы и спироплазмы — облигатные внутриклеточные паразиты , бактерии, лишенные клеточных стенок, и, подобно микоплазмам , которые являются патогенами человека, относятся к классу Mollicutes . Их клетки чрезвычайно малы, от 1 до 2 микрометров в поперечнике. Они, как правило, имеют небольшие геномы (примерно от 0,5 до 2 МБ). Обычно они передаются цикадками (цикаделлидами) и листоблошками , которые являются насекомыми-переносчиками, высасывающими сок. растения Они вводят бактерии во флоэму , где они размножаются. [19]
Вирусы
[ редактировать ]Многие вирусы растений вызывают лишь потерю урожая . Следовательно, пытаться контролировать их экономически нецелесообразно, за исключением случаев, когда они заражают многолетние виды, например фруктовые деревья. [ нужна ссылка ]
с одноцепочечной РНК Большинство вирусов растений имеют небольшие геномы . Некоторые также имеют двухцепочечную РНК или одно- или двухцепочечную ДНК . Они могут кодировать только три или четыре белка : репликазу , белок оболочки, белок перемещения , облегчающий перемещение клетки к клетке через плазмодесмы , а иногда и белок, обеспечивающий передачу вектором. [ нужна ссылка ]
Вирусы растений обычно передаются переносчиками , но также возможна механическая передача и передача через семена. Переносчиками часто являются насекомые , такие как тля ; другие — грибы , нематоды и простейшие . Во многих случаях насекомое и вирус специфичны для передачи вируса, например, свекольная цикадка , которая передает вирус курчавой верхушки, вызывающий заболевание у некоторых сельскохозяйственных растений. [20]
Нематоды
[ редактировать ]
Некоторые нематоды растений паразитируют на корнях . Они представляют собой проблему в тропических и субтропических регионах. Нематоды картофельных цист ( Globodera pallida и G. rostochiensis ) широко распространены в Европе и Америке, 300 миллионов долларов ежегодно нанося ущерб Европе на сумму . Корневые нематоды имеют довольно широкий круг хозяев, они паразитируют в 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 инфицировать лишь несколько видов. Нематоды способны вызывать радикальные изменения в клетках корня, чтобы облегчить им образ жизни. [22]
Простейшие
[ редактировать ]Некоторые болезни растений вызываются простейшими, такими как Phytomonas , кинетопластид . [23] Они передаются в виде устойчивых зооспор , способных сохраняться в почве в состоянии покоя в течение многих лет. Кроме того, они могут передавать вирусы растений . Когда подвижные зооспоры вступают в контакт с корневыми волосками, они образуют плазмодий , который проникает в корни . [ нужна ссылка ]
Физиологические нарушения растений
[ редактировать ]Некоторые абиотические расстройства можно спутать с расстройствами, вызванными патогенами. Абиотические причины включают естественные процессы, такие как засуха , мороз , снег и град ; наводнения и плохой дренаж; дефицит питательных веществ ; отложение минеральных солей, таких как хлорид натрия и гипс ; обветривание и разрушение штормами; и лесные пожары . [24]
Эпидемии
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( декабрь 2023 г. ) |
Растения подвержены эпидемиям болезней.
Портовая и пограничная инспекция и карантин
[ редактировать ]Внедрение вредных неместных организмов в страну можно сократить путем контроля за торговлей людьми (например, Австралийской карантинно-инспекционной службой ). Глобальная торговля предоставляет беспрецедентные возможности для интродукции вредителей растений. [МакК 1] В Соединенных Штатах даже для того, чтобы получить более точную оценку количества таких внедрений, потребуется существенное увеличение количества проверок. [МакК 2] В Австралии аналогичный недостаток понимания имеет другую причину: портовые инспекции не очень полезны, поскольку инспекторы слишком мало знают о таксономии. Часто встречаются вредители, которых австралийское правительство считает вредными и следует держать за пределами страны, но которые имеют близких таксономических родственников, что запутывает проблему. [ДН 1]
Рентгеновское и электронно-лучевое /электронное облучение пищевых продуктов было опробовано в качестве карантинной обработки фруктовых товаров , происходящих с Гавайских островов . FDA США ( Управление по контролю за продуктами и лекарствами ), APHIS Министерства сельского хозяйства США ( Служба инспекции здоровья животных и растений ), производители и потребители согласились с результатами - более тщательное уничтожение вредителей и меньшее ухудшение вкуса, чем термическая обработка. [25]
Международная конвенция по защите растений (IPPC) предполагает, что молекулярная диагностика для инспекций будет продолжать совершенствоваться. [26] В период с 2020 по 2030 год МККЗР ожидает, что дальнейшее технологическое совершенствование приведет к снижению затрат и повышению производительности, хотя и не для менее развитых стран, если не изменится финансирование. [26]
Химическая
[ редактировать ]Многие природные и синтетические соединения можно использовать для борьбы с болезнями растений. Этот метод работает путем прямого уничтожения болезнетворных организмов или сдерживания их распространения; однако было показано, что это имеет слишком широкий эффект, чтобы, как правило, быть полезным для местной экосистемы. С экономической точки зрения все, кроме самых простых натуральных добавок, могут лишить продукт статуса «органического», потенциально снижая ценность урожая.
