Лекция_11_Взаимоотношения_растений_и_микроорганизмов (1)

1. Взаимоотношения микроорганизмов и растений

2. Типы симбиотических отношений между растениями и микроорганизмами:

• Бесконтактный (перевод серными
бактериями соединений серы в
доступную для растений форму);
• Контактный (симбионты устьиц
выделяют ферменты, усиливающие
дыхание растений);
• Проникающий (образование клубеньков
на корнях бобовых).

3. Микрофлора семян: Бактерии: Agrobacterium, Arthrobacter, Bacillus, Clavibacter, Clostridium, Curtobacterium, Erwinia,

Pseudomonas, Rhizobacter,
Rhizomonas, Xantomonas и др.,
Грибы:
Acremonium, Aureobasidium, Aspergillus,
Cephalosporidium, Fusarium, Penicillium,
Puccinia, Verticillium и др.

4. Микроорганизмы ризосферы Ризосфера – пространство вокруг корня от 0 до 2-8 мм в диаметре. Ризоплана – поверхность корня.

5. Из корневых волосков растения в ризосферу поступают корневые ризодепозиты: 1. Низкомолекулярные органические вещества. 2.

Продукты фотосинтеза и метаболизма растения (виде
ризодепозитов растение теряет более 30-40% продуктов
фотосинтеза).
3. Высокополимерные слизи полисахаридной и белковой
природы.
4. Ферменты.
5. Отмирающие и слущивающиеся поверхностные
клетки, куски тканей (кортекс верхних стареющих
участков корня, корневой чехлик, корневые волоски).

6. Феномен более высокой плотности микроорганизмов вокруг корня за счёт потребления ризодепозитов называется ризосферным эффектом.

7. Вещества, продуцируемые бактериями: Низкомолекулярные вещества: - ауксин (индолил-3-уксусная кислота, ИУК – гормон роста

растений);
- N-ацилированный лактон гомосерина (АЛГ – служит
аутиндуктором активности бактериальной популяции во
взаимодействиях с растением-хозяином)
Высокомолекулярные вещества:
Лектины – это углеводсодержащие белки
(неиммуноглобулиновой природы), обладающие свойством
обратимо и избирательно связывать углеводы и углеводные
детерминанты биополимеров без изменения их ковалентной
структуры.

8. Микроорганизмы ризосферы: Бактерии: Aeromonas, Agrobacterium, Arthrobacter, Azospirillum, Bacillus, Clavibacter, Clostridium,

Vibrio, Pseudomonas, Rhizobium.
Грибы:
Acremonium, Aureobasidium, Aspergillus,
Cephalosporidium, Fusarium, Penicillium,
Puccinia, Verticillium и др.

9.

Бактерии-ризобии,
живущие в клубеньках
на корнях сои,
переводят
атмосферный азот в
усваиваемый
растениями аммоний,
получая взамен
комфортные условия
жизни и все
необходимые
питательные вещества

10. Клубеньки на корнях ольхи

11. Микроорганизмы филлосферы и филлопланы Филлосфера – пространство, окружающее надпочвенную поверхность растения, включая ткани

этого растения.
Филлоплана – поверхность растения.

12. Микроорганизмы, колонизирующие надземные части растения называют эпифитными. Количество микроорганизмов на поверхности листьев

может достигать
108 м.к. на 1 г свежих листьев или
106 на 1 см2. Численность и разнообразие
микроорганизмов зависят от вида
растения, местообитания, климата,
погодных условий.

13. Главными воротами обмена растения с окружающей средой являются устьица. Здесь наиболее интенсивно осуществляется газообмен (СО2

и О2), выделяются летучие
органические вещества (эфирные масла,
высшие спирты), сахара, органические кислоты.
Вокруг устьиц концентрируется наибольшее
количество микроорганизмов;
устьица часто служат входными воротами для
фитопатогенных бактерий и грибов.

14. Помимо веществ, которые могут служить субстратом для микроорганизмов, растения выделяют и фитонциды – гликозиды, терпеноиды и

др.

15. Роль растений в жизни микроорганизмов 1. Растения являются источником питания для м/о (как живые, так и погибшие – для

паразитов и
сапрофитов соответственно).
2. Являются средой обитания для многих м/о.
- Физически защищают м/о.
3. Участвуют в распространении м/о (с ростом
корней, стеблей, при поедании растений
травоядными, в желудке которых часть бактерий
погибает, а часть возвращается в почву с
экскрементами)

16. Положительное влияние микроорганизмов на растения: 1.Разложение и минерализация органического вещества 2.Обеспечение экосистем

азотом (азотфиксация).
3. Обеспечение растений фосфором (особенно
грибы).
4. Продукция стимуляторов роста растений.
5. Смягчение неблагоприятных воздействий
среды.
6. Обеспечение колонизационной резистентности.
7. Удаление токсических веществ из корневой
зоны.

