بیماری شناسی گیاهی
بیماری شناسی گیاهی (Plant pathology)
فصل اول- مقدمه، اهمیت و تاریخچه
1- مقدمه
زندگي بشر روی کره زمین وابسته به گیاهان است. در حال حاضر متجاوز از 80 درصد از کوششهای کشاورزی جهان مستقیما متوجه تولید غذاست. از حدود 200000 گونه گیاه شناخته شده تقریبا 3000 گونه آن برای تغذیه مورد استفاده قرار گرفته است و از این تعداد فقط حدود 300 گونه از آن بطور معمول و تقریبا در تمام مناطق جهان کاشته می شود. حدود 95 درصد محصولات غذایی سالیانه جهان از چند گونه گیاه مهم مانند گندم، برنج، ذرت، سیب زمینی، نیشکر وحبوبات به دست می آید. 75 درصد مجم.ع فرآورده های غذایی جهان از گیاهان تیره گندمیان است. گیاهان تیره بقولات به دلیل اینکه نیتروژن را در زمین تثبیت می کنند و محصول آنها سرشار از پروتئین گیاهی است، اهمیت فوق العاده ای را در برنامه های غذایی دارند.
اگر این موضوع که، وجود بشر مستقیما به فراوانی و تهیه گیاهان و فرآورده های آنها بستگی دارد روشن شود، اهمیت بهداشت عمومی گیاهان نیز مشهود می شود. گیاهان به طور کلی در معرض حمله تعداد زیادی از عوامل مخرب و بیماریزا قرار دارند، تا زمان که طرز عمل این عوامل به خوبی شناخته و راههای صحیح جلوگیری از آنها معلوم نشود، خسارت آنها به گیاهان و در نتیجه همه شئ.ن جامعه بشری زیاد خواهد بود. به همین دلیل است که شناخت بیماریهای گیاهی به منظور مبارزه با آنها برای ادامه زندگی و راحتی نوع بشر ضرورت دارد.
اهمیت اقتصادی بیماریهای گیاهی
اهمیت بیماریهای گیاهی بطور عمده بدلیل خساراتی است که این بیماریها به گیاهان و محصولات کشاورزی در مزرعه، باغ و انبار وارد می کنند. این خسارت بر دو نوع است:
خسارتی که هر ساله بیماریها بطور کم و یا زیاد،بسته بشرایط وارد می سازد و دیگر زیانهای ناشی از همه گیریها می باشد که گهگاهی در منطقه ای بروز می کند و معمولا موجب خسارتهای زیاد می شود.
اول) خسارتهای معمولی:
خسارت معمولی مربوط به بیماریهایی است که به طور معمول در یک منطقه وجود دارند و همه ساله زیانهایی را به محصولات وارد می سازد. این خسارت در کشور های پیشرفته کمترو در کشورهای در حال توسعه به مراتب بیشتر است.
طبق برآوردی که در ایالات متحده امریکا شده است، خسارت ناشی از بیماریهای گیاهی در هر سال به 1/9 میلیارد دلار بالغ می شود.
بعضی از بیماریهای گیاهی در محصولات کشاورزی مایکوتوکسین ایجاد می کنند. بعضی از مایکوتوکسینها در انسان و دام بیماریهای خطرناک بوجود می آورند. به عنوان مثال Aspergillus flavus در دانه های پسته و یا ذرت مایکوتوکسینی به نام افلا توکسین تولید می کند که سرطانزاست.
خسارت های ناشی از همه گیریها (اپیدمی ها):
اپیدمی یا همه جا گیر شدن یک بیماری عبارت است از پخش و گسترش سریع یک بیماری و سرایت آن به میزبان های حساس یک منطقه، خسارت ناشی از بیماریهای اپیدمیک، بخصوص در مناطقی که متکی به کشتهای تک محصولی (mono culture) می باشند بسیار زیاد بوده و ممکن است همراه با عواقب سوئ اجتماعی باشد.موارد متعددی وجود داشته اند که بیماری حالت اپیدمی بخود گرفته و زیانهای اقتصادی غیر قابل جبرانی به بار آورده است. ازجمله مهمترین آنها عبارتند از:
بیماری باد زدگی سیب زمینی بر اثر فیتوفتورا(Late Blight)
بیماری بادزدگی یکی از بیماریهای مهم سیب زمینی است که باعث خشکیدگی سرشاخه ها و پوسیدن غده های سیب زمینی می شود. این بیماری اولین بار در سال 1830 در اروپا جلب نظر کرد و در عرض چند سال در نقاط مختلف اروپای شمالی حالت اپیدمی بخود گرفت. بطوریکه در سالهای 46-1845 کلیه مزارع سیب زمینی کاری ایرلند را از بین برد وباعث شد که صدها هزار نفر بر اثر قحطی و گرسنگی تلف شوند و بیش از 5/1 میلیون نفر از ساکنان ایرلند مجبور به مهاجرت به کشورهای دیگر شوند.
بیماری سفیدک سطحی و سفیدک داخلی مو(Downy and Powdery Mildew of Grapes)
این بیماریها که هر دو مخصوص قسمتهای هوایی مو می باشند، باعث از بین رفتن شاخ و برگ و خوشه های انگور می شوند.اولی در سالهای بین50-1840 و دومی در سالهای 80-1870 در اروپا حالت اپیدمی پیدا کردند و قسمت اعظم موکاریها را از بین برد.
3- بیماری سفیدک داخلی توتون(Downy Mildew of Tobacco)
این بیماری سبب از بین رفتن قسمتهای هوایی توتون می شود.در نتیجه هیچ محصولی نمیتوان از آن برداشت کرد.این بیماری اولین بار در استرالیا مشاهده شد و در سالهای 60-1950 به اروپا و امریکای شمالی سرایت کرد.و حالت اپیدمی بخود گرفت.و باعث شد که تقریبا تمام محصول توتون از بین برود.بیماری سپس به کشورهای شمال افریقا و خاور نزدیک کشیده شد و چندسال بعد وارد ایران شد و بصورت مهمترین بیماری توتون درآمد.و کشت توتون در سال 1343 به یک سوم معمول تقلیل یافت.