Биологический
[ редактировать ]Севооборот является традиционным, а иногда и эффективным средством предотвращения распространения вредителей и болезней, наряду с другими преимуществами. [27]
Другие биологические методы включают инокуляцию. Защиту от заражения Agrobacterium tumefaciens , вызывающего желчные заболевания у многих растений, можно обеспечить, погружая черенки в суспензии Agrobacterium radiobacter перед помещением их в землю для укоренения. [28]
Экономический эффект
[ редактировать ]Болезни растений наносят серьезный экономический ущерб фермерам во всем мире. По оценкам, в крупных регионах и многих видах сельскохозяйственных культур болезни обычно снижают урожайность растений на 10% каждый год в более развитых странах, но потери урожая из-за болезней часто превышают 20% в менее развитых странах. , По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации вредители и болезни являются причиной 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 обмен веществ растений . [29]
По состоянию на 2018 год [update] К наиболее дорогостоящим заболеваниям наиболее производимых сельскохозяйственных культур в мире относятся: [30]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ с. 17: «Однако очевидно, что продолжающийся рост глобальной торговли и путешествий предоставит возможности для транспортировки неместных видов в США темпами, беспрецедентными в мировой истории».
- ^ с. 17: «Более полная оценка частоты и разнообразия неместных растений, особенно тех, которые занесены в качестве загрязнителей в груз, вероятно, потребует значительного увеличения усилий по проверке со стороны персонала APHIS».
- ^ с. 39, таблица 2
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Агриос Г.Н. (1972). Патология растений (3-е изд.). Академическая пресса.
- ^ 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 Натурае 12 (3): 46–59. дои : 10.32607/actanaturae.11026 . ПМЦ 7604890 . ПМИД 33173596 .
- ^ Ю. Т Дьяков, Глава 0 - Обзор паразитизма, Редакторы: Ю, Т. Дьяков, В. Г. Джавахия, Т. Корпела, Исследования в области растениеводства, комплексной и молекулярной фитопатологии , Elsevier, 2007, страницы 3-17, ISSN 0928-3420, ISBN 9780444521323, https://doi.org/10.1016/B978-044452132-3/50003-1 .
- ^ Бегероу, Д.; Шефер, AM; Келлнер, Р.; Юрков А.; Кемлер, М.; Обервинклер, Ф.; Бауэр, Р. (2014). «Устилагиномикотина». В Маклафлине, ди-джее; Спатафора, JW (ред.). Микота. Том. VII Часть А. Систематика и эволюция (2-е изд.). Берлин.: Springer-Verlag. стр. 295–329.
- ^ Робертс П. (1999). Ризоктониеобразующие грибы . Кью: Королевский ботанический сад. п. 239. ИСБН 1-900347-69-5 .
- ^ «Соевая ржавчина» . Национальный информационный центр по инвазивным видам . 24 февраля 2012 г. Проверено 6 декабря 2020 г.
- ^ «Грибки», Лилиан Э. Хокер, 1966, с. 167
- ^ Дейли, Джейсон (15 октября 2018 г.). «Этот огромный гриб по массе равен трем синим китам» . Смитсоновский институт.com . Смитсоновский институт . Проверено 21 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Дэвис Н. (9 сентября 2009 г.). «Расшифрован геном возбудителя ирландского картофельного голода» . Хаас и др . Институт Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда . Проверено 24 июля 2012 г.
- ^ Саттон, Джон Клиффорд; Софер, Корали Рашель; Оуэн-Гоинг, Тони Натаниэль; Лю, Вэйчжун; Гродзинский, Бернар; Холл, Джон Кристофер; Бенчимол, Рут Линда (6 января 1990 г.). «Этиология и эпидемиология корневой гнили Pythium гидропонных культур: современные знания и перспективы» . Сумма фитопатологии . 32 (4): 307–321. дои : 10.1590/S0100-54052006000400001 . ISSN 0100-5405 .
- ^ 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. дои : 10.1111/mpp.12190 . ПМЦ 6638381 . ПМИД 25178392 .
- ^ Грюнвальд, штат Нью-Джерси, Госс EM, Press CM (ноябрь 2008 г.). «Phytophthora ramorum: патоген с чрезвычайно широким кругом хозяев, вызывающий внезапную гибель дубов и гниль раморума на древесных декоративных растениях» . Молекулярная патология растений . 9 (6): 729–40. дои : 10.1111/J.1364-3703.2008.00500.X . ПМК 6640315 . ПМИД 19019002 .
