Гельминтоспориоз

Гельминтоспориоз - заболевания растений, которые вызываются видами грибов рода Helminthosporium. Эта болезнь часто встречается на злаковых культурах, включая кукурузу, пшеницу, рожь, овес и ячмень. Так же инфекция может поражать многие виды овощных и дикорастущих трав.

По современной номенклатуре род Helminthosporium был разделен на три анаморфных (не имеющих половую стадию размножения) рода: Bipolaris, Drechslera и Exserohilum, с их соответствующими телеоморфами (половая стадия) именуемые как Cochliobolus, Pyrenophora и Setosphaeria.

Наиболее вредоносны патогены злаков культур, которые очень уязвимы уязвимы к грибам родов Bipolaris (телеоморфа Cochliobolus) и Drechslera (Pyrenophora). Потери урожая достигают 20-50%, поэтому важно своевременно проводить профилактику и лечение.

Патогены активно размножаются в теплую влажную погоду. Оптимальная температура для их развития – +15…25 °C. Пик заболеваемости растений приходится на вторую половину лета.

У грибов рода Helminthosporium форма конидий похоже на стручки гороха. Они темноцветные, прямые или слегка изогнутые, цилиндрические, веретеновидные или обратно-булавоидные, с несколькими поперечными перегородками. Конидии образуются у вершины и по бокам конидиеносцев по типу пороспор.

Что такое конидии?

Конидия (от греч. konia — пыль и eidos — вид) , конидиоспора, экзогенная спора бесполого размножения у сумчатых, базидиальных, несовершенных грибов и некоторых оомицетов (пероноспоровых). Образуются почкованием на разветвлённых вертикальных гифах, конечные клетки которых, округляясь, формируют цепочки конидий. Созревшая конидия отчленяется и, попав в благоприятные условия, прорастает в гифу, давая начало новому организму.

Род Helminthosporium

В этот род объединяют очень разнородную группу грибов, отличающихся по морфологии и образу жизни. Это преимущественно сапрофиты на коре, листьях, сухих ветвях и стеблях древесных и травянистых растений. Многие из них еще мало изучены и не имеют большого практического значения. Поэтому из комплексного, формального рода гельминтоспорий выделяют несколько самостоятельных родов: дрекслера (Drechslera), биполярис (Bipolaris) и курвулярия (Curvularia).

Грибы рода гельминтоспорий, у которых не обнаружена сумчатая стадия и конидии образуются одновременно на вершине и по бокам конидиеносца, сохранили за собой и название рода.

Болезни злаков, вызываемые гельминтоспориями, носят общее название гельминтоспориозов, хотя по форме и проявлению они весьма разнообразны. Гельминтоспориоз может выражаться в виде корневой гнили, различного типа пятнистостей листьев, черных узлов на стеблях, сажистых налетах на колосьях в виде черного зародыша семян. Один и тот же вид паразита может вызывать сразу несколько типов забований. Например, гельминтоспорий ячменный (Н. sativum) — возбудитель корневой гнили, пятнистости листьев, сажистого налета на колосьях и «черного зародыша» семян ячменя, пшеницы и других злаков. Часто разные виды паразитов вызывают одинаковый тип заболевания. Например, полосатую пятнистость листьев вызывают гелъминтоспорий злаковый (Н. gramineum) и гельминтоспорий овсовый (Н. avenae).

Грибы рода гельминтоспорий могут вызывать серьезный ущерб. Достаточно вспомнить страшный голод в 1943 г. в Бенгалии (Индия). Он был вызван гибелью посевов риса в 1942 г. от гелъмиотоспория рисового (Н. oryzae). Один из индийских микологов, направленный на работу в Бенгалию в это время, так описывает свои впечатления. На всем пути через Бенгалию до города Дакка лежали мертвые или голодные и умирающие люди. Голод продолжался несколько месяцев и унес 2 млн. жизней. Эпифитотия гельминтоспориоза в Бенгалии по своей силе и количеству человеческих жертв может сравниться только с картофельным голодом в Ирландии в 1845 г., вызванным эпифитотией фитофтороза.

