stringtranslate.com

Патология растений

Жизненный цикл возбудителя черной гнили - грамотрицательной бактерии Xanthomonas Campestris Pathovar Campestris

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, которые разрушают клеточную стенку . Подавляющее большинство из них действуют на пектины (например, пектинэстераза , пектатлиаза и пектиназы ). Для микробов полисахариды клеточной стенки 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 .

Физиологические расстройства 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

Треугольник болезней растений

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 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

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 — 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

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]

Смотрите также

Рекомендации

  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 Ивановна; Соколова Любовь М.; Каракозова Марина В. (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. 
  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. 
  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.
  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.
  8. ↑ Ма, Винбо (28 марта 2011 г.). «Как растения борются с болезнями? Прорывное исследование патолога растений Калифорнийского университета в Риверсайде дает ключ к разгадке». Калифорнийский университет Риверсайд.
  9. ^ Шуцки, RE; 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. 
  13. ^ abcd 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.). «Текущие 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 Миссисипи; 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.
  16. ^ Эйснворт, Джеффри Клаф (1981). Введение в историю патологии растений . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-23032-2.

Внешние ссылки