Устойчивость растений к инфекционным заболеваниям

Устойчивость к болезни – способность растения предотвращать, ограничивать или задерживать её развитие. Устойчивость (по Н.И. Вавилову ): Неспецифическая, или видовая – « фитоиммунитет» - защищает растения от огромного количества сапрофитных микроорганизмов, благодаря чему каждый вид растений поражается лишь немногими возбудителями Неспецифическая, или видовая – « фитоиммунитет» - защищает растения от огромного количества сапрофитных микроорганизмов, благодаря чему каждый вид растений поражается лишь немногими возбудителями Специфическая, или сортовая - имеет отношение к паразитам, способным преодолевать видовую устойчивость растения и поражать растение в той или иной степени. Специфическая, или сортовая - имеет отношение к паразитам, способным преодолевать видовую устойчивость растения и поражать растение в той или иной степени.

Инфекционные болезни растений вызываются : Паразитическими грибами; Паразитическими грибами; Бактериями; Бактериями; Вирусами; Вирусами; Растительными почвенными нематодами (фито гельминты); Растительными почвенными нематодами (фито гельминты); Паразитическими цветковыми растениями (повилика, заразиха, омела) Паразитическими цветковыми растениями (повилика, заразиха, омела)

Характеристика возбудителей болезней. Различают следующие группы патогенов: 1. Факультативные (необязательные) паразиты – являются сапрофитами, живут на мертвых остатках растений, но могут поражать и живые ослабленные растения. Легко культивируются на питательных средах, поражают растения многих видов и таксономических групп. Типичный паразит – возбудитель серой гнили Botrytis cinerea.

Серая гниль винограда

Botrytis cinerea – Серая гниль

2. Факультативные сапрофиты – ведут в основном паразитический образ жизни на небольшом числе видов, реже – сапрофитный. Типичный представитель – возбудитель фитофтороза картофеля Phytophthora infestans.

3. Облигатные (обязательные) паразиты - не могут существовать без растения-хозяина одного или близких родов. К облигатным паразитам относятся все вирусы, многие грибы-паразиты (например, возбудитель бурой ржавчины пшеницы ), но не бактерии. не могут существовать без растения-хозяина одного или близких родов. К облигатным паразитам относятся все вирусы, многие грибы-паразиты (например, возбудитель бурой ржавчины пшеницы ), но не бактерии.

По характеру питания патогены делятся на : Некротрофы поселяются на предварительно убитой ими ткани. Клетки растения-хозяина погибают под действием токсинов, выделяемых патогеном, а затем содержимое клеток расщепляется внеклеточными гидролитическими ферментами, выделяемыми паразитом. поселяются на предварительно убитой ими ткани. Клетки растения-хозяина погибают под действием токсинов, выделяемых патогеном, а затем содержимое клеток расщепляется внеклеточными гидролитическими ферментами, выделяемыми паразитом.Биотрофы некоторое время сосуществуют с живыми клетками хозяина. Проникают туда, минуя системы защиты растения, не выделяя вредных токсинов. Обитает в межклетниках, питательные вещества получает с помощью гаусторий. Сосуществование продолжается до спороношения гриба, после чего растение начинает повреждаться. некоторое время сосуществуют с живыми клетками хозяина. Проникают туда, минуя системы защиты растения, не выделяя вредных токсинов. Обитает в межклетниках, питательные вещества получает с помощью гаусторий. Сосуществование продолжается до спороношения гриба, после чего растение начинает повреждаться.

Патогены воздействуют на растение-хозяина с помощью выделяемых гидролитических ферментов и токсинов. Ферменты растворяют компоненты клеточных стенок и срединные пластинки, облегчая тем самым внедрение паразита в ткани растения-хозяина и одновременно обеспечивая его питанием. Фитотоксины – токсины, выделяемые некротрофами и убивающие растения. Не обладают специфичностью, способны повреждать многие растения. Фитотоксины – токсины, выделяемые некротрофами и убивающие растения. Не обладают специфичностью, способны повреждать многие растения. Вивотоксины – выделяются патогеном в среду, если он является сапрофитом, и в ткани растения – при паразитизме; индуцируют ряд симптомов болезни. Вивотоксины – выделяются патогеном в среду, если он является сапрофитом, и в ткани растения – при паразитизме; индуцируют ряд симптомов болезни. Наиболее полно симптомы болезни вызываются токсинами паразита, заражающего данный вид, т. е. специфичными к данному растению-хозяину - патотоксинами. Наиболее полно симптомы болезни вызываются токсинами паразита, заражающего данный вид, т. е. специфичными к данному растению-хозяину - патотоксинами.

Свойства паразитических организмов: 1. Патогенность – способность микроорганизмов вызывать заболевания. 2. Вирулентность – способность патогена поражать или не поражать растение. Присуща патогенным видам, различающимся способностью поражать разные растения ; могут иметь несколько форм, паразитирующих на различных растениях одного рода (например, Puccinia graminis паразитирует на пшенице, овсе, рисе и других злаках ). 3. Агрессивность – выражает степень поражения ими восприимчивых растений и определяется скорость роста паразита, факторами внешней среды.

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ БОЛЕЗНИ Кольцевая гниль картофеля. Возбудитель Coryne-bacterium sepedonicum.

