FITOPATOLOGIA - nauka o chorobach roślin
MIKOLOGIA - nauka o grzybach
ETIOLOGIA - dział fitopatologii dot przyczyn chorób
MIKROBIOLOGIA - nauka badająca mikroorganizmy
CZYNNIKI CHOROBOTWÓRCZE - 2 grupy: Czynniki abiotyczne (nieinfekcyjne) - niskie i wysokie temp, deficyt i nadmiar wody, złe odżywianie, zły odczyn gleby, zaburzenia atmosferyczne, zanieczyszczenia powietrza.Czynniki biotyczne (infekcyjne) - wirusy i wiroidy, bakterie (OMP, ORP, bakterie właściwe), grzyby, nicienie, rośliny kwiatowe.
WIRUSY i WIROIDY - płaszcz białkowy + DNA lub RNA, pasożytują na: baktriach, zwierzętach, ludziach, roślinach -powodując wiroidy w postaci mozaiki (Tp), karłowatości , miotlastości (czarcie miotły) najmniejsze.
BAKTERIE - mniejsze to OMP mykoplazmy - rozmnażanie podział i pączkowanie, brak ściany komórkowej, brak kształtu (wielopostaciowość) w nich: fitoplazmy - powodują przebarwienia, drobnienie liści, czarcie miotły, u leśnych nekroza łyka wiązów oraz piroplazmy - kształt spiralny, u leśnych brak. ORP riketsje - trochę większe, mają ścianę komórkową, brak u leśnych dór plamisty, bakterie właściwe - 1-komórkowe do 5μm, brak przetrwalników, wyposażone w rzęski do poruszania w wodzie, rozmnażanie przez podział i pączkowanie w formie: koniugacji (chwilowe łączenie), transformacji (pobranie od martwych), transdukcji, występują w środowisku: brodawkowe (wiążą azot), mykolityczne (niszczą grzyby), wspomagające mikoryzę (stymulują wzrost grzybów), patogeniczne (wywołują choroby zwierząt i ludzi).
NICIENIE - do 3 mm, pasożyty roślin (ssawka do wysysania soków), mogą być ektopasożytami (zewnątrz rośliny) lub endopasożytami (w roślinie), wyłącznie na szkółkach np. węglorek sosnowiec - kwarantannowy, rozprzestrzenia się przez drewno, nagłe więdnięcie So, po 30 dniach zamiera.
ROŚLINY KWIATOWE - półpasożyty - zdolne do fotosyntezy pobierają wodę i sole mineralne z drzewa poprzez ssawki np. jemioła, gązewnik, jemioły karłowate , pasożyty - pobierają wszystko z rośliny przez ssawki, bezzieleniowe np. kanianka, łuskiewnik.
GRZYBY - W 3 królestwach: Mycoprotista (grzyborośla) - pobierają pokarm w całości, brak ściany komórkowej, Chromista (grzybopławki) Fungi (grzyby właściwe) - (skoczkowe, sprzężniowe, workowe, podstawkowe, mitosporowe) pobierają pokarm przez absorbcję z wodą, jest ściana komórkowa. Najważniejszy czynnik chorobotwórczy drzew leśnych - 99% chorób. Plechowce - plecha to grzybnia zbudowana z strzępek przekształconych w utwory do kontaktu z rośliną. Cudzożywne - muszą pobierać pokarm z podłoża na którym występują.
Ze względu na strukturę tkanki strzępkowej wyróżniamy:
owocniki - w nich zarodnikowanie, rożnej wielkości od bardzo małych - mikromycetes (mikroskopijne) owocniki do 5 mm np. osutka , do bardzo dużych makromycetes (wielkoowocnikowe) owocniki powyżej 5 mm np. purchawica 80 cm.
sklerocja - utwory małe 1 mm przetrwalnikowe, do przetrwania ciężkich warunków np. zimy, z grubą ścianą komórkową lub warstwą ochronną z komórek, a w środku owocnik lub fragment strzępki. Specyficzne formy to mumie - oprócz strzępki w sklerocji jest tkanka gospodarza np. mumifikacja żołędzi - z liścieniami Db
sznury grzybniowe (rizomorfy) - różne: pasożytnicze (opienka), domowe (stroczek), lub mikoryzowe (maślak), zbudowane z wielu strzępek do kilkudziesięciu metrów, o różnych funkcjach: przewodzące, przetrwalnikowe, propagacyjne (z owocnikiem na końcu), grubość od 1mm (opieńka) do 8mm (stroczek) podkładki (stromy) - pod skórką zbita strzępka jako podkładka dla późniejszego owocnika lub trzonka konidi.
