Патология растений
Патология растений или фитопатология — это научное исследование болезней растений, вызванных возбудителями (инфекционными организмами) и условиями окружающей среды (физиологическими факторами). [1] Патология растений включает изучение идентификации патогенов, этиологии заболеваний , циклов заболеваний, экономических последствий, эпидемиологии болезней растений , устойчивости растений к болезням , того, как болезни растений влияют на людей и животных, генетики патосистем и борьбы с болезнями растений.
Патогенность растений [ править ]
К возбудителям растений, организмам, вызывающим инфекционные заболевания растений , относятся грибы , оомицеты , бактерии , вирусы , вироиды , вирусоподобные организмы, фитоплазмы , простейшие , нематоды и растения-паразиты . [2] В большинстве патосистем растений вирулентность зависит от гидролаз и ферментов, разрушающих клеточную стенку . Подавляющее большинство из них действуют на пектины (например, пектинэстераза , пектатлиаза и пектиназы ). клеточной стенки Для микробов полисахариды являются одновременно источником питания и барьером, который необходимо преодолеть. Многие патогены растут оппортунистически, когда хозяин разрушает собственные клеточные стенки, чаще всего во время созревания плодов . [3] В отличие от патологии человека и животных, патология растений обычно фокусируется на одном организме-возбудителе; однако было показано, что некоторые болезни растений являются результатом взаимодействия нескольких патогенов. [4]
Для колонизации растения патогены имеют специфические факторы патогенности пяти основных типов: использование ферментов, разрушающих клеточную стенку, токсинов , эффекторных белков, фитогормонов и экзополисахаридов .
- Ферменты, разрушающие клеточную стенку : они используются для разрушения клеточной стенки растений с целью высвобождения питательных веществ внутри и включают эстеразы, гликозилгидролазы, лиазы и оксидоредуктазы. [5]
- Токсины : они могут быть неспецифичными для хозяина, которые повреждают все растения, или специфичными для хозяина, которые наносят ущерб только растению-хозяину.
- Эффекторные белки : они могут секретироваться такими патогенами, как бактерии, грибы и оомицеты. [6] [7] во внеклеточную среду или непосредственно в клетку-хозяина, часто через систему секреции третьего типа . Известно, что некоторые эффекторы подавляют защитные процессы хозяина. Это может включать снижение внутренних сигнальных механизмов растения или сокращение производства фитохимикатов. [8]
- Фитогормоны — это химические вещества, используемые растениями для передачи сигналов; патогены могут производить их, изменяя рост растений в свою пользу.
- Экзополисахариды представляют собой в основном небольшие цепочки сахаров, которые помогают патогенам прикрепляться к поверхности растения, позволяя им начать процесс заражения.
Физиологические заболевания растений [ править ]
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 . [9]
Эпидемиология [ править ]
Эпидемиология – это наука о факторах, влияющих на возникновение и распространение инфекционных заболеваний. [10]
Треугольник болезней описывает основные факторы, необходимые для возникновения болезней растений. Это растение-хозяин, возбудитель и окружающая среда. Любой из них можно модифицировать для борьбы с заболеванием. [11]
Устойчивость к болезням [ править ]
Устойчивость растений к болезням – это способность растения предотвращать и прекращать инфекции, вызываемые растительными патогенами. Структурами, которые помогают растениям предотвращать проникновение патогенов, являются кутикулярный слой, клеточные стенки и замыкающие клетки устьиц. Как только патогены преодолевают эти барьеры, растительные рецепторы инициируют сигнальные пути для создания молекул, способных конкурировать с чужеродными молекулами. На эти пути влияют и запускают гены растения-хозяина, и ими можно манипулировать путем генетической селекции для создания устойчивых сортов. [12]
Управление [ править ]
Обнаружение [ править ]
Древние методы исследования листьев и вскрытия растительного материала вручную теперь дополняются новыми технологиями. К ним относятся анализы молекулярной патологии, такие как полимеразная цепная реакция (ПЦР), ОТ-ПЦР и петлевая изотермическая амплификация (LAMP). [13] Хотя ПЦР может обнаружить несколько молекулярных мишеней в одном растворе, существуют ограничения. [13] Бертолини и др., 2001 г., Ито и др., 2002 г. и Рагоццино и др., 2004 г. разработали методы ПЦР для мультиплексирования шести или семи молекулярных продуктов патогенов растений, а Перссон и др., 2005 г. — для мультиплексирования четырех продуктов с помощью ОТ-ПЦР. [13] Для более обширной молекулярной диагностики требуются массивы ПЦР . [13] Основным методом обнаружения, используемым во всем мире, является иммуноферментный анализ . [14]
Биологический [ править ]
Севооборот — традиционное, а иногда и эффективное средство предотвращения укоренения паразитической популяции. Например, защита от заражения Agrobacterium tumefaciens , вызывающего желчные заболевания у многих растений, путем окунания черенков в суспензии Agrobacterium radiobacter перед помещением их в землю для укоренения. [15]
История [ править ]
Патология растений развивалась с древности, начиная с Теофраста в древнюю эпоху, но научные исследования начались в период раннего Нового времени с изобретением микроскопа и получили развитие в 19 веке. [16]
См. также [ править ]
- Американское фитопатологическое общество
- Австралазийское общество патологии растений
- Британское общество патологии растений
- Лесная патология
- Отношения ген-за-геном
- Глобальная клиника растений
- Глоссарий фитопатологии
- Шкала Хорсфолла-Барратта
- Список журналов по фитопатологии
- Микробный инокулянт
- Фитофармакология
- Прогнозирование болезней растений
- Задержка роста
Примечания [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ 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 .
