Захист рослин від вірусних хвороб

Вибір прийомів захисту від певної вірусної хвороби залежить від біологічних властивостей вірусу та рослини, яку він уражує. Заходи боротьби із вірусними хворобами рослин можна поділити на дві групи: профілактичні та терапевтичні.

Профілактичні заходи

Спрямовані на попередження захворювання.

1. Використання безвірусного посадкового матеріалу

Здоровий посадковий матеріал отримують від рослин, вільних від вірусних інфекцій. Для контролю за станом насінницьких посівів їх регулярно обстежують та видаляють рослини з чіткими ознаками вірусних інфекцій. В доповнення до обстежень та прочисток проводять серологічну діагностику.

Надійнішим методом отримання здорового посадкового матеріалу є відбір рослин за допомогою серологічного аналізу, а потім використання їх для розмноження і отримання посадкового матеріалу.

Незаражений посадковий матеріал можна отримати і методом культури апікальних (верхівкових) меристем.

2. Боротьба з переносниками

Боротьба з переносниками вірусів здійснюється в основному хімічним способом, здебільшого за допомогою системних інсектицидів.

3. Виведення та вирощування стійких сортів культурних рослин

Цей спосіб є найефективнішим та економічно доцільним. особливо важливе значення мають сорти, стійкі до кількох вірусів.

4. Вакцинація

Вакцинація. або перехресний захист – це прийом зараження рослини слабко патогенним штамом вірусу, що захищатиме цю рослину від сильного штаму цього ж вірусу. У багатьох країнах використовують вакцинацію томатів слабким штамом ВТМ для захисту його тепличної культури від мозаїки, стрику та інших хвороб, що викликаються різними штамами цього вірусу.

Ефективність вакцинації в захисті від вірусних хвороб висока. Урожай з вакцинованих рослин томатів зазвичай на 20-30% вища, ніж з невакцинованих і уражених вірусною хворобою.

5. Агротехнічні прийоми

Основними агротехнічними прийомами, за допомогою яких можна зменшити ризик зараження рослин вірусами, є строки посіву та густота стояння рослин.

Терапевтичні заходи

1. Термотерапія

У деяких випадках вірусну інфекцію в рослині можна пригнітити впливом підвищених температур. Цим способом можна звільнити від багатьох вірусів вегетативно розмножувані культури (малину, суницю, виноград).

Для теплового впливу використовують гарячу воду (+50..+55◦С) або гаряче повітря. Температура та експозиція (тривалість обробки) варіюють в залежності від біологічних особливостей вірусу та ураженої рослини.

Режими обробки встановлювалися з таким розрахунком, щоб віруси інактивувались, а тканини рослин зберігали життєздатність. Наприклад, при тривалому впливові температури +37..+40◦С бульби картоплі гинуть. Якщо чергувати таку температурну обробку із звичайними умовами, наприклад прогрівати бульби по 4 год в день, то вони не пошкоджуються, а інактивація вірусу скручування листків відбувається через 6 тижнів.

Впливом високих температур можна ефективно пригнічувати вірусну інфекцію в насінні. Наприклад, витримування насіння томатів протягом 1-2 днів при температурі +70◦С пригнічує ВТМ, не знижуючи посівних якостей насіння.

Крім того, віруси, які не вдається повністю пригнітити шляхом термотерапії розмножуються та поширюються в рослині повільніше.

2. Хіміотерапія

Хімічні прийоми боротьби з вірусною інфекцією мають обмежене значення. Оскільки віруси є внутрішньоклітинними паразитами, хімічні речовини повинні одночасно впливати і на вірус, і на клітину рослини. Тому хімічні сполуки, які інактивують вірус, не повинні бути токсичними для рослини. Численні дослідження з пошуку таких речовин поки що тривають.

3. Використання інгібіторів вірусів

Деякі сполуки (різні за хімічним складом) гальмують розмноження вірусів, але не знищують їх. Такі речовини називають інгібіторами вірусів. За механізмом впливу їх поділяють на інгібітори зараження і інгібітори розмноження.

Інгібітори зараження блокують вірусні частки, внаслідок чого ті втрачають інфекційність. Інгібітори розмноження змінюють обмін речовин клітини рослини-господаря та тим самим підвищують її стійкість до вірусу.

ВІРОЇДИ

До групи віроїдів належать вірусоподібні інфекційні агенти, які на відміну від вірусів не мають віріонів – характерних нуклеопротеїдних часток.