Utwory pojedynczych strzępek to:
Przycistki - do przyklejania się do podłoża np. liścia, z kleistą substancją, mocno spłaszczony, do infekcji Strzępki infekcyjne - do pokonania tkanek okrywowych przez ich naturalne otwory (szparki) lub np. rany. Mechanizm może być chemiczny - wudzielanie enzymów rozpuszczających lub fizyczny - duża siła nacisku np. pieczarka 5-7 atmosfer. Ssawki - do pobierania substancji odżywczych z żywych komórek, poprzez uszkodzenie tylko ściany komórkowej żywiciela który tworzy brodawkę. Pobieranie pokarmu na zasadzie różnicy stężeń cukrów. Mogą być ssawki mocno rozgałęzione - u mączniaka.Chlamidospory - to rodzaj zarodnika bezpłciowego z pojedynczej strzępki idealnie okrągłego, czarnego, przetrwalnikowego jako przekształcona strzępka.
Sposoby życia grzybów Symbionty - współżycie: z glonami = porost, z korzeniami roślin = mikoryza, z owadami np. drwalnik, mrówki Pasożyty - substancje pokarmowe pobierają z żywych roślin. Mogą być: bezwzględne (obligatoryjne) - nie mogą żyć poza organizmem ofiary, jak umiera drzewo to i grzyb, najczęściej monofagi (z 1 gat.rośliny) mączniaki i rdze, względne (fakultatywne) - pewna część życia na żywej roślinie, pewna na martwej, najczęściej polifagiczne (różne gat roślin) np. opieńka - mniejsze wymagania dot gospodarza. Nadpasożyty - pasożytują na innych pasożytach obligatoryjnych mączniakach (Cicinobotus cesatti) i rdzach np. rdza kory wejmutki (Tuberkulina maxima). Saprotrofy - pobierają pokarm z martwego podłoża, jako jedyne potrafią rozkładać ligninę, bezwzględne - tylko na martwej materii, okolicznościowe - pasożyty które w pewnym okresie mogą żyć poza rośliną (szpeciaki).
Rozmnażanie grzybów:
Bezpłciowe: fragmentacja plechy (w laboratoriach na pożywce, np. chlamidospory), pączkowanie (drożdże i szpeciaki), zarodniki pływkowe (w zarodniach pływkowych przez poruszanie za pomocą wici w kropli wody), zarodniki sporangialne (w zarodniach na szczycie trzonka), zarodniki konidialne (u workowców i podstawczaków na pojedynczych trzonkach - oidiach u mączniaka lub w skupieniach - piknidium u osutki)Płciowe: przez zygospory, oospory, zarodniki workowe, zarodniki podstawkowe. Zarodniki przetrwalnikowe - gdy niekorzystne warunki lub brak gospodarza dla przetrwania Zarodniki propagacyjne - aby rozpropagować gatunek, w olbrzymiej liczbie, od razu kiełkują
Przebieg procesu płciowego - plazmogamia (zlanie plazmy) - kariogamia (zlanie jęder) - mejoza (podział redukcyjny)
Królestwo: chromista (grzybopływki) - powodują zgorzel pythium i phytophtora w sposób bezpłciowy przez zarodniki pływkowe z wicią do poruszania w wodzie, płciowo przez zapłodnienie powstaje oospora kiełkująca w zarodnie pływkową i powstają zarodniki pływkowe
Królestwo: fungi (grzyby właściwe) workowce - płciowo przez zarodniki w zarodni tzw „worku”. Worki mogą być w otoczniach zamkniętych (kleistotecjum) np. u mączniako Db lub w postaci miseczek (apotecjum) - osutka z worków wyrzucane są zarodniki, podstawczaki - zamiast worka jest zarodnik podstawkowy na podstawce a podstawka w owocniku gastralnym (kulistym u purchawki) lub hymenialnym - pilotecja (w postaci kapelusza - opieńka), - holotecja (brak podziału na trzon i kapelusz, niekształtne), - krustotecja (drewnowate huby, wieloletnie, co roku przyrastające.Typy hymenoforu: rurkowy (borowik), blaszkowy (opieńka), kolczysty (niszczyk), gładki (skórnik)
Dane ogólne: ilość gatunków na Świecie - 1 - 1,5 mln, zarejestrowane (nazwane) - 320 tys, dobrze rozpoznane - 8%, w Polsce -12 tys z tego mikroskopowe (do 5 mm) -8 tys, makroskopowe (pow 5 mm)- 4 tys.
