11. Первичные источники вирусных инфекций.
Более 1000 различных болезней растений вызываются вирусами. Вирусы растений или фитопатогенные вирусы – это мельчайшие формы субмикроскопических инфекционных агентов.
Они имеют ряд общих свойств:
а) не видны в световой микроскоп (размеры от 20 до 300 нм),
б) не имеют клеточного строения,
в) не имеют собственного метаболизма, поэтому полностью зависят от клетки растения-хозяина (т. е. являются облигатными внутриклеточными паразитами),
г) содержат только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).
В природе вирусы существуют в двух формах : внеклеточной и внутриклеточной.
Внеклеточная форма вируса называется вирион — это инертная инфекционная частица, которая состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида.
Многие вирусы способны к заражению какого-либо одного хозяина. Другие, например, вирус табачной мозаики (ВТМ), имеют широкий спектр хозяев. Некоторые вирусы растений способны размножаться в телах насекомых-переносчиков.
Фитопатогенные вирусы поражают широкий круг растений из различных семейств. При этом один и тот же вид растения может быть хозяином многих вирусов. Каждый вирус имеет определенный круг растений-хозяев, т. е. растений, восприимчивых к данному вирусу, в клетках которых он может размножаться, давая новые поколения вирусных частиц. Например, некоторые вирусы, поражающие землянику (род Fragaria), не вызывают заболевания у растений других родов. А для вируса бронзовости томатов характерен широкий круг хозяев: в этом списке растения 166 видов из 34 семейств, относящихся как к классу однодольных, так и к классу двудольных.
Вирусные инфекции растений существенно отличаются от вирусных инфекций животных и микроорганизмов.
Во-первых, фитопатогенные вирусы проникают в клетки растений через повреждения в клеточной оболочке при ее механическом травмировании или в результате прокалывания ротовыми органами членистоногих переносчиков.
Во-вторых, растение, инфицированное вирусом становится его постоянным носителем. При этом вирус проникает практически во все органы и ткани инфицированного растения (за исключением вирусов, имеющих тканевую специфичность).
Поражение вирусами чаще бывает системным, реже локальным. При системном поражении вирусные частицы способны перемещаться из клетки в клетку по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по проводящим элементам в другие органы растений. Клетки растений при системном заражении могут накапливать вирус в значительных количествах, оставаясь жизнеспособными.
Локальное поражение может объясняться двумя причинами: тканевой специфичностью и местной некротизацией ткани, в результате чего происходит локализация вирусной инфекции в месте проникновения вируса в ткани растения.
Часто растения реагируют на инфекцию обоими типами симптомов, и локальная некротизация тканей в местах проникновения вирусов сочетается с развитием системной инфекции растения, которая также может приводить к местной или системной некротизации тканей разных органов.
Перемещение вирусов в растении происходит по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по флоэме и ксилеме. Скорость распространения зависит от температуры: чем выше температура, тем выше скорость. По флоэме вирусы могут распространяться со скоростью несколько сантиметров в час. Большинство вирусов передвигается с током углеводов по флоэме, реже – по ксилеме.
Вирусы накапливаются только в тех клетках, где происходит их воспроизводство. В сосудах они практически не способны размножаться. Максимальное количество вирусных частиц, накапливающихся в клетке, зависит от вида растения-хозяина. Например, в клетках листьев табака накапливается в 10 раз больше вирусов табачной мозаики, чем в листьях томата.
Распространение вирусов в биоценозах
Вирусы растений обладают способностью к быстрому распространению в биоценозах. Способы распространения различны:
1. Передача контактно-механическим путем при взаимоповреждающем контакте здорового и больного растения (при обрезке, пасынковании, сборе урожая, а также в загущенных посадках).
2. Распространение семенами и пыльцой.
3. Для вегетативно размножаемых культур основной способ распространения вирусов — через посадочный материал.
4. Беспозвоночными с колюще сосущим или грызущим аппаратом (тлями, цикадками, трипсами, червецами, щитовками, клещами).
6. С помощью повилики.
7. Спорами и зооспорами фитопатогенных грибов.
Интенсивность эпифитотий зависит от различных переносчиков. В настоящее время определено около 400 различных переносчиков. Среди них большинство – насекомые. Период от начала принятия вируса от донора до появления у насекомого способности переносить вирус называют инкубационным периодом. Время, на протяжении которого переносчик с вирусом остается инфекционным, относят к определению персистентность. По особенностям передачи вирусов растений выделяют три группы: персистентные, полуперсистентные, неперсистентные.