4- بیماری پیچیدگی برگ چغندر(Curly top)
عامل آن ویروس می باشد که باعث تقلیل شدید محصول می شود. و در سال 1925 چغندرکاران را ورشکست و کارخانجات قندسازی در امریکا را تا سرحد نابودی کشاند.
5- بیماری لکه قهوه ای برنج
این بیماری باعث از بین بردن قسمتهای هوایی بوته و از جمله دانه برنج می شود. این بیماری در سال1932 در بعضی کشورهای آسیایی تولیدکننده برنج از جمله بنگال به صورت اپیدمی درآمد.
6-زنگهای غلات(Cereal Rusts)
زنگ غلات طی قرون از عوامل مهم خسارت در این محصولات بوده،بطوریکه هروقت بعلت تغییر تعادل طبیعی ویا شرایط آب و هوایی این زنگها بصورت اپیدمیک در آمده اند،گرانی و قحطی و مرگ ومیر بوجود آمده است.این بیماری در سال 1948 در استرالیا بصورت اپیدمیک در آمد وتنها در یک ناحیه از آن کشور باعث از بین رفتن 270000 تن گندم شد.
اهمیت اقتصادی بیماریهای گیاهی تنها محدود به خسارتهایی نمی شوند که مستقیما به محصولات وارد می آید، بلکه همچنین بعلت صرف نیروی انسانی ومبالغ هنگفتی نیز هست که هرساله صرف تحقیقات برای پیدا کردن راههای کنترل بیماریها و همچنین شناخت مسائل مربوط به بیماریها به مردم کشورها تحمیل می شود.
اهميت بيماريهاي گياهي غالباً ناشي از خساراتي است كه با بروز اپيدمي يا خسارت معمولي به گياهان زينتي و محصولات آنها وارد ميكنند. اما خسارت معمولي بيماريها در گياهان بيشتر و با اهميتتر از خسارت اپيدمي آنهاست. و اين خسارت در كشورهاي پيشرفته به چند درصد كل محصول برآورد شده است اما در كشورهاي غير پيشرفته به چندين درصد كل محصول بالغ ميشود. طبق آماري در آمريكا، خسارت ساليانه بيماريها قبل از تورم سالهاي اخير به سه ميليارد دلار برآورد شده است. در ايران از ميزان خسارت گياهان زينتي اطلاع دقيقي در دست نيست هر چند خسارات ناشي از بيماري ها در ايران را مي توانيم حدود 15 تا 20 درصد کل محصول يا حتي بيشتر تخمين بزنيم.
گياهان زينتي بخش بسيار كوچكي در بين گياهان را تشكيل ميدهند كه گاهي اوقات حدود 10 تا 20 درصد خسارت وارد مي کنند که در مجموع 1 تا 2 درصد کل خسارات وارده به گياهان محسوب مي شود. بيماري گياهي از زمانهاي بسيار دوري مورد شناسايي بشر قرار گرفتند. حتي در زمانهاي قديم عقايد خرافي در مورد بسياري از پديدههاي طبيعي از جمله بيماريهاي گياهي در اجتماع حاكم بوده است كه آنها را اثر خشم خدايان براي مجازات كشاورزان ميپنداشتند. حتي گاهي اوقات براي اين بيماريها خداياني را خلق ميكردند. به عنوان مثال روبيلس، رَب زنگِ گندم بود كه همه ساله در فصل بهار براي رضايت خاطر خشم او، مراسم مذهبي توأم با قرباني برپا ميگرديد. در قرن هفدهم فرضيه توليد خود به خودي پا بر جا بود تا اينكه برخي از دانشمندان از جمله ” نُشليو “ نسبت به آن شك و ترديد كردند. او به طور كلي توانست در سال1727 اسپور قارچها را كشت و مورد مطالعه قرار بدهد. در نيمه اول قرن نوزدهم يعني سال 1845 بيماري خطرناکي به نام بيماري بادزدگي سيب زميني در اروپا شايع شد. که سبب قحطي شد و به طور کلي جمعيت 8 ميليوني کشور ايرلند به علت قحطي و مهاجرت، 2 ميليون نفر کاهش پيدا کرد. بنابراين بيماري گياهي ميتواند جابجايي جمعيت را بوجود آورد.
اولين نماتد پارازيت گياهي در سال 1743 توسط ” نيدهام “ از خوشه گندم جداسازي شد و در سال 1886 ”مايل“ براي اولين بار بيماري موزائيك توتون را كشف كرد. اما با توجه به اين كه در طبيعت دهها هزار بيماري وجود دارد و سلامتي گياهان را تهديد ميكند به طور متوسط هر گياه ممکن است به صدها بيماري مبتلا شود هر ياتوژن يا بيمارگر مي تواند يک تا صد گياه را آلوده کند.
بنابراين به منظور سهولت مطالعه، هميشه دانشمندان به طريقهاي مختلفي بيماريها را طبقهبندي ميكنند.
اولين و متداول ترين طبقهبندي از روي علائم آلودگي مثل پوسيدگي، لكهبرگي، پژمردگي و لكهزايي و ... است.
طبقهبندي دوم بيماريهاي گياهي، از روي عضو گياه مثل بيماريهاي ريشه، ميوه و شاخ و برگ و ... است.
طبقهبندي سوم از روي نوع گياه مورد حمله مثل بيماريهاي درختان ميوه، نباتات زراعي و درختان جنگلي و ... است.
طبقهبندي چهارم از روي عوامل بيماريزا است كه متداولترين روش بوده و بر مبناي اين دو گروه بزرگ بيماري وجود دارند:
1- بيماريهاي مسري يا عفوني كه در اثر عوامل بيماريزاي زنده مانند قارچها، باکتریها، نماتدها، ویروس ها و . ... به وجود ميآيند.
2- بيماريهاي غير مسري كه در اثر عوامل بيماريزاي غير زنده مانند کمبود عناصر غذایی، فقدان اکسیژن، گرما یا سرما، فقدان یا زیادی رطوبت، فقدان یا زیادی نور، آلودگی هوا، اسیدیته خاک، مسمومیت ناشی از آفتکشها و مواد معدنی و عملیات زراعی نامناسب ایجاد میشود.