Віроїди являють собою низькомолекулярну одно ланцюгову РНК. Вони проникають у біосинтетичну систему клітини рослини-господаря, яка й забезпечує в подальшому їхню реплікацію.

Відкрив віроїди Теодор О. Динер (1971), який при вивченні бульб картоплі з веретеноподібністю встановиви збудника, що за властивостями відрізняється від вірусів.

Віроїди:

• не утворюють віріонів;

• не мають антигенної активності;

• мають малу молекулярну масу;

• чутливі до ферменту РНК-ази;

• термостабільні;

• відзначаються високою інфекційністю.

Збудники карликовості хризантеми, хлоротичної крапчастості огірки, блідо плідності огірка та інші фітопатогени, що раніше вважалися вірусами, тепер віднесено до віроїдів.

Симптоми віроїдозів подібні до симптомів вірусних хвороб: пригнічення росту, зменшення розмірів рослини і її окремих органів (листків, квіток, плодів), ослаблення інтенсивності їхнього забарвлення, хлороз листків.

Віроїди поширюються з посадковим матеріалів, з насінням, передаються від рослини до рослини механічним шляхом.

Основними методами захисту рослин від віроїдів є отримання здорового посадкового матеріалу методом культури меристем та термотерапії, ретельна дезінфекція ножів при проведенні щеплення.

АКТИНОМІЦЕТИ

Актиноміцети – група організмів, що займають ніби проміжне положення між грибами і бактеріями. Це аеробні грам-позитивні мікроорганізми, які розвиваються в лужному або нейтральному середовищі.

З бактеріями їх зближує відсутність справжнього ядра, а з грибами – вегетативне тіло, що складається із гіллястих гіф. За чітко виражений променистий характер розростання гіф актиноміцетів називають променистими грибами.

Розмножуються актиноміцети ділянками міцелію або спорами, що утворюються на спеціальних органах – спороносцях. Спороносці зазвичай спіральні або прямі, спори – кулясті або паличкоподібні.

Живлення актиноміцетів неспеціалізоване. У природі вони використовують різні рослинні і тваринні рештки – шматочки деревини, гілки, листки, виділення рослин, рештки комах тощо. Всеїдність актиноміцетів дозволяє їм швидко поширюватися та дає перевагу у боротьбі за існування, забезпечуючи життя там, де інші організми існувати не можуть. Актиноміцети є у повітрі, водоймах, та особливо багато їх у ґрунті.

Кількісний та якісний аналіз мікроорганізмів ґрунту показує, що на їх склад значний вплив має рослинний покрив. Різні види рослин неоднаково вливають на розвиток окремих видів актиноміцетів. В залежності від вирощуваної культури (бобові, овочеві, зернові тощо) змінюється видовий склад актиноміцетів. Цю обставину враховують для розробки заходів боротьби з хворобами рослин, що викликаються актиноміцетами.

Більшість представників веде сапротрофний спосіб життя, і лише деякі із них пристосувалися до паразитичного способу життя на рослинах, викликаючи захворювання – актиномікози.

Серед фітопатогенних актиноміцетів найбільшу цікавість викликають види роду Стрептоміцес, що викликають у рослин паршу. Найвідомішими є парша бульб картоплі та парша коренеплодів буряка.

У захисті сільськогосподарських культур від актиномікозів велике значення мають прийоми, що попереджують накопичення фітопатогенних видів у ґрунті. Серед заходів, які регулюють кількісний склад актиноміцетів, використовують наступні:

• сівозміну з видаленням із поля на кілька років культури, яка уражується;

• чергування в сівозміні культур, які зменшують кількість інфекції в ґрунті за рахунок впливу кореневими виділеннями на його мікрофлору.

Кількість актиноміцетів також залежить від типу ґрунту та метеорологічних умов. Вони не надто вимогливі до вологості і добре розмножуються при вологості ґрунту 17-20% (НВ), тобто за таких умов, коли більшість бактерій майже не розвивається. У літні спекотні місяці з малою кількістю опадів вони активно розмножуються, тому в посушливі роки ураження актиномікозами посилюється. Застосування зрошення допомагає регулювати чисельність актиноміцетів.

Актиноміцети відомі і як продуценти антибіотиків. За кількісним складом і різноманітністю продукованих антибіотиків вони займають провідне місце серед мікроорганізмів. Відомі антибіотичні речовини актиномікотичного походження, які пригнічують ріст грибів, бактерій, актиноміцетів та інших мікроорганізмів. Ці препарати можуть бути використані при розробці біологічного методу захисту рослин від хвороб.

