Презентація до розділу "Фітоімунологія" курсу "Імунологія", що його викладають на кафедрі мікології та фітоімунології біологічного факультету Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, Україна

1. ОСНОВНІ ГРУПИ ФІТОПАТОГЕНІВ
ТА ОСОБЛИВОСТІ ЇХ ВЗАЄМОДІЇ
З РОСЛИНАМИ (частина 1)
Акулов О.Ю.,
Заслужений працівник освіти
України, канд. біол. наук, доцент
кафедри мікології та фітоімунології
ХНУ ім. В.Н. Каразина

2. ВІРУСИ ТА ВІРОЇДИ
РНК
білкова оболочка
вірус
мозаїки тютюну
Адольф Майєр у 1886 р.
довів інфекційну природу ВМТ
клітинна стінка – «перша лінія захисту» рослин від вірозів

3. Основні симптоми вірозів рослин:
- порушення пігментації (мозаїчність, знебарвлення…)
- порушення росту (карликовість, деформація…)
- порушення продуктивності – «виродження сортів»

4. Способи зараження рослин вірусами:
- організмами-переносниками
(переважно сисні комахи)
- соками хворої рослини через рани
- з насінням, живцями
- з пилком хворих рослин (як виняток)

5. Захисна реакція –
«глушіння генів»
MP-сигнальні білки

6. Movement proteins (MP)
завдяки МР-білкам
вірози рослин
є системними інфекціями
швидке поширення вірусів
відбувається по флоемі

7. ОСОБЛИВОСТІ ПОШИРЕННЯ ВІРУСІВ В РОСЛИНІ
зараження
травмованої клітини
міграція в сусідні клітини
(через плазмодесми)
міграція
в клітини флоеми
системне
зараження рослини
отримання супер-супереліти
калусні культури in vitro
близький
транспорт
далекий
транспорт

8. Основні переносники фітовірусів:
- комахи, що живляться соками рослин
- людина (наприклад, з інструментами)
- кліщі
- нематоди (Longidiridae)
- деякі грунтові гриби (Olpidium, Woronina)
- комахи-опилювачі (перенос пилку
з хворих рослин)

9. персистентні віруси здатні накопичуватися
та тривалий час зберігатися в тілі певних комах
Найпоширеніший переносник фітовірусів – сисні комахи
попелиці, цикадки,
трипси, білокрилки…
деякі віруси переносяться кліщами

10. Російська зимова мозаїка озимої пшениці
відставання в рості, мозаїчність забарвлення
блідо-зелена карликовість, стерильність колосу
переносники – сисні комахи (цикадки),
доп. джерела інфеції – сорні злаки, падалиця

11. Жовта мозаїка ячменю (ВЖМЯ)
переносник – слизовик Polymyxa graminis
уражується ячмінь, пшениця…

12. Смугаста мозаїка пшениці
переносник галоутворюючий кліщ
Eriophyes (Aceria) tulipae
кліщ може паразитувати на тілі
попелиць та поширюватися
при їх міграціїтировать
вірус зберігається в яйцях кліщів

13. ДІАГНОСТИКА ВІРОЗІВ РОСЛИН
Електронна мікроскопія
Імуно-ферментний аналіз
(ELISA)
Імуно-флуоресцентна мікроскопія
Полімеразна ланцюгова реакція

15. БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФІТОВІРУСІВ:
Не мають клітинної будови
Не мають власного метаболізму
Не мають власних (активних) механізмів
подолання клітинної стінки рослини
Розмножуються лише в живих тканинах рослини
Зазвичай викликають системні інфекції
Фактори стійкості рослин до фітовірусів:
- наявність клітинної стінки
- «глушіння генів» (РНК-інтерференція)
- пригнічення розвитку шкідників-переносників
(наприклад, через накопичення токсинів)

16. БАКТЕРІЇ
ТА ФІТОПЛАЗМИ
близько 100 видів є фітопатогенами
на відміну від вірусів мають
власний обмін речовин та
здебільшого можуть
розвиватися сапротрофно
(у мертвих клітинах, рослинних
рештках, грунті…)

17. БАКТЕРІОЗИ
Pseudomonas syringae pv. tomatoPseudomonas syringae pv. syringae
«Erwinia carotovora» Erwinia amylovora Erwinia tracheiphila

18. Erwinia tracheiphila – бактеріальне
в`янення кабачку

19. Erwinia amylovora – бактеріальний
опік яблуні

20. Streptomyces scabies на картоплі
«Erwinia carotovora» на картоплі

21. Erwinia spp. – м`яка гниль овочів у сховищах

22. розвиток фітоплазми
«aster yellow»

