Псевдомонады (Pseudomonas) / Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa)

 

 

Image - https://www.biotekrx.com 

 

Псевдомонады (Pseudomonas) – род неферментирующих, палочковидных, аспорогенных, подвижных бактерий из семейства Pseudomonadaceae, которые негативно окрашиваются по Грамму и вызывают различные заболевания у человека, животных и растений. 

 

Название семейства Pseudomonadaceae происходит от двух греческих корней: «псевдо» — сходный и «монас» — название группы простейших (животных) с полярно расположенными жгутиками. Поэтому к псевдомонадам относят как палочковидные бактерии с полярно расположенным жгутиком, так и слабоизогнутые палочки, физиологически крайне специализированные автотрофные хемосинтезирующие бактерии (Hydrogenomonas, Nitrosomonas, Thiobacillus) и обычные гетеротрофные бактерии (Pseudomonas), то есть смешиваются представители питания — автотрофного и гетеротрофного.
Следовательно, в семейство Pseudomonadaceae входят грамотрицательные палочки, растущие в аэробных условиях или получающие энергию за счёт анаэробного дыхания либо за счёт связанного кислорода (денитрификация), но не брожения.  

 

Иммунитет в фитопатологии

Иммунитет - невосприимчивость организма к болезням. Этот термин со второй половины XIX века стал широко применяться в биологии, медицине, ветеринарии и фитопатологии. 

Иммунитет растений к болезням имеет большое хозяйственное значение.

Илья Ильич Мечников (1845 - 1916 гг.)

Пройдут десятки лет, человечество научится
побеждать рак, проказу и многие другие
неизлечимые болезни, и люди всегда будут
с благодарностью вспоминать светлое имя
великого русского естествоиспытателя И.И. Мечникова,
который положил блестящее начало делу
борьбы за здоровье человека.

Н.Ф. Гамалея

И.И. Мечников (Élie Metchnikoff, Ilya Mechnikov) – выдающийся российский биолог и патолог, один из основоположников эволюционной эмбриологии, создатель сравнительной патологии воспаления и фагоцитарной теории иммунитета, автор крупных социологических и философских работ.

Приобретённый иммунитет растений. Пути повышения устойчивости растений к болезням.

У растений различают инфекционный и неинфекционный приобретённый иммунитет. 

Инфекционный приобретённый иммунитет может появиться в результате перенесённой болезни, если она закончилась выздоровлением растения. Проявления такого иммунитета у растений встречаются крайне редко, и его практическое значение невелико.

Гораздо большее значение имеет неинфекционный приобретённый иммунитет, возникающий под влиянием каких-либо внешних факторов, под действием определённых химических веществ. Растения могут также приобрести устойчивость к инфекционным болезням в результате обработки их специальными биологическими препаратами (вакцинами).

Приобретение растениями искусственного иммунитета, повышение их устойчивости к болезням с помощью различных приёмов называют иммунизацией.

Химическая иммунизация растений:

Методы химической иммунизации получили наиболее широкое распространение и признание. В качестве химических иммунизаторов используют основные удобрения (азотные, калийные, фосфорные), микроэлементы, антиметаболиты.

Применение удобрений. Использование азота, калия и фосфора основано на том, что они оказывают существенное влияние на анатомическое строение, обмен веществ и физиологические функции растений. Изменяя их в направлении, неблагоприятном для фитопатогенных организмов, основные удобрения могут повышать устойчивость или выносливость растений к болезням.

Особенно важное значение для повышения устойчивости растений имеют калийно-фосфорные удобрения. Калий и фосфор активизируют деятельность ферментов, снижают скорость гидролитических процессов, увеличивают вязкость цитоплазмы, тургор клеток, механическую прочность тканей. В результате повышается общая сопротивляемость растений воздействию неблагоприятных факторов среды, их устойчивость или выносливость к инфекционным болезням. Например, внесение в питомниках повышенных доз калия и фосфора уменьшает поражаемость сеянцев полеганием, выпреванием, мучнистой росой, ржавчиной.