МІКОПЛАЗМИ

Мікоплазми відомі давно як збудники хвороб людини і тварин. Як збудники хвороб рослин вони були відкриті лише у 1967 році. Їх виявили японські учені за допомогою електронного мікроскопа у флоемі рослин шовковиці, ураженої карликовістю. Однак на відміну від мікоплазм тварин, що виявляються поза клітинами, рослинні мікоплазми були виявлені всередині них.

Було встановлено, що рослинні мікоплазми передаються від рослини до рослини цикадками, листоблішками та повитицями і викликають хвороби типу відьминих мітел і жовтух.

Електронна мікроскопія зрізів рослинних тканин допомогла виявити понад 40 видів рослинних мікоплазм, які є збудниками: жовтухи айстр, жовтої карликовості рису, стовбура пасльонових, реверсію (махровість) смородини, позеленіння квіток гортензії, кучеряву дрібнолистість (карликовість) шовковиці, проліферацію і дрібно плідність яблуні, філодії конюшини, карликовість кукурудзи тощо. Раніше ці хвороби вважалися вірусними.

Мікоплазми – специфічна група поліморфних фітопатогенних організмів, що займають проміжне положення між бактеріями і вірусами. Клітини мікоплазм здебільшого округлі, іноді видовжені або гантелеподібні, однак один і той же мікоплазмовий організм може мати клітини неоднакових розмірів та форм.

Мікоплазми не мають справжньої клітинної оболонки (стінки) – вони оточені тришаровою мембраною, чим і відрізняються від бактерій. У порівнянні з вірусами для мікоплазм характерні клітинна будова і здатність розмножуватися на штучних поживних середовищах. На відміну від вірусних часток у клітинах мікоплазм є два типи нуклеїнових кислот (ДНК та РНК). На відміну від бактерій вони стійкі до пеніциліну, однак у порівнянні з вірусами чутливі до тетрацикліну.

Розмножуються мікоплазми брунькуванням або бінарним поділом, що зближує їх із бактеріями.

Мікоплазмові фітопатогени уже шкодочинні. уражені рослини часто взагалі не дають урожаю або ж він різко знижується. Це пояснюється тим, що при мікоплазмозах порушується ріст і розвиток рослин, спостерігається карликовість. Інший характерний симптом мікоплазмових хвороб – патологічні зміни генеративних органів, що виявляються в позеленінні квіток (стовбур пасльонових), у перетворенні окремих органів у листоподібні утворення (реверсія чорної смородини, філлодія конюшини тощо).

Мікоплазми заселяють в основному флоему, в першу чергу ситоподібні рубки і, як правило, поширюються по рослині системно.

Багато видів мають широку філогенетичну спеціалізацію і здатні уражувати багато видів рослин. Наприклад, фітопатоген, що викликає жовтуху айстр, уражує також моркву, селеру, суницю та інші рослини. Столбур пасльонових уражує не лише рослини з родини Пасльонові, а й бур’яни із інших родин: березку, молочай та ін.

Інші види мікоплазм вузькоспеціалізовані, наприклад збудник реверсії чорної смородини уражує лише смородину.

Переносниками фітопатогенних мікоплазм є в основному цикадки, листоблішки, трипси і кліщі. Деякі види мікоплазм можуть розмножуватися в організмі переносника. Такий спосіб передачі інфекції називається циркулятивним.

Фітопатогенні мікоплазми можуть зберігатися лише в живих тканинах рослини: бульбах, коренеплодах, цибулинах, коренях, кореневищах тощо. Багато видів живуть в дикорослих рослинах, які є джерелом інфекції, і лише за сприятливих умов переходять на культурні. В дикорослих бур’янах та комахах-переносниках мікоплазми можуть протягом тривалого часу розмножуватися і зберігатися.

Рослина-носій патогена може слугувати джерелом інфекції для культурної рослини в тому випадку, якщо між ними існує стійка циркуляція збудника, тобто якщо переносник живиться на диких і культурних рослинах.

При діагностиці мікоплазмозів враховують не лише симптоми хвороби, але й дані електронно-мікроскопічного аналізу тканин хворих рослин. Для ідентифікації фітопатогенних мікоплазм використовують рослини-індикатори. Ці рослини у відповідь на зараження мікоплазмами дають чіткі симптоми. Мікоплазми не передаються із соком рослин, тому для аналізу прищеплюють верхівку пагона ураженої рослини на рослину-індикатор.