تعاريف و اصطلاحات بيماريشناسي گياهي
بیماری شناسی گياهي به علم مطالعه بيماريهاي گياهي اطلاق ميشود كه عوامل بيماريزا، چگونگي ايجاد بيماري و فعل و انفعالات، ارتباط بين گياه ميزبان و عوامل بيماري، عوامل توليد كننده بيماري و در آخر روشهاي مبارزه با آنها را بررسي ميكند.
مفهوم بيماری در گياه
هرگونه فرایند غير عادي در گياه كه در اثر تحريك مداوم عامل بیماریزا به وجود بيايد و منجر به اختلال فیزیولوژی (تغييرات در فعاليت متابوليكي و سبب ظهور علايم بيماري) در گياه شود، بيماري ناميده ميشود.
پاتوژن
عوامل بيماريزا در گياهان را پاتوژن ميگويند كه در دو گروه پاتوژن زنده و پاتوژن غير زنده تقسيم بندي ميشود.
پاتوژن زنده از قارچها و ويروسها، باكتريها، مايكوپلاسماها، ويروئيدها ، پروتوزوآها و گياهان عالي گلدار تشكيل ميشود.
پاتوژنهاي غير زنده سبب بيماريهاي غير مسري در گياهان ميشوند و شامل كمبود عناصر غذايي، سرما، گرماي زياد، آلودگي هوا، كمي يا زيادي رطوبت، كمبود اكسيژن، مسموميت ناشي از عناصر غذايي و مسموميت ناشي از حشرهكُشها و قارچكُشها و عدم رعايت اصول زراعي و نامناسب بودن اسيديته خاك و زيادي نور و ... ميباشند.
پارازيتيسم
اصطلاح ديگر در بيماريشناسي پارازيتسيم است. پارازيت (Parasite) يا انگل به موجودي گفته ميشود كه حداقل يك قسمت از سيكل زندگي خودش را در داخل يا روي گياه و موجود زنده ديگر سپري كند و قسمتي از مواد غذايي مورد نياز خودش را از آن كسب كند. به اين موجود زنده ميزبان اطلاق ميگردد و اين رابطه پارازيت و ميزبان كه غالباً به ضرر ميزبان است پارازيتيسم ناميده ميشود. بعضي از پاتوژنها نظير ويروسها و نماتدها و تعدادي از قارچها مانند قارچ سفيدك يا سفيدك پودري، براي تغذيه و تكميل سيكل زندگي خود وابستگي كامل به سلول زنده ميزبان دارند و در محيطهاي غير غذايي نميتوانند رشد كنند، به اين دليل به آنها پاتوژنهاي اجباري گفته ميشود.
در مقابل پاتوژنهاي اجباري، باكتريها، فيتوپلاسماها و بسياري از قارچها قادر هستند كه هم از سلول زنده و هم در محيط غير زنده رشد كنند، بنابراين به اين گونه پاتوژنها غير اجباري گفته ميشود. انگلهاي غير اجباري به دو دسته تقسيم ميشوند:
1. عواملی كه بيشتر زندگي ساپروفيتي(گندزی) دارند و تحت شرايطي ميتوانند به صورت پارازيت در بيايند اصطلاحاً پارازیت اختياري ناميده ميشوند.
2. گروه ديگر عواملی كه به طور معمول پارازيت هستند و تحت شرايطي ميتوانند به صورت ساپروفيت(گندزی) در بيايند كه به آنها ساپروفيتهاي اختياري گفته ميشود.
پارازيتهاي غير اجباري پس از حمله به بافت گياهي نخست با ترشح آنزيم مخصوص، سلولهاي ميزبان را ميكُشند سپس پروتوپلازم آن را تجزيه و مورد تغذيه قرار ميدهند. در حالي كه پارازيتهاي اجباري پس از حمله به بافت ميزبان نه تنها سلول ميزبان را نميكشد بلكه با آنها ارتباط برقرار ميكنند و از مواد ساخته شدهي آن استفاده ميكنند و بدين سان سلولهاي ميزبان پس از تهي شدن مواد غذايي از بين ميروند. نهايتاً پس از مرگ كامل گياه، پارازيت اجباري نيز ميميرد. پس ميزبانهاي پارازيتهاي اجباري، محدودتر از ميزبانهاي پارازیتهاي غير اجباري هستند
برای ایجاد بیماری سه عامل پاتوژن، میزبان و شرایط محیطی ضروری میباشد که به عنوان مثلث بیماریزایی در بیماریهای گیاهی مطرح هستند:
شرایط محیطی
میزبان
پاتوژن
در برخی منابع عنوان کرده اند که براي ايجاد يك بيماري بايد چند عامل تعيين كننده بيماري مانند پاتوژن، شرايط محيطي مساعد براي رشد پاتوژن، ميزبان حساس و زمان وجود داشته باشند كه اثر متقابل بر روي همديگر دارند و عوامل بيماريزا ناميده ميشوند اين 4 عامل اثر متقابل بر روي يكديگر دارند و باعث بيماري ميشوند.
شرایط محیطی
میزبان
پاتوژن
زمان
چرخه بیماری(Disease cycle)
مراحلي كه در توسعه يك بيماري رخ ميدهد، اصطلاحاً دوره بيماري(چرخه بیماری) ميگويند كه اين مراحل عبارتند از
1- تلقيح Inculation
تلقيح(مایه زنی) عبارتست از تماس عامل بيماريزا با گياه. عامل بيماريزا را مايع تلقيح يا اينوكلوم مينامند. مايع تلقيح در باكتريها، ويروسها و مايكروپلاسماها از تمامي بدن آنها تشكيل ميشوند. در قارچها مايع تلقيح ممكن است قطعهاي از هيف، اسپور يا اسكلروت باشد. مايع تلقيح در نماتدها، تخم بوده و در گياهان گلدار انگل مايع تلقيح بذر آنهاست.