Неперсистентные вирусы передаются переносчиками непосредственно после непродолжительного (несколько секунд) питания на больном или на здоровом растении. Переносчики быстро (за несколько минут) теряют способность к инфицированию, если они перестают питаться на больном растении. К неперсистентным относят U-вирус картофеля, вирус желтой мозаики фасоли и др.
Персистентные вирусы передаются переносчиком не сразу после приобретения их на больном растении, но после латентного периода определенной продолжительности (от нескольких часов до нескольких суток). Переносчик сохраняет способность передавать вирус в течение длительного времени, иногда в течение всей жизни. Среди них выделяют возбудители, которые не репродуцируются в переносчике (например, вирус желтой карликовости ячменя) и вирусы, способные размножаться в организме переносчика (вирус пожелтения жилок осота).
Полуперсистентные вирусы представляют собой промежуточную группу. Они способны передаваться переносчиком сразу после его питания на больном растении. После прекращения питания способность к инфицированию сохраняется в течение 3-4 суток. Латентный период отсутствует. Представителем этой группы является вирус желтухи сахарной свеклы.
Отдельные переносчики могут передавать много различных вирусов, например тля вида Myzus persicae способна переносить до 70 вирусов. Распространению вирусов способствует космополитизм насекомых. Так некоторые трипсы (Thrips tabaci) питаются на растениях 140 видов из 40 семейств.
При некоторых типичных для вирусного поражения заболеваниях, таких как болезненное позеленение или деформация роста вкупе с новообразованиями (например, «ведьмина метла»), возбудителем могут быть не вирусы, а микоплаз.
Болезни растений, вызываемые неблагоприятными температурными условиями
Растения чутко реагируют на существенные изменения температурных условий внешней среды. Особенно губительны для них низкие температуры.
При температуре О °С замедляется рост растений, желтеют и деформируются пластинки листа, дыхательные процессы преобладают над ассимиляционными, что приводит к переохлаждению, которое особенно часто проявляется на всходах. Длительное понижение температуры, ослабляя растения, может привести их к гибели.
Переохлаждение опасно также для продукции при хранении. В результате ослабевают защитные свойства клубней, корнеплодов, плодов и они быстрее заселяются сапрофитными микроорганизмами.
Особенно вредоносно замерзание, так как этот процесс необратим и приводит к нарушению целостности растительной ткани. При этом в межклеточных пространствах и в самих клетках образуются кристаллы льда. Кроме того, клетки обезвоживаются, так как вода из них перемещается в межклеточные пространства, в результате нарушается коллоидное состояние протоплазмы, кристаллы в межклетниках разрастаются еще больше и повреждают плазматические мембраны. При оттаивании замерзшей ткани из нее вытекает клеточный сок, ткань становится как бы прозрачной, затем чернеет и высыхает. Чем богаче растения водой, тем сильнее они повреждаются морозом. Это объясняет большее отрицательное воздействие на молодые органы. Так, даже небольшие заморозки весной сильно повреждают молодые листья, цветки конуса нарастания побегов, в то время как зимой эти же растения в состоянии покоя выдерживают продолжительное действие низких температур.
Для древесных пород большую опасность представляет чередование оттаивания и замораживания. Вследствие этого на деревьях возникают морозобойные трещины, которые развиваются после оттепелей, резко сменяющихся сильными морозами. Это результат неравномерного сжатия наружных и внутренних слоев древесины при резком понижении температуры вследствие плохой теплопроводности дерева, что приводит к разрыву наружных частей ствола в продольном направлении. Чаще всего морозобойные трещины захватывают только кору, но иногда они доходят до глубоких слоев.
При внезапном повышении температуры после сильных морозов на деревьях развивается отлуп. В этом случае наружные слои ствола расширяются сильнее, чем внутренние, и происходит отрыв коры от древесины, отлупные трещины кольцом охватывают ствол дерева и могут распространяться на несколько метров по длине ствола, что ослабляет деревья и способствует их гибели.
Большую опасность представляют также солнечно-морозные ожоги, которые возникают при резком колебании температур осенью, зимой и особенно весной. Под действием солнечных лучей клетки выходят из состояния покоя и становятся очень чувствительными к воздействию отрицательных температур в ночные часы. В зоне повреждения (наиболее крупные ветви и стволы с южной и юго-западной стороны) кора темнеет, подсыхает и опадает, а обнажившаяся древесина становится незащищенной от неблагоприятных воздействий. Такие ожоги могут переходить в опухоли неинфекционной природы.