Встановити мікоплазмову природу захворювання допомагає також мікробіологічний метод.

Боротьба із мікоплазмовими хворобами складається із таких лікувальних і профілактичних заходів:

• отримання і використання здорового посадкового матеріалу;

• знищення бур’янів – резерваторів мікоплазм;

• знищення заражених рослин;

• боротьба з комахами-переносниками;

• виведення стійких сортів;

• обробка заражених рослин розчинами антибіотиків;

• термотерапія.

ПАРАЗИТИЧНІ І НАПІВПАРАЗИТИЧНІ КВІТКОВІ РОСЛИНИ

Деякі квіткові рослини цілком або частково існують за рахунок органічних речовин, що виробляються іншими автотрофними організмами. Такі рослини-паразити і напівпаразити здатні викликати у рослин-господарів численні хвороби. Частково або повністю присмоктуючись до коренів чи стебел рослини-живителя, вони порушують обмін речовин цієї рослини, забирають воду, поживні речовини і виділяють в неї продукти свого обміну. У результаті рослини-господарі погано розвиваються, знижується їхня продуктивність, а іноді вони гинуть.

Хвороби, спричинені квітковими паразитами, завдають значних збитків сільському господарству. Так, на насінниках люцерни внаслідок сильного зараження посівів повитицею недобір врожаю насіння іноді досягає 80% і більше. Заражені повитицею люцерна і конюшина можуть спричиняти отруєння і загибель тварин. У буряків, заражених повитицею, зменшується маса коренеплодів та вміст у них цукру. Вовчок нерідко спричиняє повну загибель посівів овочів, баштанних культур, тютюну.

Класифікація за способом паразитизму

У процесі еволюції паразитизму з’явились форми рослин, які певною мірою втратили здатність існувати самостійно. В залежності від ступеня втрати цієї здатності рослини поділяють на зелених напівпаразитів і безхлорофільних паразитів.

Залежно від місця прикріплення до рослини-живителя виділяють дві групи рослин: наземні або повітряні (прикріплюються до гілок, стебел та інших наземних органів рослин) і підземні або кореневі.

Зелені напівпаразити

Мають частково або повністю редуковану кореневу систему та нормально розвинуті листки, здатні фотосинтезувати. До цієї групи належать види із родин Ранникові (дзвінець, шолудивник, перестріч), Омелові (омела біла, .....).

Безхлорофільні паразити

Ці рослини у процесі еволюції повністю втратили здатність фотосинтезувати. Перехід до повного паразитизму завжди супроводжується спрощенням всього організму внаслідок втрати ним структурних особливостей, які виробились як пристосування до самостійного живлення. У зв’язку із втратою фотосинтетичної функції відбулася редукція листків, що перетворились у невеликі жовтуваті або ліловуваті луски; живлення за рахунок рослини-господаря спричинило втрату кореня. Зародок у насінні паразитичних рослин недорозвинений, не диференційований на органи.

Чим вищий ступінь паразитизму виду, тим сильніше змінюються його органи та більше втрачаються початкові функції. Спрощення при паразитизмі може доходити до перетворення вегетативного тіла в групу однорідних клітин, позбавлених диференціації, які подібно до гіфів паразитичних грибів, пронизують тканини рослини-господаря. Їхня присутність непомітна доти, доки не настане період цвітіння, під час якого на поверхні ураженої рослини з’являються окремі квітки. Подібний випадок редукції вегетативного тіла зустрічається у деяких тропічних паразитів із родини Рафлезієві. Квітки деяких представників цієї родини відзначаються особливо великими розмірами. Наприклад, у рафлезії Арнольді із о. Суматри діаметр квіток досягає 1 м.

До групи безхлорофільних паразитів належать небезпечні паразити наших сільськогосподарських культур – різноманітні види родів Повитиця, Вовчок; на лісових породах паразитує петрів хрест.

Представники родини Повитицеві займають проміжне положення. Хоч коренева система і листки у них повністю редуковані, деякі види ще зберегли певну здатність до асиміляції. Наприклад, повитиця хмелевидна містить хлорофіл, що надає її стеблу зеленого забарвлення. інші види повитиці повністю втратили здатність до асиміляції.

Представники родини Вовчкові – облігатні паразити (вовчок, петрів хрест). коренева система, стебла, листки у них редуковані і повністю позбавлені хлорофілу.