2- رخنه Penetration
رخنه ورود عامل بيماريزا مستقيم از طريق منافذ طبيعي و یا زخمها به داخل ميزبان است. قارچها و نماتدها ميتوانند به داخل گياهان گلدار و انگل نفوذ كنند و معمولاً در محل تماس قارچ با سطح گياه كمي برآمدگي يا تورم (آپوسوريوم) به وجود ميآيد در محل آپوسوريوم يك هيف ظريفي به نام ميخ رخنه، خارج ميشود كه وارد گياه ميزبان شده و پس از متورم شدن اشكال مختلفي پيدا ميكند كه به آنها هوستوريوم گفته ميشود. بعضي از قارچها مثل عامل بيماري لكه سياه فقط به داخل كوتيكول رخنه كرده و فعاليت ميكنند. گياهان گلدار انگل، نيز آپوسوريوم و ميخ رخنه را توليد ميكنند، اما تمام باكتريها و بسياري از قارچها از طريق روزنههاي هوايي و آبي، عدسكها و زخمها وارد گياه ميشوند. ويروسها و بعضي از باكتريها و پاتوژنهاي ديگر ميتوانند از طريق نيش حشرات به داخل بافت ميزبان وارد شوند
3- آلودگيها Infection
سومين مرحله در چرخه آلودگي است كه پاتوژن در داخل ميزبان با سلولهاي حساس ارتباط برقرار ميكند و غذاي خودش را از آنها جذب ميكند و گياه در اين مرحله مكانيزم دفاعي مختلفي را از خود نشان ميدهد. در بيشتر گياهان بين مرحله تلقيح تا آلودگي و ظهور علائم چند روز و حتي چند هفته طول ميكشد. مدت زمان بين تلقيح تا ظهور علائم بيماري دورهي نهفتگي يا كمون ناميده ميشود.
4- گسترش بيماري در گياه Invasion
در مرحله گسترش بيماري در گياه، عوامل بيماريزا به روشهای مختلف و به درجات متفاوت در بافت ميزبان پخش ميگردند. گسترش بعضي از ويروسها، و ویروئيدها و سفيدكهاي دروغي و سياهكها در گياه حالت عمومي و علائم بيماري حالت موضعي پيدا ميكند. بعضي از قارچها مانند عامل بيماري لكه سياه فقط در زير كوتيكول حركت كرده و در آنجا ختم ميشود. اما سفيدكهاي سطحي در سطح گياه ميزبان گسترش پيدا ميكنند و مكينه يا هوستوريوم را به داخل سلولهاي اپيدرم ميفرستند. غالب قارچها در تمامي اعضاي گياه گسترش پيدا ميكنند و در داخل سلول يا بين آن استقرار مييابند، اما باكتريها در بين سلولها فعاليت نموده و با ترشح، آنزيمهاي مختلف ديواره سلولي را از حل ميكنند و به داخل سلول ميزبان حركت ميكنند.
5- توليد مثل Reproduction
مرحله بعدي كه در دوره بيماري پيش ميآيد توليد مثل است كه نحوه آن در پاتوژنهاي متفاوت، مختلف است. معمولاً باكتريها به طريقه تقسيم دو تايي سلول و به ندرت از طريق جنسي تكثير پيدا ميكنند. ولي قارچها از طريق توليد اسپورهاي جنسي و غير جنسي تكثير پيدا ميكنند. فیتوپلاسماها تقسيم ساده دارند. ويروسها و ويروئيدها همانند سازي ميكنند اما توليد مثل در سيستم سلول در نماتدها و گياهان گلدار به روش تخمگذاري و توليد بذر است.
6- انتشار انگل Transmission
بيمارگرها غالباً به طور غيرفعال به كمك باد، غده، جانوران، باران، بذر ،ادوات كشاورزي و باغباني ،حشرات ،نشاهاي آلوده ،آب آبياري انتشار مييابند.
7- زمستان گذراني Over Wintering
پاتوژنهاي گياهان چند ساله، معمولاً زمستان را در داخل گياهان چند ساله سپري ميكنند. اما پاتوژن قارچهايي كه روي گياهان يك ساله هستند ممكن است زمستان را به فرم اسپور، مسليوم و خوابرفته، در روي بقايا و بذر گياهان سپري كنند.
انواع پاتوژن ها بر اساس سیکل زندگی:
o پاتوژن تک سیکلی(مونو سیکل): به پاتوژنی(عامل بیماری) میگویند که در طول یک فصل زراعی(یک فصل رشد) تنها یک سیکل بیماری تولید میکند. اینوکولوم های تولیدی این پاتوژن حتی در شرایط محیطی مساعد در همان فصل قادر به جوانه زنی و ایجاد بیماری نیستند.
o پاتوژن چند سیکلی(سیکل مرکب، پلی سیکل): به پاتوژنی میگویند که در طول یک فصل زراعی(یک فصل رشد) بیش از یک سیکل بیماری تولید کند. برخی اینوکولوم های تولیدشده توسط این پاتوژن در شرایط محیطی مساعد در همان فصل قادر به جوانه زنی و ایجاد بیماری هستند. مانند بیماری سفیدک سطحی رز
o پاتوژن پلی اتیک: به پاتوژنی میگویند که برای تکمیل یک سیکل زندگی خود نیاز به چند فصل زراعی متمادی دارد. مانند: بیماری مرگ هلندی نارون
مکانیسم بیماریزایی عوامل بیماریزای گیاهی
نماتدها بهترین سلاح فیزیکی(استایلت) را جهت حمله دارند. اما بیشتر پاتوژن ها بصورت شیمیایی راه را برای رسیدن به پروتوپلاسم باز میکنند. مواد مترشحه شیمیایی ممکن است آنزیم، توکسین(مواد سمی)، مواد پلی ساکاریدی و هورمون ها(مواد کنترل کننده رشد) باشند. آنزیم ها مانند:
o آنزیم کوتیناز که کوتین را حل میکند
o آنزیم پکتیناز که دیواره میانی سلولهای گیاهی را حل میکنند و سبب لهیدگی بافت گیاه یا پوسیدگی نرم میشود.
o آنزیم لیگنیناز که لیگنین را تجزیه کرده و سبب ایجاد پوسیدگی سفید میشود.
o آنزیم سلولاز که سلولز موجود در دیواره سلولی را تجزیه میکند.