Ochrona: według Rozporządzenia z 9.07.2004r. 85 gat podlega ochronie ścisłej, na czerwonej liście gatunków zagrożonych jest w 2006 r - 963 gat, są też gat podlegające ochronie siedliskowej na soplówki. Chronione: smardz wyniosły, Szyszkowiec łuskowaty, Modrzewnik lekarski, Flagowiec olbrzymi, Żaglica listkowata.
CHOROBA ROŚLINY - wszelkie dłużej trwające naruszenie równowagi rośliny w czynnościach życiowych przez jakikolwiek czynnik chorobotwórczy.
FAZY ROZWOJU CHOROBY:
Zakażenie = infekcja - od zetknięcia się z gospodarzem do nawiązania trwałego związku. 3 etapy: wstępny (kilka godzin), penetracja tkanek, nawiązanie trwałego stosunku z gospodarzem. Bierna - czynnik bez własnego udziału wnika w roślinę - wirusy, wiroidy, mikoplazmy. Czynna - patogen musi być aktywny aby wniknąć w roślinę (ruch, enzymy) - grzyby i część bakterii. Innokulum = materiał infekcyjny (strzępki, zarodniki, komórki). Próg infekcyjny - minimalna ilość materiału infekcyjnego jaka jest w stanie dokonać infekcji. Próg chorobowy - to odpowiednia ilość propagul aby choroba mogła się rozwinąć. ETAP WSTĘPNY - u bakterii kropla infekcyjna do ich namnażania, u grzybów kiełkowanie zarodników też w kropli infekcyjnej bo do kiełkowania potrzebują wody - mączniak. INFEKCJA WŁAŚCIWA - u wirusów, wiroidów i mykoplazm bierna przy pomocy owadów kłujących, u grzybów 3 sposobami: przez zranienia - atmosferyczne, ludzkie, zwierzęce bierne zasysanie patogena lub czynne przy użyciu strzępki grzybniowej, przez naturalne otwory - aparaty szparkowe (osutki, rdze), przetchlinki (gruzełek cynobrowy), blizny liściowe (rak Md), bezpośrednia - z wykorzystaniem ciśnienia na ścianki okrywające (szara pleśń), chemicznie - enzymami rozpuszczającymi (mączniak), mechanicznie - strzępkami do drewna (opieńka).
Inkubacja = wylęganie - od końca infekcji do pierwszych objawów. Może być szybka (1-2 dni) u wirusów, lub długa u grzybów (4-mce rak Jd, 3 lata rdza kory So). Nekrofity - zasiedlają tylko tkanki martwe i tylko z takich pobierają pokarm (czyreń So - drewno twardzielowe), Pertofity - zasiedlają tkanki żywe lub martwe, ale pokarm mogą pobierać tylko z martwych więc je zabijają (opieńka, gruzełek), biotrofity - zasiedlają tyko żywe tkanki i tylko z żywych mogą pobierać pokarm (mączniaki, rdze)
Ujawnienie się choroby - od pierwszych objawów do śmierci bądź wyzdrowienia. SYMPTOMATOLOGIA -zajmuje się obserwacją, opisem i klasyfikacją objawów chorobowych.