Азотные удобрения, в сочетании с калийно-фосфорными, усиливают рост, повышают продуктивность, устойчивость и выносливость растений. Однако относительный избыток азота или внесение его в поздние сроки могут понизить устойчивость растений к болезням. Так, например, одностороннее азотное удобрение заметно усиливает поражение сеянцев и молодых культур дуба мучнистой росой. Это объясняется тем, что под влиянием азота удлиняется период образования и роста новых побегов и листьев. Они дольше остаются восприимчивыми к возбудителю болезни, так как он поражает именно молодые, растущие органы растений. Избыток азота в почве снижает также устойчивость сосны к корневой губке.

Применение микроэлементов. Медь, цинк, железо, марганец и другие микроэлементы играют очень важную роль в биохимических реакциях клеток, синтезе структурных элементов растительных тканей и других процессах. Сдвигая их в неблагоприятном для патогена направлении, микроэлементы могут повысить болезнеустойчивость растений.

Микроэлементы способствуют утолщению кутикулы и клеточных стенок, повышению прочности тканей, то есть формированию механических защитных барьеров, препятствующих заражению растений и распространению в них возбудителей болезней.

Многие микроэлементы входят в состав окислительных и других ферментов, непосредственно участвующих в защитных реакциях растений. Кроме того, микроэлементы могут инактивировать ферменты и токсины патогенов, вызывать у них регрессивные изменения: угнетение роста, лизис и дегенерацию клеток. Например, цинк, кобальт, медь, бор, молибден угнетают рост мицелия корневой губки, других фитопатогенных грибов.

Велика роль микроэлементов и в профилактике неинфекционных болезней, связанных с недостатком этих веществ в почве.

Существуют различные способы применения основных удобрений и микроэлементов: внесение в почву, предпосевная обработка семян и посадочного материала, внекорневая подкормка вегетирующих растений. Наилучший результат может быть достигнут при сбалансированном сочетании микроэлементов, минеральных и органических удобрений. Эффективность иммунизации зависит также от применяемых концентраций и доз макро- и микроэлементов, способов и сроков их применения (с учётом биологических особенностей патогенов и обрабатываемых растений), почвенных и других условий.

Применение антиметаболитов. Антиметаболитами называют органические вещества, очень близкие по химическому составу, структуре и свойствам к соединениям, участвующим в нормальном обмене веществ растений.

Антиметаболиты настолько сходны с нормальными метаболитами, что могут замещать их в обменных процессах. Будучи безвредными для самого растения, антиметаболиты вызывают в его тканях биохимические изменения, неблагоприятные для патогена: увеличение количества белков, дубильных и других защитных веществ, усиление активности ферментов и так далее. В результате растение приобретает устойчивость к инфекционной болезни. Например, гидрохинон и паранитрофенол повышают устойчивость Ильмовых к голландской болезни. К антиметаболитам относят также аргинин, аденозин, пиритиамин. Предполагают, что свойствами антиметаболитов обладают и некоторые фунгициды, например коллоидная сера и другие.

Антиметаболиты применяют разными способами: замачиванием семян в их растворах, внесением в почву, путём инъекций и другими. Иммунизирующее действие антиметаболитов может проявляться не только в год обработки растений, но и в последующие 1-3 года.

Биологическая иммунизация (вакцинация) растений:

В качестве биологических иммунизаторов (вакцин) используют ослабленные или убитые культуры фитопатогенных микроорганизмов, вытяжки из них, продукты их жизнедеятельности (токсины), антиинфекционные сыворотки. Механизм иммунизирующего действия вакцин изучен ещё недостаточно. Под влиянием вакцины в тканях растений изменяется обмен веществ, образуются соединения, подавляющие развитие патогена или нейтрализующие его токсины, возникают защитные реакции типа фагоцитоза, подобные тем, какие наблюдаются при врождённом активном иммунитете растений.