بعضی از پاتوژن ها تولید ماده سمی به نام توکسین میکنندکه سبب مرگ سلول میشوند. پلی ساکاریدها مواد قندی هستند که یکسری از پاتوژن ها بویژه باکتریها به صورت خارج از سلولی تولید میکنند و مانع رسیدن سم به پاتوژن میشود ولی در آوندهای گیاه سبب انسداد آنها شده و در انتقال مواد اختلال ایجاد میکند. مثال: باکتری عامل پژمردگی سیبزمینی و گوجه فرنگی
عوامل بیماریزا با تولید هورمونهایی همانند: اکسین، سیتوکینین، جیبرلین سبب تغییر در فیزیولوژی گیاه میزبان میشوند. ویروسها و ویروئیدها چیزی تولید نمیکنندولی قارچها و باکتریها اکثر این مواد را تولید میکنند. خسارت نماتدها فیزیکو شیمیایی یا مکانو شیمیایی است چون آنزیم هم تولید میکنند.
مکانیسمهای دفاعی گیاه
اصولاً گياهان با استفاده از تركيبي از انواع سلاحها كه از دو منبع متفاوت در اختيار آنها قرار داده شده از خود دفاع ميكنند. که دو دسته میباشند:
1- مکانیسمهای دفاعی غیرفعال: که قبل حمله پاتوژن در گیاه وجود داشته اند و خود دو دسته می باشند:
الف) سدهای فیزیکی: خصوصيات ساختماني كه به عنوان موانع فيزيكي مانع ورود عامل بيماري و انتشار آن در گياه مي شوند. مثلا تعدادی از گیاهان روزنه کمی دارند در نتیجه راه ورود کمتری دارند یا کوتیکول ضخیمی دارند و یا دارای یک لایه مومی هستند که مانع ورود پاتوژن میشوند.
ب) سدهای شیمیایی: عبارت است وجود یکسری مواد سمی در گیاه که همیشه درگیاه وجود دارد و برای پاتوژن ها سمی است. اکثر این مواد جزو ترکیبات فنله هستند.
2-مکانیسمهای دفاعی فعال: که قبل حمله پاتوژن در گیاه وجود نداشته و با حمله پاتوژن در گیاه تولید میشوند و خود دو دسته می باشند:
الف) مکانیسمهای فیزیکی که شامل تغییرات ساختاری می باشد: جهت جلوگیری از نفوذ و گسترش پاتوژن
· بعضی از گیاهان تولید لایه چوب پنبه ای میکنند مثل سیب زمینی.
· بعضی از گیاهان در محل ورود عامل بیماری تولید صمغ میکنند که مانع از پراکنش بیماری در گیاه میشود.
· بعضی از گیاهان تشکیل تایلوز میدهند که پیشرفت پروتوپلاست سلولهای همراه آوند چوبی به درون آوند چوب است و مانع از رسیدن پاتوژنها به قسمت های بالایی گیاه میشود و یک عکس العمل گیاه در برابر آلودگی است. تایلوز ساختمان سلولزی دارد.
ب) واكنش هاي بيوشيميايي كه در سلولها و بافت هاي گياهي رخ داده و موجب توليد موادي ميشوند كه براي بيمارگر سمي بوده و يا شرايطي را ايجاد ميكنند كه موجب توقف رشد آن در گياه ميگردد.
• معروف ترین این ترکیبات فیتوآلکسین ها هستندکه مولکولهای کوچک و سبک ضدمیکروبی هستند که در گیاه سالم وجود ندارند و فقط پس از حمله پاتوژن در گیاه تولید میشوند.
• یکسری آنزیم های پروتئینی نیز در هنگام حمله پاتوژن در گیاه افزایش مییابند. مانند آنزیم پراکسیداز و پروتئین های وابسته به بیماریزایی(گلوکانازها و کیتیناز) و .......
در يك تركيب گياه-بيمارگر اين عوامل دفاعي بسته به نوع پاتوژن، نوع گیاه، سن گياه، نوع اندام يا بافت گياهي مهاجم، شرايط تغذية گياه و شرايط آب و هوايي تغيير ميكنند.
شناسايي علايم بيماريهاي گياهي
1- علائمی که در اثر ظهور قابل دید پاتوژن به وجود میآید مثل سفیدک ها، زنگها، سیاهکها، زنگ سفید.
2- ايجاد رنگ غير طبيعي در گياه:
از علايم مهمي كه ممكن است در گياهان بروز بكند ايجاد رنگ غيرطبيعي در آنها است
Eliolation: تغيير رنگ در اندامهاي گياهي را در اثر فقدان نور، را مينامند و در اين عارضه هرگاه گياه مجدداً در مقابل نور قرار بگيرد رنگ طبيعي خودش پيدا ميكند؛
كلروزه: تغيير رنگ اندامهاي گياهي در اثر كمبود مواد غذايي و يا حمله پاتوژنها با وجود نور كافي گفته ميشود. بنابراين كلرز با برطرف شدن عامل آن محو ميشود و رنگ طبيعي خودش را دوباره به دست ميآورد؛
ملانوز: به قهوهاي يا سياه شدن غده و اندامهاي گوشتي ملانوز گفته ميشود كه در اثر دگرگوني بعضي از مواد متشكله بافتها به وجود ميآيد. در حالت معمولي تيروزين در غدهها وجود دارد و بيرنگ است ولي اگر تحت آنزيم تيروناژ قرار بگيرد تبديل به ملانين شده و به رنگ سياه در ميآيد. ملانين در بيماري قلب سياه غدهها و همچنين در اثر كمبود اكسيژن عارض ميشود.
موزائيك: يكي از مهمترين علائم بيماريهاي ويروسي بوده كه در متن پهنك لكههاي زردي را ايجاد ميكند.