Иногда под действием низких температур на деревьях развивается морозобойный рак. Вокруг поврежденного ожогом участка коры сначала образуется наплыв, состоящий из ткани, богатой водой и пластическими веществами. При незначительном повреждении коры наплыв полностью затягивает рану, и болезнь дальше не развивается. Наплыв одревесневает и надежно защищает древесину от воздействия окружающей среды. Если наплыв, не успев одревеснеть, подвергается новому воздействию мороза, то рана не затягивается, а вокруг первого наплыва образуется второй. Иногда в центре раны развивается воронкообразное углубление. Такие раковые опухоли нарушают рост ветвей, нередко приводя к их гибели.
Все эти повреждения опасны для деревьев сами по себе, но, кроме того, они способствуют большей чувствительности древесных культур к инфекционным болезням. Для защиты деревьев от вышеназванных повреждений проводят их побелку, осенью обвязывают лапником и т. д.
Многие болезни развиваются из-за воздействия на растения повышенных температур. Особенно страдают от них ткани с повышенным содержанием воды. Продолжительное пребывание растений при температуре 40—50 °С вызывает в них необратимые изменения. Степень повреждения зависит от культуры, возраста, размеров растения. Наиболее чувствительны к перегреву всходы. Тепловое повреждение растений часто отмечается в теплицах. На листьях солнечные ожоги проявляются в виде желтых или бурых пятен. Происходит преждевременный листопад.
Неинфекционная болезнь
Неинфекционная болезнь – это болезнь, возникающая под воздействием неблагоприятных абиотических факторов окружающей среды и не передающаяся от одного растения к другому. Причиной развития неинфекционного заболевания могут быть различные факторы внешней среды, интенсивность которых расположена в зоне угнетения, по максимальным либо минимальным значениям [2] .
Содержание:
Симптомы неинфекционных заболеваний сходны с симптомами инфекционных болезней. Они связаны с изменениями окраски или формы органов растения. Это может быть хлороз листьев, ожог листьев и плодов, опадение завязей, скручивание листовых пластинок, гибель растения. Главный вред неинфекционных болезней, такой же, как и у инфекционных заболеваний – ухудшение качественных и количественных показателей урожайности. Недобор урожая варьирует в очень высоких пределах, от минимальных до полной гибели [1] .
Закон минимума, оптимума и
максимума действия факторов жизни.
1. Оптимум – значение фактора наиболее благоприятное для жизнедеятельности, роста и размножения организма.; 2. Нижний и верхний пределы выносливости – крайние значения фактора, за которыми условия становятся непригодными и вызывают гибель организма.; 3. Зона оптимума – зона нормальной жизнедеятельности организма.; 4. Зоны угнетения (стрессовые зоны) – промежуток между зоной оптимума и нижним или верхним пределом выносливости, характеризующиеся увеличением либо уменьшением действия фактора [3] .
Причины неинфекционных заболеваний
Закон минимума, оптимума и максимума действия факторов жизни позволяет наглядно продемонстрировать причины неинфекционных заболеваний [3] .
Развитие растений, а значит, и урожайность, ограничиваются тем фактором, который на данный момент оказывается в нижнем или верхнем пределе выносливости. Восстановление дисбаланса позволяет нормализовать продуктивность растения. Полная реализация потенциальных возможностей сорта возможна только при оптимальном значении каждого фактора окружающей среды (температуры, влажности, минерального питания) [3] .
При одновременном воздействии нескольких неблагоприятных факторов окружающей среды вредоносность неинфекционных заболеваний возрастает [1] .
Нарушение минерального питания:
симптомы дефицита азота у огурца.
Особенности неинфекционных заболеваний
Воздействие факторов окружающей среды оказывает значительное влияние на морфогенез и физиологию растительных организмов, значительно меняя процессы жизнедеятельности. Из этого следует, что неинфекционные нарушения развития растительных организмов, по сути – физиологические заболевания [1] .
Неинфекционные болезни имеют ряд особенностей:
- Отсутствие возбудителя патологического процесса. Причинами развития заболевания в данном случае служат абиотические факторы окружающей среды. Их неблагоприятное воздействие в значительной степени нарушает различные функции растений, влияет на патоморфологические признаки, существенно изменяет процессы жизнедеятельности растений, то есть вызывает патологический процесс [5] .
