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

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 нарушения растений

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

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

Устойчивость растений к болезням – это способность растения предотвращать и прекращать заражение фитопатогенами. 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

Обнаружение

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, Ито и др. 2002, и Рагоццино и др. В 2004 г. были разработаны методы ПЦР для мультиплексирования шести или семи молекулярных продуктов патогенов растений, а Persson et al. 2005 г. за мультиплексирование четырех с помощью RT-PCR. ^{[ 13 ]} Для более обширной молекулярной диагностики требуются массивы ПЦР . ^{[ 13 ]} Основным методом обнаружения, используемым во всем мире, является иммуноферментный анализ . ^{[ 14 ]}

Биологический

Севооборот является традиционным, а иногда и эффективным средством 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

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

Ссылки

^ Оливер, Ричард, изд. (2024). Патология растений Агриоса (Шестое изд.). Амстердам: Академическая пресса. ISBN 9780128224298 . OCLC 1382797185 .
^ Назаров Павел А.; Балеев Дмитрий Н.; Иванова Мария И.; Соколова Любовь М.; Каракозова Марина Владимировна (27 октября 2020 г.). «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, Дарио; Висенте, Ариэль Р.; Лабавич, Джон М.; Беннетт, Алан Б.; Пауэлл, Энн LT (ноябрь 2008 г.). «Незнакомцы в матрице: стенки растительных клеток и восприимчивость к патогенам». Тенденции в науке о растениях . 13 (11): 610–617. Бибкод : 2008TPS....13..610C . doi : 10.1016/j.tplants.2008.09.002 . hdl : 11336/148749 . ПМИД 18824396 .
^ Ламичхан, Джей Рам; Вентури, Витторио (27 мая 2015 г.). «Синергизм между микробными патогенами в комплексах болезней растений: растущая тенденция» . Границы в науке о растениях . 06 : 385. дои : 10.3389/fpls.2015.00385 . ПМЦ 4445244 . ПМИД 26074945 .
^ Джованнони, Мойра; Граменья, Джованна; Бенедетти, Мануэль; Маттеи, Бенедетта (29 апреля 2020 г.). «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, Николь (9 сентября 2009 г.). «Расшифрован геном возбудителя ирландского картофельного голода» . 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, Итан Дж.; Али, Шаукат; Бьямукама, Эммануэль; Йен, Ян; Непал, Мадхав П. (4 июля 2018 г.). «Механизмы устойчивости растений к болезням» . Гены . 9 (7): 339. doi : 10.3390/genes9070339 . ПМК 6071103 . ПМИД 29973557 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Мамфорд, Рик; Бунэм, Нил; Томлинсон, Дженни; Баркер, Ян (сентябрь 2006 г.). «Достижения молекулярной фитодиагностики – новые решения старых проблем» . Европейский журнал патологии растений . 116 (1): 1–19. Бибкод : 2006EJPP..116....1M . дои : 10.1007/s10658-006-9037-0 . ПМК 7087944 . ПМИД 32214677 .
^ Венбрукс, Марк; Крауэлс, Сэм; Редьерс, Ганс (8 мая 2023 г.). «Современные и возникающие тенденции в методах обнаружения патогенов растений» . Границы в науке о растениях . 14 . дои : 10.3389/fpls.2023.1120968 . ПМК 10200959 . ПМИД 37223788 .
^ Райдер, штат Мичиган; Джонс, Да (1991). «Биологический контроль над корончатым галлом с использованием штаммов агробактерий К84 и К1026». Функциональная биология растений . 18 (5): 571. дои : 10.1071/pp9910571 .
^ Эйснворт, Джеффри Клаф (1981). Введение в историю патологии растений . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-23032-2 .

Внешние ссылки

[1] Оливер, Ричард, изд. (2024). Патология растений Агриоса (Шестое изд.). Амстердам: Академическая пресса. ISBN 9780128224298 . OCLC 1382797185 .

[2] Назаров Павел А.; Балеев Дмитрий Н.; Иванова Мария И.; Соколова Любовь М.; Каракозова Марина Владимировна (27 октября 2020 г.). «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 .

[Cantu-et-al-2008-3] Канту, Дарио; Висенте, Ариэль Р.; Лабавич, Джон М.; Беннетт, Алан Б.; Пауэлл, Энн LT (ноябрь 2008 г.). «Незнакомцы в матрице: стенки растительных клеток и восприимчивость к патогенам». Тенденции в науке о растениях . 13 (11): 610–617. Бибкод : 2008TPS....13..610C . doi : 10.1016/j.tplants.2008.09.002 . hdl : 11336/148749 . ПМИД 18824396 .