23. ТОП 10 НАЙВАЖЛИВІШИХ БАКТЕРІОЗІВ РОСЛИН

24. ОСНОВНІ ШЛЯХИ ПОТРАПЛЯННЯ БАКТЕРІЙ В РОСЛИНИ
продихи рани гідатоди нектарники
фітопатогенні бактерії колонізують міжклітинники рослин (апопласт) та судини

25. більшість фітопатогенних бактерій має джгутики і активно переміщується
по рослині за наявності крапельної вологи

26. НЕСПЕЦИФІЧНЕ РОЗПІЗНАВАННЯ ФІТОПАТОГЕННИХ БАКТЕРІЙ
рецептори
розпізнавання
флагеліну

27. В «класичних» довідниках з фітопатології вказано, що
фітопатогенні бактерії – переважно некротрофи, які
нападають на рослини з допомогою токсинів та ферментів

28. Фітотоксини фітопатогенних бактерій
P. syringae pv. tabaci
та pv. coronafaciens
глутамат + амміак глутамін
глутамін-синтетаза
табтоксин
карбамоїлфосфат + орнітін цитруллін
орнітін-карбамоїл
трансфераза
фазеолотоксин
аргінін
P. syringae pv.
phaseolicola та
pv. actinidiae
надлишок аміаку викликає некроз
дефіцит аргініну викликає хлороз

29. коронатін
P. syringae патовари glycinea, maculicola, atropurpurea, morsprunorum та tomato
Фітотоксини фітопатогенних бактерій
Коронатін є структурним аналогом сигнальної молекули метилжасмонату
(захищає рослини від шкідників та некротрофних паразитів)
індукція метилжасмонатних шляхів пригнічує синтез саліцилової кислоти,
Яка є необхідною для пригнічення гемібіотрофних інфекцій

30. Сирінгоміцин та сирінгопептин (продуцент P. syringae pv. syringae) –
липопетидні токсини, що викликають некрози у рослин
Фітотоксини фітопатогенних бактерій
пори в плазмалемі
вихід іонів та лізіс

31. Бактерії проникають в рослини
Через природні отвори чи рани
Розмножуються в міжклітниках або
судинах рослини не викликаючі
симптомів хвороби: ендотрофна
стратегія
Нападають на рослину
та вбивають її у разі:
- коли рослина ослаблена
(природнє відмирання, стрес…)
- при «перенаселеності»
ЕТАПИ РОЗВИТКУ БАКТЕРІОЗУ
сигнал від рослини
– етилен
(гормон старіння
та смерті)

32. УЗАГАЛЬНЕНИЙ ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ

33. Ендотрофний
розвиток бактерій
в рослинах томату
2013 р.

34. Етапи формування біоплівки
Бактерії в природі існують у вигляді складних угруповань - біоплівок

35. Система сприйняття кворуму (quorum sensing)
процес прийняття рішення для координованої поведінки
(регуляції експресії генів) в децентралізованих групах
мікроорганізмів, залежний від щільності популяції
кожна бактерія здатна виділяти певні сигнальні молекули –
автоіндуктори
залежно від кількості клітин певного виду регулюються
фізіологічні процеси: симбіоз, біолюмінісценція, споруляція,
виділення факторів патогенності та ін.
явище вперше описали у 1979 р. Nealson K.H. та Hastings J.W.
на прикладі морських біолюмінесцентних бактерій

37. Система сприйняття кворуму Luxl/LuxR
грам-негативних бактерій
гени luxl контролюють синтез автоіндуктора,
який сприймається за високої щільності клітин
активаторами транскрипції, що кодуються генами luxR

39. секреція целлюлаз та пектиназ,
що призводять до мацерації клітинних стінок рослини
та забезпечують патогенність

40. Грам-
позитивні
бактерії
Грам-
негативні
бактерії
Автоіндуктори бактерій

41. автоіндукторів багато, тому результат поведінки
бактерій у біоплівці контролюється дуже складно
для блокування системи сприйняття кворуму існує
система гасіння кворуму (quorum quenching)

42. quorum sensing – QS
quorum quenching – QQ

44. April, 2015

45. Бура бактеріальна плямистість (Bacterial speck)
збудник Pseudomonas syringae pv. tomato (Okabe) Young, Dye, et Wilkie
затримка дозрівання навколо місць ураження

46. Контроль хвороби:
1. Здорове насіння
2. Стійкі сорти або гібриди
3. Прискорення мінералізації решток, сівозміна
4. Крапельне зрошення
5. Використання бактерицидів (мідь, стрептоміцин…)
6. Використання біопрепаратів на основі авірулентних штамів
Pseudomonas syringae (Ps 21 та ін.)