3- پژمردگی: وقتي كه ريشهها و آوندها مورد حمله واقع ميشوند پژمردگی غالباً در گياه رخ ميدهد.
4- لكهدار شدن برگ و ميوه: بسياري از بيماريها در برگ و ميوه لكه توليد ميكنند لذا اندازه، شكل و رنگ لكهها ميتواند در تشخيص بيماري مهم باشد.
5- ريزش اندامهاي گياهي: از علائم بعدي كه ما را در تشخيص بيماري كمك ميكند، ريزش اندامهاي گياهي، مثل ريزش برگ، گل، جوانه و ميوه است. طبيعي است كه ريزش در گياهان زينتي رخ ميدهد. ولي اگر ريزش بيش از حد و غير طبيعي باشد از علائم بيماري به شمار مي رود.
6- تغيير شكل و رشد غير طبيعی در اندامهاي گياهي: که معمولاً به چندين حالت اتفاق ميافتد.
نانيسم يا كوتولگي: در اثر كاهش تعداد سلولهاي گياهي يا هيپوپلازي، و يا كوچك شدن اندازه سلولهای گياهي هيپوتروفي در اندامهاي گياهي به وجود ميآيد؛
ژيگانتيسم(غول آسایی): برعكس نانيسم است و عبارت است از رشد بي اندازه اندامهاي گياهي در اثر افزايش تعداد سلولها (هيپرپلازي) و يا رشد بي اندازه سلولها (هيپرتروفي). كه در اثر زيادي ازت خاك و عوامل نامساعد محيط پديد ميآيد و به دنبال آن بيماريهاي باكتريايي و غيره در گياهان زينتي بروز ميكند؛
عدم تقارن: از بين رفتن تقارن بين دو قسمت پهنك نسبت به محور اصلي از علائم بيماريهاي ويروسي و فیتوپلاسمايي است؛
جارويي شدن: در بيماري جارويي شدن، شاخهها از فواصل نزديك بهم رشد ميكنند و شكل جارو را به خود ميگيرند. اين عارضه در بيماريهاي مايكوپلازمايي و ويروسي و حتي قارچي هم ديده ميشود.
روزت: در اين بيماري فاصله ميانگرهها كم ميشود و برگ به صورت انبوه در اطراف گرهها میرويد.
طاول: در اين نوع بيماري بافت بين رگبرگها رشد فوقالعادهاي پيدا ميكند و در روي پهنك به شكل طاول ظاهر ميشود.
غده يا گال: پيدايش غده و گال در اثر تحريك سلولها و عمل هيپرتروفي يا هيپوپلازي ايجاد ميشود. مثل بيماري سرطان در گياهان زينتي.
7- تغيير استحكام بافت گياهي: در اثر بيماري، بافت گياهي استحكام خودش را از دست ميدهد و پوسيده ميگردد. كه ممكن است، در اثر ترشحات گياهي مثل ترشح صمغ و آلوده شده به باكتريها اتفاق ميافتد.
قارچ ها
قارچها مهمترين عامل بيماريزا در گياهان هستند. زيستشناسان قارچ را به عنوان موجودات هستهدار، یوكاريوتيك (Eucaryotic)، فاقد كروفيل، توليدكننده اسپور و تغذيه از نوع جذبي، كه عموماً نيز به طريق جنسي و غير جنسي تکثير پيدا ميكنند، معرفي كردهاند. ساختمان رويشي قارچها معمولاً رشتهاي منشعب به نام ريسه(هیف) است و ديواره سلولي آنها معمولا از جنس كتين است.
توليد مثل در قارچها
توليد مثل در قارچ عبارتست از تشكيل افراد جديدي كه داراي تمام صفات و مشخصات معمول گونه باشد. قارچها در توليد مثل خود اسپور را توليد ميكنند. اسپورها علاوه بر اينكه وسيله تكثير هستند و سبب انتشار آنها از نقطهاي به نقطه ديگر ميشوند موجب بقاي آنها از سالي به سال ديگر نيز ميگردند. لذا با جوانه زدن اسپور، لوله كوچكي بنام لوله تندشی ظاهر ميشود كه پس از رشد هيف قارچ را به وجود ميآورد. اسپور قارچها از نظر شكل، رنگ، اندازه، تعداد سلول و نحوه تشكيل متنوع هستند و از روي خصوصيات آنها ميتوان قارچها را شناخت. اسپور قارچها به طرق جنسي يا غير جنسي تشكيل ميگردد.
توليدمثل جنسي در قارچ :
در توليد مثل جنسي يك قارچ، گامتهاي جنسي نر و ماده دخالت ميكنند. با عمل تركيب بين دو اندام جنسي نر و ماده سلول تخم يا زيگوت (Zygot) تشكيل ميشود. معمولا ً به اندامهايي كه سلولهاي جنسي يا گامِتها (Gamete) بر روي آن قرار دارند گامتانژيوم ميگويند. توليد مثل جنسي در قارچها مانند موجودات ديگر شامل آميزش دو هستهي سازگار است. اصولاً روند توليد مثل از سه مرحلهي متمايز تشكيل ميشود.
1. مرحله پلاسموگامي؛ آميزش دو تا پروتوپلاسم است كه در اين مرحله N به علاوه N يا ديكاریوتيك سلول ميشود.
2. مرحله کاريوگامي ؛ آميزش دو هسته در يک هستهي دو N کروموزمومي به وجود مي آورند(N+ N).
3. مرحله ميوز؛ يعني تقسيم يا كاهش كروموزومي. در اين مرحله تعداد كروموزومها به نصف کاهش پيدا مي کنند و N کروموزومي مي شوند. به عبارت ديگر سلول تخم به چند هسته N کروموزومي تبديل ميشود. سپس اطراف هر هسته با مقداري سيتوپلاسم و يك ديوار احاطه ميشود و بدينسان يك سلول كه يك اسپور قارچ است به وجود ميآيد. وقتي كه اسپور قارچ به وجود ميآيد، توليد مثل جنسي تكميل مي گردد.
