Интервью с Бернд Хольтшульте: «Существуют болезни растений, которые невозможно контролировать с помощью средств химической защиты».

Бактерии, грибы, вирусы: растения подвергаются бесчисленным атакам. Патогены часто наносят серьезный вред культурам, предпочитая размножаться на богатых питательными веществами листьях или плодах. Бернд Хольтшульте возглавляет Отдел фитопатологии KWS. В своем интервью он рассказывает о перспективах защиты растений с помощью селекции.

Контроль за состоянием молодых растений

Анализ корневой гнили на ранних стадиях развития корнеплодов сахарной свеклы

Почему необходимо защищать растения? Разве у них нет естественной защиты?

Многие растения действительно обладают естественной устойчивостью к патогенам. Развитие защитных механизмов стало результатом сотен тысяч лет эволюции. В естественной среде между растениями и микроорганизмами существует постоянная борьба. Грибы, вирусы и бактерии поражают растения, используя их для размножения своих популяций. В ответ растения вырабатывают новые механизмы защиты. Но благодаря высокой адаптивности и репродуктивному потенциалу некоторым патогенам снова удается их преодолевать. И эта борьба никогда не заканчивается. Создание устойчивых к болезням культур или, как говорят специалисты, селекция на устойчивость к болезням, обеспечит защиту растений от опасных организмов в полевых условиях, особенно при отсутствии прочих средств защиты. То же самое касается вирусных и грибковых заболеваний. Таким образом, защитить растения можно не только при помощи химических веществ, но и за счет селекции, а иногда только благодаря ей.

Что представляет наибольшую опасность на сегодняшний день?

Одним из наиболее опасных патогенов являются грибы рода Fusarium, которые выделяют большое количество токсинов, поражают злаки, в том числе кукурузу, и способны полностью уничтожить урожай. Кроме того, они негативно влияют на всхожесть семян и ставят под угрозу здоровье людей и животных. Также хорошо известен паразитический гриб спорынья, ядовитый как для человека, так и для животных. Помимо этого, существуют ряд болезней, распространение которых невозможно контролировать ни с помощью химикатов, ни биологических или агрономических мер, например, правильного севооборота.

В качестве примера таковых можно привести ризоманию, которая вызывается вирусом некротического пожелтения жилок свеклы. Переносчиком вируса выступает почвенный гриб. После того как вирус проникает в корни, он начинает размножаться и повреждает растение, приводя к существенному снижению урожайности. Во многих странах выращивание сахарной свеклы становится возможным только благодаря созданию сортов и гибридов, устойчивых к ризомании. Селекция на устойчивость к болезням играет важную роль при возделывании практически всех растений. Однако, здесь необходимо запастись терпением. Появлению нового сорта или гибрида на рынке предшествует интенсивная селекционная работа, иногда продолжительностью в целое десятилетие. Благодаря политике предпринимательской свободы компания KWS принимает самостоятельные селекционные решения.

Каковы принципы селекции на устойчивость к болезням?

Мы привносим в возделываемые нами культуры свойствами дикорастущих растений. Для этого часто используется метод скрещивания. Благодаря новым свойствам растения получают способность защищать себя от воздействия грибов, бактерий и вирусов. Природой предусмотрено множество механизмов устойчивости. В целом иммунитет растений разделяют на врожденный и приобретенный. Примером врожденного иммунитета служит образование толстого воскового слоя на листве. Разрастание толстостенных участков в клеточной ткани, препятствующих росту грибов в растениях, является проявлением приобретенного иммунитета.

Инфекционная болезнь

Инфекционная болезнь (паразитарная болезнь) – это заболевание, вызываемое патогенным микроорганизмом (возбудитель болезни). Основной признак инфекционной болезни – способность передаваться от больных растений к здоровым [5] .

Сообщения об инфекционных болезнях растений обнаружены в литературных памятниках Древней Греции, Рима. Древние Греческие и римские философы (Аристотель,Теофраст, Демокрит) указывали на существование заболеваний ржавчина, головня, мучнистая роса, рак плодовых деревьев. В Древней Греции существовал храм «Эризибе». В нем устраивались жертвоприношения богам, защищающим растения от заболеваний. Скорее всего, в связи с этими ритуалами Теофраст дал мучнисторосяным грибам название «Erisibi», позднее, в латинской транскрипции они стали называться «Erysiphe» [4] .

Теофраст (ок. 372–287гг. до н. э.)

Классификация инфекционных болезней

Инфекционные заболевания подразделяются в зависимости от вида возбудителя болезни. Различают:

1. Вирусные болезни растений (мозаичные болезни, желтухи, болезни увядания, карликовость, пролиферация, закукливание) [1] .
2. Бактериальные болезни растений или бактериозы (рак растений, черная ножка картофеля, различные виды бактериальных гнилей, бактериальный ожог плодовых деревьев) [1] .
3. Грибные болезни растений или микофитозы (ржавчина, головня, мучнистая роса, фузариоз, гниль, цитоспороз, аскохитоз) [1] .
4. Актиномикозы – возбудители актиномицеты (парша картофеля) [1]
5. Альгофитозы – возбудители паразитические водоросли [1] .
6. Антофитозы – возбудители паразитические и полупаразитические цветковые растения (заразиха, повилика, омела, очанка) [1] .
7. Гельминтофитозы – возбудители паразитические нематоды (нематоды галловые (галлообразующие), нематоды настоящие шишкоиглые, нематоды разнокожие) [1] .
8. Энтомофитозы – возбудители паразитические насекомые (филлоксера, кровяная тля) [1] .
9. Арахнофитозы – возбудители паукообразные, в основном растительноядные клещи (обыкновенный паутинный клещ, бурый плодовый клещ, клещ красный плодовый, галловый сливовый клещ) [1] .