[4] Ламичхан, Джей Рам; Вентури, Витторио (27 мая 2015 г.). «Синергизм между микробными патогенами в комплексах болезней растений: растущая тенденция» . Границы в науке о растениях . 06 : 385. дои : 10.3389/fpls.2015.00385 . ПМЦ 4445244 . ПМИД 26074945 .

[5] Джованнони, Мойра; Граменья, Джованна; Бенедетти, Мануэль; Маттеи, Бенедетта (29 апреля 2020 г.). «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 .

[watermold-6] Дэвис, Николь (9 сентября 2009 г.). «Расшифрован геном возбудителя ирландского картофельного голода» . Институт Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда . Проверено 24 июля 2012 г.

[Oomycetes-7] «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.

[effector-8] 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.

[Schutzki2007-9] 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.

[10] «Американское фитопатологическое общество» . Американское фитопатологическое общество . Проверено 26 марта 2019 г.

[11] «Треугольник болезни» . Государственный университет Орегона. 25 апреля 2014 года . Проверено 31 декабря 2023 г.

[12] Андерсен, Итан Дж.; Али, Шаукат; Бьямукама, Эммануэль; Йен, Ян; Непал, Мадхав П. (4 июля 2018 г.). «Механизмы устойчивости растений к болезням» . Гены . 9 (7): 339. doi : 10.3390/genes9070339 . ПМК 6071103 . ПМИД 29973557 .

[Mumford-et-al-2006-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Мамфорд, Рик; Бунэм, Нил; Томлинсон, Дженни; Баркер, Ян (сентябрь 2006 г.). «Достижения молекулярной фитодиагностики – новые решения старых проблем» . Европейский журнал патологии растений . 116 (1): 1–19. Бибкод : 2006EJPP..116....1M . дои : 10.1007/s10658-006-9037-0 . ПМК 7087944 . ПМИД 32214677 .

[14] Венбрукс, Марк; Крауэлс, Сэм; Редьерс, Ганс (8 мая 2023 г.). «Современные и возникающие тенденции в методах обнаружения патогенов растений» . Границы в науке о растениях . 14 . дои : 10.3389/fpls.2023.1120968 . ПМК 10200959 . ПМИД 37223788 .

[15] Райдер, штат Мичиган; Джонс, Да (1991). «Биологический контроль над корончатым галлом с использованием штаммов агробактерий К84 и К1026». Функциональная биология растений . 18 (5): 571. дои : 10.1071/pp9910571 .

[Ainsworth-16] Эйснворт, Джеффри Клаф (1981). Введение в историю патологии растений . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-23032-2 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и Сельское хозяйство
Outline History Index
Occupations	Agriculturist Agricultural Engineer Farmer Farm worker Herder
General	Agribusiness Agricultural cooperative Agricultural supplies Agricultural science Agricultural engineering Agricultural technology Digital Biotechnology Agroforestry Agronomy Animal husbandry Animal-free agriculture Cellular agriculture Contract farming Extensive farming Farm Farmhouse Feed ratio Free range Horticulture Intensive farming animals pigs crops Mechanised agriculture Organic farming Paludiculture Permaculture Polyculture Rice-duck farming Rice-fish system Sustainable agriculture Sustainable food system Universities and colleges Urban agriculture
History	Prehistory Neolithic Revolution Agriculture in Mesoamerica Austronesian expansion Ancient history Ancient Egypt Ancient Greece Ancient Rome Post-classical Agriculture in the Middle Ages Arab Agricultural Revolution Columbian exchange Modern history British Agricultural Revolution Green Revolution Organic Monoculture
Farming Types	Agrivoltaic Aquaculture Cattle Dairy farming Fur farming Goat farming Grazing Convertible husbandry Rotational grazing Hydroponics Insect farming Livestock Pasture Mixed Paddy field Pastoral Bocage Pig farming Poultry farming Ranch Orchards Sheep farming Terrace Wildlife farming
Environmental impact	Agricultural expansion Agricultural pollution Agricultural wastewater Overgrazing Environmental impact of irrigation Overdrafting Climate change and agriculture
Categories	Agricultural machinery Agriculture by country Agriculture companies Biotechnology History of agriculture Livestock Meat industry Poultry farming Agriculture and the environment
Lists	Agriculturist profession Agricultural machinery Government ministries Universities and colleges
Category Portal Commons Wikiproject