17. Отрицательное влияние микроорганизмов на растения: 1.Создание анаэробиоза в переувлажнённых почвах. 2. Массовое развитие

сульфатредуцирующих бактерий
ведёт к активной продукции сероводорода, который
ядовит для всего живого.
3. Фитопатогены.
На сегодняшний день известно около 8000 видов
патогенных грибов и 200 видов фитопатогенных
бактерий. Из 162 наиболее опасных заболеваний,
поражающих растения в Центральной Европе, 135
(83%) вызываются грибами, остальные – бактериями и
вирусами.

18.

Фитопатогенные бактерии - возбудители инфекционных
заболеваний растений
Роды
Виды
Вызываемые
заболевания
Erwinia
E. amylovora
Ожог, увядание
Pseudomonas
P. syringae
Пятнистость
Xanthomonas
X. heterocea
Пятнистость,
увядание
Corynebacterium
C. insidiosum,
C. fasciens
Увядание
Pectobacterium
P. phetophtorum,
P. aroidae
Гнили
Rhisobium
R. legyminosorum
Язвы
Agrobacterium
A. tumefaciens
Опухоли

19. Факторы вирулентности фитопатогенных бактерий и грибов

1) продукция пектолитических ферментов (пектиназ, протопектиназ,
полигалактуроназ), разрушающих пектиновые вещества, из которых
состоит межклеточное пространство растительной ткани. Это приводит к
мацерации, или распаду, растительной ткани и образованию «мокрой»
гнили;
2) выделение целлюлолитических ферментов (целлюлаз, гемицеллюлаз),
разрушающих клеточные стенки растений;
3) образование токсинов, воздействующих на восприимчивые растения,
нарушающих обмен веществ и вызывающих отмирание либо увядание
пораженных тканей или органов.
4) синтез фитогормонов, стимулирующих разрастание тканей растения с
образованием опухолей.

20. Бактериальные болезни растений

.
Болезни, связанные с отмиранием
паренхимных тканей паренхиматозные бактериозы. Они
обычно носят местный характер.
Среди паренхиматозных бактериозов
встречаются пятнистости, ожоги,
гнили
Примеры:
пятнистость листьев и плодов ореха
грецкого (возбудитель Xanthomonas
juglandis),
пятнистость листьев смородины
(возбудитель Xanthomonas heterocea),
дырчатая пятнистость косточковых
(Xanthomonas pruni) и другие.
20

21. Бактериальная пятнистость листьев томатов Возбудитель болезни: Pseudomonas syringae pv. syringae

22.

Болезни, связанные с поражением
сосудов - сосудистые бактериозы.
Обычно характеризуются общим
поражением растений и проявляются в
их увядании (усыхании). Размножаясь в
сосудах ксилемы, заполняя и
закупоривая их густой слизистой
массой, бактерии нарушают подачу
воды от корней к надземным частям.
Кроме того, бактерии выделяют
токсины, отравляющие ткани растения.
Все эти нарушения приводят к быстрому
отмиранию пораженных частей, а затем
и всего растения.
Бактериальное увядание ивы - весьма
опасное карантинное заболевание,
вызываемое бактерией Erwinia salicis.
22

23.

Болезни, связанные с разрастанием тканей гиперпластические бактериозы. При
заболеваниях этой группы бактерии вызывают
ускоренное беспорядочное деление клеток,
иногда сопровождающееся увеличением их
размера, что приводит к образованию раковых
опухолей. Опухолевидный рак встречается у
многих древесных растений.
Примеры:
• поперечный рак стволов дуба
(Pseudomonas quercus),
• опухолевидный рак стволов ясеня
(Pseudomonas fraxini),
• бактериальный рак тополя
(Pseudomonas remifaciens),
• бугорчатый рак сосны
(Pseudomonas pini),
• корневой рак плодовых
(Agrobacterium tumefaciens, Rhizobium
radiobacter),
23

24.

Бактериальные гнили возникают
при поражении луковиц, клубней,
плодов и семян. Под действием
пектолитических ферментов
бактерий происходит разрушение
срединных пластинок. Поражённые
ткани размягчаются или
превращаются в слизистую, дурно
пахнущую массу.
24

25. Бактериальные ожоги – заболевания, сопровождающиеся некрозом и почернением растительных тканей. Примеры: бактериальный ожог

груши
(Pseudomonas piri),
ожог сирени (Pseudomonas syringae),
ожог шелковицы (Pseudomonas mori).
К важнейшим объектам внешнего
карантина относится ожог плодовых
деревьев (Erwinia amylovora).