- ^ «Ученые обнаруживают, как смертоносные грибковые микробы проникают в клетки-хозяева» . (VBI) в филиалах Технологического института штата Вирджиния . Физорг. 22 июля 2010 года . Проверено 31 июля 2012 г.
- ^ Швельм, Арне; Бадштёбер, Юлия; Булман, Саймон; Дезуаньи, Николя; Этемади, Мохаммед; и др. (2018). «Нет в привычном топ-10: протисты, поражающие растения и водоросли» . Молекулярная патология растений . 19 (4): 1029–1044. дои : 10.1111/mpp.12580 . ПМК 5772912 . ПМИД 29024322 .
- ^ Джексон Р.В., изд. (2009). Патогенные бактерии растений: геномика и молекулярная биология . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-37-0 .
- ^ Буркхолдер WH (октябрь 1948 г.). «Бактерии как патогены растений». Ежегодный обзор микробиологии . 2 (1 том): 389–412. дои : 10.1146/annurev.mi.02.100148.002133 . ПМИД 18104350 .
- ^ Ан С.К., Потнис Н., Доу М., Форхолтер Ф.Дж., Он Ю.К., Беккер А. и др. (октябрь 2019 г.). «Механистическое понимание адаптации хозяина, вирулентности и эпидемиологии фитопатогена Xanthomonas» . Обзоры микробиологии FEMS . 44 (1): 1–32. дои : 10.1093/femsre/fuz024 . ПМК 8042644 . ПМИД 31578554 .
- ^ «Исследовательская группа разгадывает хитросплетения патогенов томатов» . Вирджинский технологический институт. 2011.
- ^ Гаспарик, Гейл Э. (2010). «Спироплазмы и фитоплазмы: микробы, связанные с растениями-хозяевами». Биологические препараты . 38 (2): 193–203. doi : 10.1016/j.biologicals.2009.11.007 . ПМИД 20153217 . S2CID 23419581 .
- ^ Кример Р., Хаббл Х., Льюис А. (май 2005 г.). «Куртовирусная инфекция перца чили в Нью-Мексико» . Болезни растений . 89 (5): 480–486. дои : 10.1094/PD-89-0480 . ПМИД 30795425 .
- ^ Хьюн Б.Л., Мэтьюз В.К., Элерс Дж.Д., Лукас М.Р., Сэйнтс 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 .
- ^ Two Saints JJ, де Фланж А.Л., Жан-Батист MC, Бернарди Д., Вилкен С.Р., Лейте Л.Г., Гарсия ФР (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 .
- ^ Янкявичюс Й.В., Итов-Янкявичюс С., Маеда Л.А., Кампанер М., Кончон И. 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 .
- ^ Шуцкий, Р.Э.; Крегг, Б. (2007). «Абиотические заболевания растений: симптомы, признаки и решения. Диагностическое руководство по решению проблем» (PDF) . Факультет садоводства Мичиганского государственного университета . Мичиганский государственный университет. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 года . Проверено 10 апреля 2015 г.
- ^ Мой Дж. Х., Вонг Л. (2002). «Эффективность и прогресс в использовании радиации для карантинной обработки тропических фруктов — пример на Гавайях». Радиационная физика и химия . 63 (3–6). Эльзевир Б.В.: 397–401. Бибкод : 2002RaPC...63..397M . дои : 10.1016/s0969-806x(01)00557-6 . ISSN 0969-806X . S2CID 93883640 .
- ^ Jump up to: а б Международная конвенция по защите растений (IPPC) (2021 г.). Стратегические рамки Международной конвенции по 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.
- ^ Дюфур, Рекс (июль 2015 г.). Информационный листок: Севооборот в системах органического земледелия (отчет). Национальный центр соответствующих технологий . Проверено 4 мая 2016 г.
- ^ Райдер М.Х., Джонс Д.А. (1 октября 1991 г.). «Биологический контроль корончатого галла с использованием штаммов агробактерий К84 и К1026». Функциональная биология растений . 18 (5): 571–579. дои : 10.1071/pp9910571 .
- ^ Мартинелли Ф., Скаленге Р., Давино С., Панно С., Скудери Г. и др. (январь 2015 г.). «Передовые методы обнаружения болезней растений. Обзор» (PDF) . Агрономия для устойчивого развития . 35 (1): 1–25. дои : 10.1007/s13593-014-0246-1 . S2CID 18000844 .
- ^ Веласкес AC, Castroverde CD, He SY (май 2018 г.). «Борьба с растениями и патогенами в меняющихся климатических условиях» . Современная биология . 28 (10). Ячеечный пресс : R619–R634. дои : 10.1016/j.cub.2018.03.054 . ПМЦ 5967643 . ПМИД 29787730 .