- Одновременное массовое появление симптомов на растениях. Это объясняется воздействием неблагоприятных факторов внешней среды сразу на все растения в поле, саду или теплице. В случае, когда неблагоприятными факторами являются почвенные условия, микроклимат или неравномерное внесение удобрений, проявление болезни может проявляться очагами. В таких случаях область действия неблагоприятных факторов четко ограничена территориально, и за пределы их влияния заболевание распространиться не может [5] .
- Неинфекционные болезни не передаются от растения к растению и их развитие возможно остановить, путем исключения или оптимизации воздействия неблагоприятных факторов внешней среды [5] .
Классификация неинфекционных болезней
Симптомы неинфекционных заболеваний те же, что и у инфекционных болезней. Поэтому их систематизируют по характеру воздействия факторов окружающей среды на растения [1] [4] .
Различают следующие типы заболеваний:
- Нарушение питания – недостаток или избыток элементов минерального (азот, железо, калий, магний, сера, фосфор, кальций, микроэлементы) и органического питания. Симптомы различны [1][4] .
- Нарушение климатических условий выращивания: водного режима, температурного режима (высокие и низкие температуры), влажности воздуха, продолжительности фотопериода и освещенности. Симптоматика различна [1][4] .
- Химический токсикоз – вызывается высокими концентрациями различных химических веществ, в том числе пестицидов при их неграмотном использовании. Симптомы – искривление побегов, деформация цветков, плодов, листьев [1][4] .
- Загрязнения воздуха – отравление ядовитыми примесями окружающего воздуха (диоксид серы, озон, хлор, диоксид азота). Симптомы – некрозы вегетативных и генеративных органов, гибель растений [1][4] .
- Механические повреждения – повреждение корней и основания стебля при перевалке рассады или посадке растений на постоянное место, поддергивание растений, привязанных к шпалере, полегание растений. Симптоматика – краткосрочное привядание, снижение урожайности, гибель [1][4] .
- Тератоплазии – генетически наследуемые либо приобретенные нарушения. Причины – наследственность или результат травмирующего воздействия факторов окружающей среды на верхушечные и латеральные меристемы. Симптомы – уродливость или ненормальное развитие различных органов или всего растения [1][4] .
- Болезни, вызываемые действием проникающих излучений – возникают при воздействии рентгеновских, космических, γ-лучей, α- и β-частиц. Действие зависит от дозы. Обычно летальна доза облучения составляет 2000–3000 ренген. При продолжительном облучении значительными дозами развивается лучевая болезнь [1][4] .
Типы неинфекционных заболеваний соответствуют неблагоприятным факторам окружающей среды, их вызывающим [1] .
Сопряженные заболевания
Сопряженное заболевание – это связь между неинфекционным заболеванием и следующей за ним инфекционной болезнью. Неинфекционный патологический процесс вызывает ослабление растений. В результате снижается и устойчивость к фитопатогенам [5] .
Сопряженные заболевания значительно усиливают вредоносность возбудителей инфекционных заболеваний. В частности, корневые и прикорневые гнили стеблей огурца развиваются в условиях нарушения технологии возделывания. Неблагоприятная температура, влажность, особенно резкие колебания этих факторов, ослабляют растения и снижают их устойчивость к воздействию возбудителей корневых и прикорневых гнилей огурца. В этом случае указанное заболевание выступает в качестве сопряженной болезни – ослабление растений под воздействием низкой агротехники дополняется заражением фитопатогенами и ее распространение получает массовый характер [5] .
Стресс, получаемый растениями, косвенным путем изменяет предрасположенность растений к поражению. При этом часто невозможно определить общую направленность изменений. Она зависит от ряда факторов: вида стресса, срока действия стресса, его интенсивности, взаимодействия системы паразит-хозяин [5] .
Например, ячмень после засухи меньше поражается заболеванием гельминтоспориозная корневая гниль злаковых культур, но при этом больше поражается мучнистой росой злаковых культур [5] .
Источник https://studfile.net/preview/6385296/
Источник https://bstudy.net/827991/agro/bolezni_rasteniy_vyzyvaemye_neblagopriyatnymi_temperaturnymi_usloviyami
Источник https://www.pesticidy.ru/dictionary/Non_communicable_disease