26. Грибковые болезни растений

Ведьмины метлы вызывают
грибы рода Taphrina, чьи споры
или мицелий (в зависимости от
вида) зимуют на пораженных
ветвях. На ветвях и листьях
образуется множество тонких,
скученно расположенных
побегов — ведьминых метел, с
бледными или красно-бурыми
мелкими морщинистыми
листьями с волнистым краем.
26

27.

Мучнистая роса — грибковое заболевание,
поражающее надземную часть растения. Сначала
на листьях, на концах молодых однолетних
побегов, реже на соцветиях появляется белый
налет, который со временем уплотняется и
покрывается множеством черных точек (плодовых
тел гриба). Пораженные растения сильно
угнетаются, замедляется их рост и
плодообразование.
Возбудители:
Uncinula necator (Оидиум) вызывает появление
мучнистой росы на виноградной лозе,
Sphaerotheca mors — на крыжовнике,
Erysiphe graminis — на зерновых культурах,
Sphaerotheca pannosa forma persicae — на персике,
Erysiphe communis — на сахарной свёкле,
Sphaerotheca pannosa Lew. var. rosae— на розе,
Erysiphe cichoracearum, Sphaerotheca fuliginea —
на тыквенных
Зимуют в почве и на зараженных остатках побегов
растений.
27

28.

Ржавчина растений — грибковое заболевание,
проявляющееся на верхней стороне листьев в виде
мелких желтовато-оранжевых или краснокоричневых, похожих на ржавчину пятен, иногда
немного выпуклых. Постепенно они
увеличиваются в размерах. Пораженные листья и
даже целые побеги со временем усыхают,
начинается преждевременный листопад.
Заболевшие растения слабеют, их зимостойкость
снижается.
Пятнистости — грибковые инфекции с
образованием сухих пятен на листьях, стеблях,
цветках, плодах и других частях растений. Пятна
разнообразны по окраске, размеру и форме, часто
окаймлены более темным ободком, иногда на
поверхности пятен можно наблюдать
спороношения гриба. Болезнь вызывает
преждевременное старение листьев, они засыхают
и раньше срока осыпаются.. Возбудители зимуют
на растительных остатках, поэтому опавшие
листья и удаленные стебли следует сжигать.
28

29. Вирусные поражения растений

Наиболее опасные вирусы растений:
Вирус табачной мозаики (TMV)
Вирус пятнистого увядания томатов (TSWV)
Вирус желтого листа томатов (TYLCV)
Вирус огуречной мозаики (только огурцы)(CMV)
Вирус некротических пятен(INS)
Вирус мозаики цветной капусты (CaMV)
Вирус мозаики африканской кассавы (ACMV)
Вирус сливяной оспы (Шарке) (PPV)
Вирус мозаики костра (BМV)
Картофельный вирус X (PVX)
29

30.

Вирус пятнистого
увядания томатов
(TSWV)
Вирус табачной
мозаики (TMV)
Вирус желтого листа
томатов (TYLCV)
30

31.

Вирус
некротических пятен
(INS)
Вирус сливяной оспы
(Шарке) (PPV)
Картофельный
вирус X (PVX)
31

32. Иммунитет растений

• Кутикула обеспечивает практически полную защиту от
фитопатогенных бактерий. Поэтому чаще всего проникновение
фитопатогенов происходит через пораженные участки.
• Выделение клеточного сока, имеющего кислую реакцию.
• Продукция веществ, подавляющих или тормозящих рост
фитопатогенов. Наиболее активными из них являются фенолы. В
тканях растений фенолы встречаются в виде эфиров и гликозидов.
Это пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол, фенольные спирты,
альдегиды и кислоты.
• Фитонциды – вещества различной химической природы, летучие или
растворенные в цитоплазме клеток растения, обладающие широким
антибиотическим действием.
• Фитоалексины – вещества, которые образуются в растении только в
процессе заболевания, т. е. при внедрении или контакте
микроорганизма с клетками растения.

33. Для борьбы с болезнями растений проводятся следующие мероприятия:

• выведение новых устойчивых сортов;
• чередование сельскохозяйственных культур в расчете на то, что
специализированные паразиты при длительном нахождении в почве без
растения-хозяина гибнут;
• карантинные мероприятия – контроль за качеством семян, особенно
импортных;
• применение ядохимикатов для уничтожения болезнетворных
микроорганизмов;
• использование микробов-антагонистов или препаратов антибиотиков;
• повышение устойчивости растений путем применения микроэлементов;
• удаление из растения пораженных мест; выкорчевка больных деревьев и т. д.;
• борьба с переносчиками фитопатогенов. Если насекомые являются
переносчиками бактерий или облегчают их проникновение в растения
(например, листовые тли), борьба с ними может существенно сдержать
распространение болезни.