Podział objawów chorobowych: zlokalizowane (tylko w pewnej części rośliny - osutka, mączniak) - systemiczne (w całej roślinie - wirusowe holenderska choroba wiązów), zewnętrzne (na zewnątrz widoczne - huy, zgnilizny) - wewnętrzne (wewnątrz - mączniak ssawki w komórkach), makroskopowe (widoczne gołym okiem) - mikroskopowe (pod mikroskopem) istotne (występują zawsze przy chorobie) - nieistotne (nie zawsze występują - zwijanie liści przy holender.), pierwotne (pojawiają się pierwsze i warunkują wtórne - zmykanie naczyń przy holenderskiej) - wtórne (opad liści), swoiste = specyficzne (wyst tylko przy jednej chorobie - ryzomorfy) - nieswoiste = niespecyficzne (związanie z wieloma chorobami - opad liści), właściwe (powstają w wyniku reakcji rośliny na patogena - rak Md) - niewłaściwe = etiologiczne (związane z obecnością patogena - owocnik huby, miseczki osutki)
Szczegółowy podział objawów chorobowych: SYNDROM - obraz choroby, wszystkie objawy makroskopowe widoczne w danej fazie rozwoju choroby.
Więdnięcia - zaburzenia gospodarki wodnej rośliny w jej mięsistych częściach. Fizjologiczne odwracalne, patologiczne nieodwracalne. Zakłócenia pobierania wody (susza, susza fizjologiczna, zgorzel, opieńka), zakłócenia przewodzenia wody (grzybowe - gruzełek, bakteryjne - choroba wiązów), zakłócenia transpiracji.
Przebarwienia - każda zmiana naturalnego zabarwienia tkanki. Zakłócenia w syntezie barwników (brak chlorofilu), niedobór pierwiastków (P,K,N,Fe), przebawienia nekrotyczne (antraknoza), przebarwienia etiologiczne (czerniak klonu), spowodowane zmianami anatomicznymi (ziarnoskórnik purpurowy),
Nekrozy - zmiana zabarwienia organów na skutek obumarcia tkanek zaatakowanych przez patogena, może to być efekt obronny rośliny. Plamy nekrotyczne (niewielka ilość komórek zamiera - antraknoza), zgnilizny (tkanek zdrewniałych) i zgorzele (tkanek miękkich) - stopniowo się zwiększają mogą całą roślinę, Raki (w obrębie raka zamierają komórki - rak Md), mumie - grzyb zjada substancje pokarmowe z tkanki aż do jej obumarcia)
Zniekształcenia - w wyniku zaburzenia wzrostu rośliny. Mogą dotyczyć liści, pędów lub całej rośliny. Kędzierzawość liści (nierównomierny wzrost - szpeciaki), zwijanie liści (holenderska choroba wiązów), karłowatość (w wyniku atrofii - opieńka), hipertrofia (komórki większe niż normalnie - zgrubienia rdza So), hiperplazja (szybszy podział komórek), dziwnotwory ( staśmienia łodyg - So, skręt pędów, przerosty - Md, nowotwory - cecydia, narośla - bakteryjna guzowatość korzeni, czarcie miotły - rdza Jd, Taphina)
Rany - powstałe w wyniku choroby (rak Md), uszkodzenia mechaniczne (zwierzęta), fizjologiczne (po opadłych liściach i pędach). Leczenie - zalanie żywicą, wysycenie suberyną, tworzenie bariery mechanicznej - zamykanie jamek, tworzenie kallusa, porosty, tworzenie miękiszu przekształcającego się w potrzebne kom.
Wydzieliny - płynne substancje wydzielane przez chore drzewa - w zależności od gatunku. Zywica u So (opieńka), wycieki gumowe, śluzotok u Bk, roszenia - na górnej stronie od temperatury, na dolnej od mszyc.
ODPORNOŚĆ - uwarunkowana genetycznie zdolność do przeciwstawiania się wniknięciu lub rozprzestrzenianiu patogenu dla którego jest właściwym żywicielem.