توليد مثل غير جنسي در قارچ :
در توليد مثل غير جنسي اندامها يا گامتهاي جنس نر و ماده، اصلاً نقش ندارند. توليد مثل غير جنسي در تكثير و گسترش قارچها با اهميتتر از توليد مثل جنسي است. به طوري كه در يك فصل زراعي چندين بار توليد مثل غير جنسي تكرار ميگردد. توليد مثل غير جنسي به روشهای مختلف در قارچهاي مختلف اتفاق ميافتد.
1. قطعه قطعه شدن هيف يا اندامهاي رويشي؛ كه هر قطعه به صورت يك فرد جديد رشد ميكند. مثل آرتروسپور و كلاميدوسپور.
2. جوانهزني سلولهاي رويشي يا اسپورها؛ كه هر جوانه به يك فرد جديدي تبديل ميشود. مثل مخمرها و سياهكها.
3. دو نيم شدن سلولهاي رويشي يا سلولهاي مادري به سلولهاي دختري. مثل شيزو ساكارو مايسزها.
4. توليد اسپورهاي غير جنسي؛ هر اسپور بعد از جوانهزني لوله تَندشی توليد نموده و بعد از رشد به میسليوم تبديل ميگردد.
متداولترين روش توليد مثل غير جنسي در قارچها، توليد اسپورهاي غير جنسي است كه از نظر شكل، اندازه، رنگ و تعداد سلول با هم متفاوت هستند. ممكن است در بعضي از قارچها، اسپورهاي غير جنسي در درون يك ساختمان كيسه مانند بنام اسپورانژيوم پايدار باشند و به هيف متصل شوند. در بیشتر قارچها اسپورها غير متحرك اند. اما در تعداد محدودی اسپور متحرک است و زئوسپور ناميده ميشوند و به دليل تاژك و مصرف انرژي حركت ميكنند. بقيه اسپورهاي غير جنسي را كُنيدي ميگويند.
تشكيل كُنيدي در روي اندامهاي باردهي
- كُنيديبر(کنیدیوفر) مثل آلترناریا: هیف های تمایز یافته ای که دارای سلول کنیدی زا هستند و قادر به تولید اسپورغیر جنسی بنام کنیدی میباشند. کنیدیوفرها می توانند ساده یا منشعب باشند.
- پيكنيد(پیکنیدیوم) مثل قارچهاي زنگ و سپتوریا: اندام کوزه مانند یا گلابی شکل که دیواره آن شامل یک یا چند لایه سلول است و درون آن تعداد زیادی کنیدیوفر وجود دارد که تولید کنیدی را انجام میدهند
- آسروول: از لایه ای از هیف های قارچ تشکیل شده است که بشکل مقعر یا مسطح است و روی آن کنیدیوفرها و کنیدی ها تشکیل میشوند
- اسپوردوخيوم(اسپوردوکيوم و یا اسپوردوشيوم) مثل فوزاريوم؛ اندامک بالشک مانندی از هیف های قارچ که حالت برآمده یا محدب دارد و کنیدیوفرها بصورت متراکم روی آن قرار می گیرند.
- كُرميياسينما: مجموعه ای از کنیدیوفرها که در طول خود بصورت متراکم بهم چسبیده اند ولی در انتها آزاد هستند و در ناحیه بهم چسبیده ستونی را ایجاد میکنند. در برخی قارچ ها حالت جارویی دارد
بيماري لكه برگي كوروولاريا (Leaf spore)
علائم بيماري:
لكهها نخست سبز، ريز و فرورفته در سطح برگ ظاهر ميشوند و به تدريج اين عارضه توسعه مييابد و گاهي بهم پيوسته و خرمايي رنگ و نامنظم و بزرگ ميگردند. يا در مراحل توسعه بهم پيوسته و به حالت نامنظم و بزرگي نمايان ميشوند. در اين بيماري برگها پيچيده ميشوند بدون اينكه برگريزي اتفاق بيافتد، ولي پارگي برگ ديده ميشود . لكهها معمولاً شش روز بعد از تلقيح ايجاد ميشوند و اسپورها بعد از اينكه لكهها خرمايي رنگ شدند، روي آنها تشكيل ميشوند.
عامل بيماري: در منابع مختلف قارچ Curvularia grostidis معرفي شده است.
مبارزه با بيماري:
استفاده از قارچكُشهايي مانند مانكوزب، كلروتالونيل و بنوميل يك بار قبل از آلودگي از شدت بيماري ميكاهد. همچنين رطوبت و درجه حرارت در اين بيماري نقش مهمي دارند كه بايد در نظر گرفته شوند.
بيماري آلترناريا علايم بيماري(لکه موجی سیب زمینی):
قارچ عامل بیماری ابتدا لکههای قهوهای شکلاتی تا مشکی رنگ در برگهای پایینی و پیر میزبان ایجاد میکند. لکهها در ابتدا کوچک، خشک و کاغذی و تخممرغی تا بیضی یا زاویهدار هستند لکهها دارای حلقههای هممرکز، برجسته و فرورفته هستند. این قارچ تولید توکسین میکند که سبب ایجاد هاله زرد اطراف لکه در برخی میزبان ها میشود. در شرایط گرم و مرطوب سبب پژمردگی و ریزش زود هنگام برگها میشود حتی ممکن است بیبرگی کامل گیاه را به دنبال داشته باشد . زخم ساقه و دمبرگ، کشیده، کمعمق، قهوهای مایل به مشکی بوده و در صورت بروز، سبب خسارت کمتری میشـود. در صورت بـروزعلائم روی غده، لکهها کوچک، مـدور، نامنظم و به رنگ قهـوهای مایل به مشکی است.
لکههای قدیمی فرورفته هستند و اغلب توسط کمی برجستگی محصور میشوند بافتها در نهایت آبسوخته، زرد تا زرد مایل به سبز میشوند. زخم غدههـا در طول دوره انبارداری افزایش مییابند و در نهایت چینخورده و خشک میشوند.