Действие вакцин специфично: растения, обработанные вакциной, приготовленной из определённого патогена, приобретают устойчивость только к этому патогену. Однако известны случаи и перекрестной защиты, когда введение в ткани растения одного патогена повышает его устойчивость и к другим возбудителям.

Основные способы применения вакцин: обработка семян, опрыскивание вегетирующих растений, введение внутрь растений путём инъекций.

Устойчивость и выносливость насаждений можно повысить направленным изменением условий их роста, применением комплекса эффективных лесохозяйственных мероприятий. Важное значение имеют использование высококачественных семян и здорового посадочного материала, правильный уход за насаждениями на всех фазах развития, профилактика повреждений, регулирование рекреационных нагрузок, строгое соблюдение санитарных правил и тому подобного.

Выносливость растений

Под выносливостью (толерантностью) понимают свойство растений, не обладающих устойчивостью к болезни и не способных противостоять заражению, оказывать сопротивление дальнейшему развитию инфекционного процесса, сохраняя при этом жизнеспособность и удовлетворительную продуктивность.

Наиболее часто выносливость проявляется в том, что симптомы болезни (то есть видимая реакция растения на воздействие патогена) бывают плохо выражены. Таким образом, выносливые растения, как правило, отличаются слабой поражаемостью. Высшая степень выносливости характеризуется отсутствием внешних признаков болезни у заражённого растения.

Понятие выносливость употребляют и в тех случаях, когда растения характеризуются сильной поражаемостью, однако удовлетворительно растут и развиваются, как это иногда наблюдается при поражении пятнистостями, некоторыми видами ржавчины, гнилевых и других болезней. Такая выносливость может объясняться несинхронностью развития растения-хозяина и патогена, способностью растения развивать новые побеги, листья или корни взамен поражённых (компенсаторный рост), вегетативной мощью растения и тому подобным.

Например, поражение растений многими видами пятнистостей листьев происходит во второй половине лета, когда растения в основном уже закончили рост, сформировали плоды и семена. Растения, выносливые к болезням корней, обычно обладают способностью к образованию придаточных корней. В очагах корневой губки часто встречаются деревья, поражённые грибом, но при этом отличающиеся нормальным приростом и отсутствием явных признаков ослабления; их выносливость обусловлена мощным развитием корневой системы.

В природных популяциях растений выносливость является одним из факторов естественного отбора: растения, сильно страдающие от болезни, не выдерживают конкуренции с более выносливыми экземплярами, вследствие чего повышается выносливость популяций в целом. Однако выносливые растения могут стать накопителями патогенов и источниками инфекции для других растений, особенно в том случае, если патоген обладает широкой специализацией. Кроме того, в больших популяциях патогенов возрастает вероятность появления новых рас возбудителей болезней.

Об иммунитете растений к инфекционным болезням

Иммунитетом называется невосприимчивость (устойчивость) организма к инфекционной болезни при контакте с её возбудителем и наличии условий, способствующих заражению. 

Например, хвойные породы никогда не поражаются мучнистой росой, а лиственные - болезнями типа шютте. Ель абсолютно невосприимчива к ржавчине побегов, а сосна - к ржавчине шишек. 

Такой абсолютный иммунитет обусловлен биологическим несоответствием этих растений свойствам и требованиям возбудителей данных болезней. Чаще всего он объясняется неспособностью патогена проникнуть в растение и развиваться в нём даже при самых благоприятных внешних условиях.

Наряду с абсолютной невосприимчивостью к одним болезням у растений может наблюдаться относительная устойчивость (или, соответственно, относительная восприимчивость) к другим заболеваниям. Она зависит от индивидуальных свойств растения, его анатомо-морфологических или физиолого-биохи-мических особенностей, уменьшающих возможность заражения или ограничивающих распространение патогена в тканях растения-хозяина. 

Степень устойчивости растений к болезням может быть различной: от весьма высокой (близкой к полной невосприимчивости) до очень низкой.

У растений различают неспецифический и специфический иммунитет.