Immunia - odporność absolutna, niezakażalność patogen nie może nawiązać kontaktu Tolerancja - infekcja następuje, ale nie ma cech chorej - przyrasta i owocuje normalnie małe zakłócenia fizjol. ODPORNOŚĆ WŁAŚCIWA - to aksenia - odporność bierna przedinfekcyjna opierająca się na istnieniu barier morfologicznych (unikanie infekcji przez budowę np. pokrycie woskiem) oraz barier mechanicznych (elementów okrywających np. warstwa kutyny, wysycenie suberyną), a także barier chemicznych (substancje pokarmowe ograniczające jedzenie dla patogenu, wydzielanie związków toksycznych) lub rezystencja - spontaniczna reakcja obronna na patogena przez reakcje antytoksyczną (neutralizacja toksyn wydzielanych do zabicia komórki przez opieńkę) lub letalne oddziaływanie (roślina sama zabija komórki swoje jeśli patogen może się rozwijać tylko w żywych) reakcja nadwrażliwości (komórka obumiera z patogenem), fitoaleksyny (wydzielane w wyniku stresu - grzyba, bakterii, niska temp), indukowane reakcje obronne przez nabycie odporności trwałej (immunizacja chemiczna nabyta w wyniku infekcji), odporność nietrwała (szczepienia, premunity - roślina jest odporna w trakcie działania tej infekcji
METODY OCHRONY ROŚLIN PRZED CHOROBAMI
Kwarantannowa - oddzielenie fizyczne od siebie patogena i rośliny w obrębie kraju lub kontynentu. Dotyczy: zamierania pędów sosny, nekrozy łyka wiązu, jemioł karłowatych amerykańskich, nicienia - węgorka So. Hylotechniczna = agrotechniczna - to stworzenie wg zasad hodowli właściwych warunków wzrostu i rozwoju (odpowiedni dobór gatunków, dostosowanie do siedliska, właściwy materiał rozmnożeniowy, technika wykonywania zabiegów). Biologiczna - wykorzystanie innych żywych organizmów do zwalczania patogenów. Poprzez konkurencje pokarmową (huba i opieńka - phlebia gigantea, pleurotus ostreatus, Lentinu edodes, maślanka wiązowa) lub działanie antybiotyczne antagonistyczne w stosunku do grzyba (trichoderma viride - virydyna antybiotyk). Mechaniczna - usuwanie całych lub części roślin porażonych (huba korzeniowa), usuwanie patogena z rośliny (czarcie miotły z raka jodły), usuwanie 2 żywiciela (skrętak - Tp i Os) Fizyczna - przez użycie promieniowania lub wysokiej temperatury (termoterapia żołędzi - 41st 2,5 godz) Hodowli odpornościowej - wyhodowanie roślin odpornych z osobników posiadających „gen odporności” przy holenderskiej chorobie wiązów - mało skuteczne bo pyłek przenosi się daleko - obcopylność Zintegrowane - jednoczesne stosowanie różnych metod. Biologiczne i chemiczne przy chorobach korzeni
Chemiczna - stosowanie fungicydów działających fungicydalnie (zabicie nieodwracalne grzyba), fungistatycznie (przemijająco) lub antysporulanty (pozwalają na wzrost grzyba nie pozwalają na zarodnikowanie). Toksyczność - dla organizmów stałocieplnych (4 klasy: bardzo toksyczne, toksyczne, szkodliwe, sklasyfikowane joko pozostałe), fungitosyczność (toksyczność dla grzybów - ED 50), fitotoksyczność (dla roślin - miedziowe nekrozy na liściach, siarkowe hamują fotosyntezę, funaben wydłużenie sezonu wegetacyjnego). Sposoby stosowania: zapobiegawczo (dezynfekcja gleby, zaprawianie nasion - środek na roślinie przed grzybem), interwencyjnie (tuż po infekcji w sadownictwie), wyniszczająco (zimowy oprysk na opadzinę Md). Mechanizmy działania fungicydów: zakłócenie procesów energetycznych, zahamowanie biosyntezy białek, kwasów nukleinowych, uszkodzenie struktury i funkcjonowania błony komórkowej. Zapobiegawcze - działanie totalne, tworzenie warstwy na pow zapobiegającej infekcji, duże dawkiSystemiczne - działanie selektywne, mniejsze dawki, niezależne od pogody (deszcz), wnikają do rośliny.