нематодой Рисовый афеленх» title=»Инфекционная болезнь — Гельминтофитоз – поражение клубники
нематодой Рисовый афеленх» />

Гельминтофитоз – поражение клубники
нематодой Рисовый афеленх

нематодой Рисовый афеленх» title=»Инфекционная болезнь — Гельминтофитоз – поражение клубники
нематодой Рисовый афеленх» />

Патогенез инфекционной болезни растения

Патогенез – совокупность последовательного развития процессов, определяющих механизмы возникновения и развития болезни [1] .

Особенности патогенеза определяются несколькими факторами: свойствами возбудителя, восприимчивостью растений, условиями окружающей среды. В патогенезе инфекционных болезней растений различают следующие фазы:

1. Прединфекционная фаза – инфекционное начало (споры, мицелий) с капельножидкой влагой опадают на различные органы растения и при благоприятных условиях через устьица, поранения или другими способами внедряются в ткани растений. В некоторых случаях фитопатогены размножаются и развиваются на уже отмерших растениях в непосредственной близости от растения-хозяина и оттуда внедряются в живые растительные ткани [1] .
2. Заражение – процесс проникновения возбудителя заболевания в растительные клетки [1] .
3. Инкубационный период – процесс скрытого развития патологических процессов от заражения до проявления внешних симптомов[1] .
4. Послеинкубационная фаза – характеризуется усилением симптомов, возрастанием интенсивности заражения, массовым поражением растений. Заканчивается выздоровлением или гибелью растения [1] .

различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.» title=»Инфекционная болезнь — Сорта садового помидора (Solanum lycopersicum)
различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.» />

Сорта садового помидора (Solanum lycopersicum)
различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.

различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.» title=»Инфекционная болезнь — Сорта садового помидора (Solanum lycopersicum)
различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.» />

Защитная реакция растений

Защитная реакция растения – реакция, возникающая в ответ на внедрение фитопатогена в живые ткани растения, направленная на ограничение и подавление инфекции [2] .

Внедрение возбудителя вызывает у растений усиление активности окислительных ферментов, увеличение количества и активности фитонцидов. Это выражается в опробковении клеточных стенок, отмирании и выпадении вместе с инфекционным началом возбудителя заболевания зараженных клеток. В следствии отдельные группы клеток вокруг первичного очага инфекции, а в некоторых случаях и все растение в целом приобретают повышенную устойчивость к действию фитопатогена. Если возбудитель заболевания не способен преодолеть сопротивление тканей, то поражение ограничивается небольшим пятном хлоротичной или отмершей ткани [1] .

Иммунитет растения

Иммунитет растения к инфекционным болезням (фитоиммунитет) – устойчивость растения по отношению к воздействию фитопатогена или его токсинов. Слово «иммунитет» произошло от латинского «immunitas» – освобождение [2] [6] .

Другими словами, иммунитет растений – это невосприимчивость к болезни при непосредственном контакте с возбудителем в благоприятных для заражения условиях. Различные степени проявления иммунитета называют устойчивостью [6] .

Иммунитет растений, точнее его повышение и укрепление, является важной научной проблемой, тесно связанной с практическими вопросами сельского хозяйства. Один из самых надежных и эффективных путей защиты растений – использование устойчивых к вредным организмам сортов. На посевах таких сортов снижается необходимость использования фунгицидов иинсектицидов. Полное обеспечение страны устойчивыми сортами увеличит общую урожайность на четверть. Учение об иммунитете является теоретической основой селекции растений на устойчивость к инфекционным заболеваниям [6] .

Различают следующие виды растительного иммунитета:

1.Врожденный или естественный – присущее данному сорту (виду) свойство не поражаться каким-либо заболеванием, передающееся по наследству. Врожденный иммунитет подразделяют на:

• активный – свойство растения активно реагировать на внедрение паразита;
• пассивный – совокупность свойств растения позволяющих препятствовать внедрению паразита в ткани растения-хозяина и развитию в них, существующих независимо от свойств фитопатогена[6] .

2. Групповой иммунитет – устойчивость к разным возбудителям [6] .

3. Комплексный иммунитет – устойчивость к различным болезням и вредителям [6] .

4. Приобретенный (индуцированный) иммунитет – свойство растения, возникающее в процессе отнтогенеза под влиянием перенесенной болезни или воздействия на растение различными приемами, в частности веществами – индукторами устойчивости [6] .

https://www.kws.com/ru/ru/kompaniya/pressa/world-of-farming/selekcija-rastenij/
https://www.pesticidy.ru/dictionary/Infectious_disease