Бурая бактериальная гниль Возбудители - Phytophthora, Monilinia, Pseudomonas, Rhizoctonia

Болезни, вызываемые грибами- паразитами. Фузариозная сухая гниль Возбудители - грибы рода Fusarium

Резиновая гниль Возбудитель - Geotrichum candidum

Генетическая детерминированность взаимоотношений хозяина и паразита. Устойчивость растений находится под генетическим контролем (генетически детерминирована) – в процессе сопряженной эволюции у растения-хозяина и его паразита возникают комплементарные (соответствующие друг другу) пары генов: ген устойчивости R1 у растения и ген вирулентности А1 у паразита – теория «ген-на-ген» (H. Flor, 1956). Устойчивость растений находится под генетическим контролем (генетически детерминирована) – в процессе сопряженной эволюции у растения-хозяина и его паразита возникают комплементарные (соответствующие друг другу) пары генов: ген устойчивости R1 у растения и ген вирулентности А1 у паразита – теория «ген-на-ген» (H. Flor, 1956).

Каждый сорт растения поражается только совместимой с ним расой специализированного патогена, обладающей комплементарным к гену устойчивости растения геном вирулентности. Вертикальная устойчивость - сорт к одним расам патогена проявляет устойчивость, а к другим – нет. Горизонтальная (полевая) устойчивость – Обеспечивает низкий, средний или высокий уровень устойчивости ко всем расам патогена.

Механизмы защиты растений от болезней

Конституционные механизмы 1. Особенности структуры тканей, обеспечивающие механический барьер для проникновения инфекции: 2. Способность к выделению веществ с антибиотической активностью; 3. Создание в тканях недостатка веществ, жизненно важных для роста и развития паразита

Индуцированные механизмы устойчивости – характеризуются реакцией растения-хозяина на инфекцию : усиление дыхания и энергетического обмена растений; усиление дыхания и энергетического обмена растений; накопление веществ, обеспечивающих неспецифическую устойчивость (фитонциды, фенолы); накопление веществ, обеспечивающих неспецифическую устойчивость (фитонциды, фенолы); возникновение реакции сверхчувствительности; возникновение реакции сверхчувствительности; синтез фитоалексинов синтез фитоалексинов

Механические компоненты защиты: До инфекции: - наличие покровных тканей (механический и токсический барьер); - наличие покровных тканей (механический и токсический барьер); - отложение воска на кутикуле эпидермальных клеток (делает поверхность органа гладкой, плохо смачиваемой водой – нет условий для прорастаний спор-паразитов); - отложение воска на кутикуле эпидермальных клеток (делает поверхность органа гладкой, плохо смачиваемой водой – нет условий для прорастаний спор-паразитов);

Изменение барьеров ПОСЛЕ заражения: Усиление лигнификации клеточных стенок – повышается механическая прочность оболочек, ограничивается распространение токсинов паразита и приток питательных веществ из растения к клеткам паразита, защита компонентов стенки от атаки ферментами патогена; Усиление лигнификации клеточных стенок – повышается механическая прочность оболочек, ограничивается распространение токсинов паразита и приток питательных веществ из растения к клеткам паразита, защита компонентов стенки от атаки ферментами патогена; Образование перидермы – механический барьер между некротизированными клетками очага инфекции и живыми клетками; Образование перидермы – механический барьер между некротизированными клетками очага инфекции и живыми клетками; Утолщение клеточной стенки, образование бугорка-папиллы, содержащего лигнин и кремний; Утолщение клеточной стенки, образование бугорка-папиллы, содержащего лигнин и кремний; Образование тилл – выпячивания в сосудах, представляющие собой содержимое соседних клеток, покрытое пектиновым слоем. Образование тилл – выпячивания в сосудах, представляющие собой содержимое соседних клеток, покрытое пектиновым слоем.

Важная роль в неспецифической устойчивости растений: Фитонциды – низкомолекулярные вещества разнообразного строения, способные задерживать развитие и убивать микроорганизмы. Летучие фитонциды защищают растение от патогенов над поверхностью органов, нелетучие – локализованы в покровных тканях и участвуют в создании защитных свойств поверхности. Фитонциды – низкомолекулярные вещества разнообразного строения, способные задерживать развитие и убивать микроорганизмы. Летучие фитонциды защищают растение от патогенов над поверхностью органов, нелетучие – локализованы в покровных тканях и участвуют в создании защитных свойств поверхности. Фенолы – инактивируют экзоферменты патогенов, необходимы для синтеза лигнина. Фенолы – инактивируют экзоферменты патогенов, необходимы для синтеза лигнина.

Сверхчувствительность - быстрое отмирание клеток устойчивого сорта в месте контакта с патогеном в ответ на внедрение биотрофных организмов

Фитоалексины - низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами. - низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами. * Синтезируются в живых клетках, граничащих с погибающими, вследствие реакции сверхчувствительности. * Синтезируются в живых клетках, граничащих с погибающими, вследствие реакции сверхчувствительности. * Подавляют рост фитопатогенов, дезактивируют их экзоферменты. * Подавляют рост фитопатогенов, дезактивируют их экзоферменты.

Спасибо за внимание!