Кіріспе
Өсімдік ауруларын ғылыми зерттеу
Өсімдік патологиясы немесе фитопатология – патогендер (жұқпалы организмдер) және қоршаған орта жағдайлары (физиологиялық факторлар) қоздырған өсімдік ауруларын ғылыми зерттеу саласы. Өсімдік патологиясы патогендерді анықтау, аурудың себептерін зерттеу, ауру циклдарын, экономикалық салдарларын, өсімдік ауруларының таралуын, өсімдіктердің ауруға төзімділігін, өсімдік ауруларының адамдар мен жануарларға тигізетін әсерін, патожүйе генетикасын және өсімдік ауруларын басқару тәсілдерін қамтиды.
Өсімдіктердің патогенділігі
Өсімдік патогендері, жұқпалы өсімдік ауруларын тудыратын организмдер, саңырауқұлақтар, оомицеттер, бактериялар, вирустар, вироидтар, вирусқа ұқсас организмдер, фитоплазмалар, протозоалар, нематодалар және паразиттік өсімдіктерді қамтиды. Көптеген өсімдік патосистемдерінде вируленттілік жасуша қабырғасын ыдырататын гидролазалар мен ферменттерге байланысты. Олардың басым көпшілігі пектиндерге әсер етеді (мысалы, пектинестераза, пектат лиаза және пектиназалар). Микробтар үшін жасуша қабырғасындағы полисахаридтер – тағамдық көз де, еңсеруге тиіс кедергі де болып табылады. Көптеген патогендер, әсіресе жеміс пісіп жетілген кезде, қожайын жасуша қабырғасын бұзғанда мүмкіндікті пайдаланады. Адам және жануар патологиясынан өзгеше, өсімдік патологиясы көбінесе бір себепті организмге назар аударады; алайда, кейбір өсімдік аурулары бірнеше патогендердің өзара әрекеттесуі салдарынан туындайды. Өсімдікті отарлау үшін патогендерде бес негізгі типтегі патогендік факторлар болады: жасуша қабырғасын ыдырататын ферменттер, токсиндер, эффекторлық ақуыздар, фитогормондар және экзополисахаридтер. Жасуша қабырғасын ыдырататын ферменттер: Бұл ферменттер өсімдік жасуша қабырғасын ыдыратып, ішіндегі қоректік заттарды босатуға мүмкіндік береді. Оларға эстераздар, гликозил гидролазалар, лиазалар және оксидоредуктазалар жатады. Токсиндер: Бұл токсиндер барлық өсімдіктерге зиян келтіретін, хостқа тән емес немесе тек белгілі бір хост өсімдікке зиян келтіретін хостқа тән болуы мүмкін. Эффекторлық ақуыздар: Бұл ақуыздар бактериялар, саңырауқұлақтар және оомицеттер сияқты патогендермен клеткадан тыс ортаға немесе тікелей қожайын жасушасына, көбінесе үшінші типті секреция жүйесі арқылы шығарылады. Кейбір эффекторлар қожайынның қорғаныс процестерін басатыны белгілі. Бұл өсімдіктің ішкі сигнализациялық механизмдерін немесе фитохимиялық заттардың өндірісін төмендетуді қамтиды. Фитогормондар – өсімдіктер сигнал беру үшін пайдаланатын химиялық заттар; патогендер оларды өсімдік өсуін өз пайдасына өзгерту үшін өндіре алады. Экзополисахаридтер – көбінесе қант тізбектерінің кішкентай тізбектері, олар патогендерге өсімдік бетіне жабысуға көмектеседі, соның арқасында инфекция процесін бастауға мүмкіндік алады.
Өсімдіктердің физиологиялық бұзылулары
Кейбір абиотикалық бұзылыстар патогендерден туындаған бұзылыстармен шатастырылуы мүмкін. Абиотикалық себептерге құрғақшылық, аяз, қар және градус сияқты табиғи процестер; су тасқыны және нашар дренаж; қоректік заттардың жетіспеуі; натрий хлориді және гипс сияқты минералды тұздардың шөгуі; желден күю және дауылдан сыну; сондай-ақ орман өрттері жатады.
Эпидемиология
Эпидемиология – жұқпалы аурулардың пайда болуы мен таралуына әсер ететін факторларды зерттейтін ғылым. Ауру үшбұрышы өсімдік ауруларының пайда болуы үшін қажетті негізгі үш факторды көрсетеді: қабылдаушы өсімдік, патоген және орта. Осы үш фактордың кез келгенін өзгерту арқылы ауруды бақылауға болады.
Ауруларға қарсы тұру
Өсімдіктердің ауруларға төзімділігі – өсімдіктердің ауру тудыратын патогендерден жұғудың алдын алу және жұққаннан кейін оны тоқтату қабілеті. Патогендердің өсімдікке енуіне кедергі келтіретін құрылымдарға кутикула қабаты, жасуша қабырғалары және саңылаулардың (стомалардың) сақшы жасушалары жатады. Патогендер бұл кедергілерді еңсергеннен кейін, өсімдік рецепторлары сигналдық жолдарды іске қосып, шетелдік молекулалармен күресу үшін молекулаларды жасайды. Бұл жолдар қонақ иесінің (өсімдіктің) ішіндегі гендердің ықпалымен және олардың арқасында іске қосылады, сондай-ақ генетикалық селекция арқылы төзімді сорттар шығаруға мүмкіндік береді.
Анықтау
Көне жапырақтарды қарастыру және өсімдік материалдарын қолмен бөлу әдістері қазір жаңа технологиялармен күшейтілуде. Оларға полимераза тізбектік реакциясы (ПТР), РТ-ПТР және циклдық медиацияланған изотермиялық күшейту (ЛАМП) сияқты молекулалық патологиялық зерттеулер жатады. ПТР бір ерітіндіде бірнеше молекулалық мақсатты анықтаса да, оның шектеулері бар.
Биологиялық
Өсімдіктерді кезекпен егу – паразиттік популяцияның жақсы қалыптасуына қарсы дәстүрлі және кейде тиімді тәсіл. Мысалы, көптеген өсімдіктерде ісік ауруларын қоздыратын Agrobacterium tumefaciens инфекциясынан қорғану үшін, кесінділерді жерге отырғызу алдында Agrobacterium radiobacter суспензиясына малып беру.
Тарих
Өсімдік патологиясы ежелгі заманнан бері дамып келеді, б.з.д. Теофрасттан басталып, бірақ ғылыми тұрғыдан зерттеулер Жаңа дәуірде микроскоптың ойдағыдай табылуымен басталды және 19 ғасырда одан әрі дамыды.