سیکل زندگی و زمستان گذرانی
اين بیمـاری اغلب از سالی به سال دیگر توسط غده سیبزمینی آلـوده، بقـایای آلـوده و علفهای هرز انتـقـال می یابد. این قارچ فاقد فرم جنسی و اسـپور زمستانگذران شناخته شده است و بقای آن توسط میسلیوم، اسپور در بقایای گیاهی، علفهای هرز و آلودگی بذر میباشـد. این قارچ تولید یک ساختار در درون میسلیوم یا سلولهای کنیدی میکند که کلامیدوسپور نامیده میشود.کلامیدوسپور قادر است چندین سال در خاک باقی بماند در شرایط مساعد جوانه زده تولید کنیدی میکند و توسـط جریان هوا، آب، حشرات و ابزارآلات آلوده از گیاهی به گیاه دیگر و از مزرعهای به مزرعه دیگر منتقل میشود. در یک رنج دمایی وسیع 8 تا 32 درجه سانتیگراد، کنیدیها جوانه زده و تولید یک یا چند لوله تندشی میکنند. سپس مستقیماʺ توسط هیف تندشی در سلولهای اپیدرم میزبان نفوذ کرده و یا توسط هیف رویشی از طریق سلولهای روزنه و زخمها وارد بافت گیاه میزبان میشود. اين بيماري در شرايط گرم و مرطوب اتفاق ميافتد و خسارتزا است. قارچ بين 25 تا 40 درجه رشد ميكند اما وقتي كه هوا خنك و سرد باشد چون رشد قارچ متوقف ميشود، بيماري به صورت اتوماتيك كنترل ميشود. پس در فصل سرد اين بيماري كمتر مشاهده ميشود
عامل بيماري:
قارچ Alternatia solani عامل بیماری لکه موجی سیب زمینی
قارچAlternaria panax عامل بیماری لکه موجی گیاهان زینتی مانند شفلرا
Alternaria alternata f. sp. lycopersici عامل بیماری لکه موجی گوجه فرنگی
Alternaria alternata, strawberry pathotype عامل بیماری لکه موجی توت فرنگی
سیکل زندگی لکه موجی گوجه فرنگی و سیب زمینی
مبارزه با بيماري:
1) مي توان لكه برگي آلترناريا را با كم كردن و نپاشيدن آب روي برگها به طور كامل كنترل كرد.
2) كاربرد قارچ كشهايي چون مانكوزب، كلروتالونيل بسيار مؤثر گزارش شده است.
3) بهداشت زراعی و حذف بقایای گیاهی و علفهای هرز نقش بسزایی در کاهش اینوکلوم اولیه قارچ دارد.
لکه آلترناریایی کلم
عامل بيماري قارچ Alternaria brssicola است که در مناطق مرطوب و فاقد چرخش هواي مناسب رشد مي کند. زمان ظهور بيماري اواسط تابستان تا اواخر پاييز است.
مبارزه با بیماری:
1) برگهاي آلوده را جدا کنيم و آنها را بسوزانيم ( در محيط باقي نمانند)
2) افزايش فضاي کاشت بين گياهان براي بهبود چرخش هوا و کاشتن بذر و در خطوط مشخص
3) نابودي علفهاي هرز
4) عدم آبياري سطوح و شاخ و برگ گياه
5) عدم کوددهي بيش از حد مخصوصاً کود نيتروژن که باعث رشد بيش از حد گياه و آبکي شدن ساقه ها مي شود.
لکه برگی سپتوریایی(سپتوریوز)
نقاط ریز زرد رنگی ابتدا روی برگ کاهو ظاهر شده که بتدریج وسعت یافته به اشکال نامنظم و به رنگ زیتونی در میآید. روی لکه ها نقاط سیاه رنگی که در واقع پیکنیدهای قارچ عامل بیماری است ظاهر میشود. بافت مرده و خشک شده وسط لکه ها امکان دارد بیفتد و برگ سوراخدار شود. معمولا ابتدا برگ های مسن مبتلا میگردند. این برگها سرانجام می میرند.
عامل بیماری
در گیاه کاهو قارچی بنام Septoria lactucae است که تولید پیکنید های سیاه رنگ میکند که در روی لکه های مربوط به بیماری با چشم قابل رویت است. در داخل پیکنیدها اسپورهای سوزنی شکل چند حجره ای بنام پیکنیدیوسپور وجود دارد که هر دو سر آن باریک است.
چرخه زندگی:
عامل بیماری بوسیله پیکنیدیوم و اسپور در بذور و بقایای گیاهی از فصلی به فصل دیگر انتقال مییابد. هر پیکنید قارچ تعداد زیادی اسپورهای سوزنی شکل تولید میکند که در هوای مرطوب این اسپورها از پیکنید خارج شده، ایجاد آلودگی مینمایند. عامل بیماری توسط بذربه فواصل طولانی حمل و در مزرعه بوسیله قطرات باران ، حیوانات و یا وسایل کشاورزی پخش میشود. حدود 5 تا 10 روز بعد از تلقیح اسپورهای جدید بوجود میآیند. بنابراین این چرخه به دفعات زیادی تکرار میشود.
پیکنیدیوم قارچ جنس Septoria
مبارزه با عامل بیماری
1) اجرای تناوب 4 ساله
2) کاشت بذر سالم
3) خیس نمودن بذور به مدت 3 دقیقه در آب 48 درجه سانتیگراد
4) کشت بذور در زمین کاملا زهکشی شده
5) انهدام علف های هرز
لکه برگي کرفس : celery leaf spot
علائم
لکه هاي تيره و سياه به اندازه نوک سنجاق که بر روي برگها ظاهر شده و سبب از بين رفتن رنگدانه ها و مرگ برگ مي شوند. لکه ها مي توانند بر روي دمبرگ ها نيز ظاهر شده و در نهايت نيز سبب کاهش محصول شوند. زمان ظهور بيماري تمام فصول مي تواند باشد.
عامل بيماري قارچ Septoria apicola است.
مبارزه با عامل بيماري
1) استفاده از بذرهاي مرغوب و استاندارد
2) نابودي گياهان آلوده
3) کنترل بیماری شبیه سپتوریوز کاهو است