Такие сильные эпифитотии, приводящие к гибели людей от голода, к счастью, бывают редко. Однако ежегодные потери от гельминтоспориоза зерновых культур, являющихся основными продовольственными культурами мира, все же огромны.

Гельминтоспорий вызывает заболевание зерна, которое проявляется в виде скрытой инфекции или в виде «черного зародыша» (потемнения зерна). В последнем случае черный налет гриба хорошо заметен на зерне. Больные семена теряют всхожесть. Поражение семян вызывают почти все виды рода гельминтоспорий, так как сохранение инфекции с семенами - надежный способ сохранения и зимовки возбудителя в при-роде.

Гельминтоспорий вызывает несколько типов поражения листьев, чаще всего это полосатая, глазковая и сетчатая пятнистости. В пораженных листьях отмирает ткань и листовая пластинка буреет, засыхает и расщепляется. Такой тип поражения характерен для гельминтоспория злакового (H. gramineum). У гельминтоспория виктории (H. victoriae) полосчатость сопровождается покраснением и обесцвечиванием листа. При сетчатой пятнистости развиваются продолговатые небольшие бурые пятна, разбросанные по листовой пластинке. Глазковая пятнистость — это светлые овальные пятна, окаймленные темно-коричневым ободком. Ее вызывают гельминтоспорий ячменный (H. sativum) и другие виды. При поражении листьев почти всегда на пятнах развивается темный налет спороношения патогена. Пятна обычно переходят в некроз.

У некоторых гельминтоспориев в развитии листовых симптомов болезни принимают участие токсины, выделяемые патогеном. Образование токсинов пока обнаружено только у шести видов рода. Образуемые гельминтоспориями токсические соединения оказывают влияние или нарушают жизненно важные функции растения, такие, как проницаемость клеточных мембран, механизмы гормонального контроля роста, фиксация СО2, дыхание, окислительное фосфорилирование, фенольный синтез и другие процессы. Нарушение этих функций ослабляет растение, облегчает грибу захват новых тканей и приводит к появлению характерных симптомов болезни, механизмы этих процессов пока еще детально не изучены. Предполагают, что специфические токсины, как викторин (H. victoriae), кохлиоболин (Н. oryzae), карботоксин (H. carbonum), являются главным фактором, определяющим развитие заболевания. Эти токсины у гельминтоспориев имеют пептидную природу. Неспецифические токсины обычно действуют позднее в процессе развития болезни, и, по-видимому, их действие приводит к появлению симптомов болезни. Два неспецифических токсина терпеноидной природы (гельминтоспорал и гельминтоспорол) обнаружены у гельминтоспория ячменного.

Видам рода Гельминтоспориий свойственна большая изменчивость и быстрое приспособление к новым сортам растений-хозяев. Например, недавно появилась раса «I» у гельминтоспория кукурузного (H. maydis). Этот гриб вызывает широко распространенное заболевание кукурузы - южный гельминтоспориоз. В 1970 г. эта болезнь кукурузы охватила несколько штатов США. В том же году болезнь была обнаружена в Югославии на кукурузе, завезенной из США. Поля кукурузы выглядели обожженными. При высокой температуре и достаточной влажности весь посев погибал за 10—14 дней. Кукурузоводство встало перед серьезной проблемой. Оказалось, новая раса гриба поражала только гибриды с техасской цитоплазменной мужской стерильностью, которые широко введены в культуру в США. «Т»-ген мужской стерильности избавил людей от дорогостоящего ручного труда по удалению мужских соцветий для получения гибридов при скрещивании, но дал растения, восприимчивые к новой расе гриба. Формирование этой расы шло в 1963—1969 гг., т. е. с момента появления в культуре новых гибридов.