- ^ Канту Д., Висенте А.Р., Лабавич Дж.М., Беннетт А.Б., Пауэлл А.Л. (ноябрь 2008 г.). «Незнакомцы в матрице: стенки растительных клеток и восприимчивость к патогенам». Тенденции в науке о растениях . 13 (11). Cell Press : 610–617. doi : 10.1016/j.tplants.2008.09.002 . hdl : 11336/148749 . ПМИД 18824396 . (АРВ ОРЦИД : 0000-0003-1289-9554 ) .
- ^ Ламичхан-младший, Вентури В. (2015). «Синергизм между микробными патогенами в комплексах болезней растений: растущая тенденция» . Границы в науке о растениях . 6 (385): 385. doi : 10.3389/fpls.2015.00385 . ПМЦ 4445244 . ПМИД 26074945 .
- ^ Джованнони М., Граменья Г., Бенедетти М., Маттеи Б. (2020). «Промышленное использование ферментов, разрушающих клеточную стенку: тонкая грань между производственной стратегией и экономической целесообразностью» . Границы биоинженерии и биотехнологии . 8 : 356. дои : 10.3389/fbioe.2020.00356 . ПМК 7200985 . ПМИД 32411686 .
- ^ 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.
- ^ «Первая крупномасштабная карта белковой сети растения отражает эволюцию и процесс заболевания» . Институт рака Дана-Фарбер. 29 июля 2011 года. Архивировано из оригинала 12 мая 2012 года . Проверено 24 июля 2012 г.
- ^ Ма, Винбо (28 марта 2011 г.). «Как растения борются с болезнями? Прорывное исследование патологоанатома растений Калифорнийского университета в Риверсайде дает ключ к разгадке» . Калифорнийский университет Риверсайд.
- ^ 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.
- ^ «Американское фитопатологическое общество» . Американское фитопатологическое общество . Проверено 26 марта 2019 г.
- ^ «Треугольник болезни» . Государственный университет Орегона. 25 апреля 2014 года . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Андерсен Э.Дж., Али С., Бьямукама Э., Йен Ю., член парламента Непала (июль 2018 г.). «Механизмы устойчивости растений к болезням» . Гены . 9 (7): 339. doi : 10.3390/genes9070339 . ПМК 6071103 . ПМИД 29973557 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Мамфорд Р., Бунэм Н., Томлинсон Дж., Баркер И. (13 июля 2006 г.). «Достижения молекулярной фитодиагностики – новые решения старых проблем» . Европейский журнал патологии растений . 116 (1). Европейский фонд патологии растений ( Springer ): 1–19. Бибкод : 2006EJPP..116....1M . дои : 10.1007/s10658-006-9037-0 . ПМК 7087944 . ПМИД 32214677 .
- ^ Текущие и новые тенденции в методах обнаружения патогенов растений. Границы в науке о растениях.
- ^ Райдер М.Х., Джонс Д.А. (1 октября 1991 г.). «Биологический контроль над корончатым галлом с использованием штаммов агробактерий К84 и К1026». Функциональная биология растений . 18 (5): 571–579. дои : 10.1071/pp9910571 .
- ^ Эйснворт Г.К. (1981). Введение в историю патологии растений . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-23032-2 .
Внешние ссылки [ править ]
- Международное общество патологии растений
- Австралазийское общество патологии растений
- Американское фитопатологическое общество
- Британское общество патологии растений
- Указатель статей Эрвина Фринка Смита к статьям Смита (1854–1927), который считался «отцом бактериальной патологии растений» и более 40 лет работал в Министерстве сельского хозяйства США.
- Plant Health Progress, Интернет-журнал прикладной патологии растений
- Pacific Northwest Fungi, онлайн-журнал по микологии со статьями о грибковых патогенах растений.
- Кафедра патологии растений и микробиологии Ротамстеда
- Кафедра энтомологии, патологии растений и науки о сорняках Университета штата Нью-Мексико
- База данных о взаимодействии патогенов с хостами (база PHI)
- Вирусология винограда
- Возможности в патологии растений
- Страница Facebook Азиатской ассоциации обществ патологии растений