Profilaktyka dyspozycyjna - obniżenie dyspozycji chorobowej drzewa warunkowanej genetycznie (metody agrotechniczne i hodowli odpornościowej)
Profilaktyka infekcyjna - zapobieganie infekcji (metoda kwarantannowa, agrotechniczna, chemiczna)
Terapia = leczenie - wszystkie metody
MIKORYZY Anatomiczny kontakt i współżycie grzybów z korzeniami roślin. Około 90% roślin tworzy związki mikoryzowe u drzew leśnych obligatoryjne (bez nich nie ma prawidłowego rozwoju). W związki mikoryzowe wchodzą tylko korzenie krótkie.
MIKORYZY WŁAŚCIWE - są tylko w miękiszu korowym nigdy nie przechodzą endodermy
Mikoryza ektotroficzna (zewnętrzna) - najważniejsza w leśnictwie u większości drzew So, Św, Jd, Md, Bk, Gb, w przyrodzie niewiele - około 10% roślin. Widoczna gołym okiem - korzeń z mikoryzą grubszy (bo mufka grzybniowa) od pozostałych, zabarwienia inne od normalnych (żółte, różowe, czarne, brązowe), strzępki tworzą „sieć Hartiga” (sploty grzybni w miękiszu) która pozwala na wymianę substancji odżywczych, hipertrofia - komórki z mikoryzą większe od pozostałych. Strzępki grzybni wrastają tylko między komórki korzenia
Mikoryza endotroficzna (wewnętrzna) - strzępki wrastają ośrodka komórek, najczęściej u roślin zielnych i Js, może być też na Wz, Tp, Wb. Najczęściej tzw mikoryza arbuskularna. Funkcję spełniają tu arbuskule (zamiast sieci Hartiga - wymiana pokarmu korzeń grzyb), wezikule (spichlerz substancji zapasowych) lub zwoje. Nie widać rożnicy czy korzeń jest z mikoryzą czy nie.
Mikoryza endoektotroficzna (właściwa) - to odmiana mikoryzy ektotroficznej, ciężko odróżnić od niej. Strzępki bezładnie w miękiszu korowym, tworzy się jak nie może się utworzyć ektotroficzna. Też jest sieć Hartiga, mufka, brak arbuskul, zwoi i wezikul. Tworzy się w warunkach stresowych (stare szkółki, przemysł.)
MIKORYZY NIEWŁAŚCIWE - przerastają bezładnie cały korzeń z walcem osiowym włącznie. Pseudomikoryza - u leśnych nie, korzeń bezładnie przerośnięty grzybnią
Mikoryza perytroficzna - brak kontaktu grzyba z korzeniem, jest tylko mufka ale nie wrasta do korzenia
Warunki powstania mikoryzy - gleby ubogie w składniki pokarmowe (NPK)-„ubóstwo pokarmowe gleb”, dobre funkcjonowanie fotosyntezy (mikoryzie potrzebne są cukry), wysoka produkcja hormonów (etylen, auksyny, cytokininy).
Korzyści z mikoryz dla drzew:
Zwiększanie powierzchni chłonnej korzenia - nawet 1000 krotne, pobieranie wody i substancji pokarmowych z większej powierzchni, rozkładają przy pomocy enzymów związki niedostępne dla korzeni roślin (pokarmowe)
Zwiększanie odporności drzew - bariera fizyczna - mufka grzybniowa w ektomikoryzie utrudnia wnikanie enzymów grzybów szkodliwych (zgorzeli), bariera biologiczna - wokół mikoryzy brak jest substancji odżywczych dla innych szkodliwych grzybów, wiążą bakterie antybiotyczne niszczące grzyby szkodliwe, bariera chemiczna - produkują substancje fenolowe i związki terpenowe hamujące rozwój szkodliwych grzybów np. zgorzelowych, produkują substancje antybiotyczne np. penicylinę toksyczne dla innych.
Ochrona przed czynnikami abiotycznymi - susza - duża powierzchnia chłonna i szybka (3 dniowa) reakcja wznowienia aktywności grzybni, wysokie temperatury - chronią w ciepłych klimatach (purchawica piaskowa) przy temp do 40 stopni np. hałdy górnicze, zanieczyszczenia powietrza - zatrzymują metale ciężkie i pierwiastki promieniotwórcze (Czarnobyl) - kumulują je i w ten sposób chronią drzewa.