Növényi kórokozó mikroorganizmusok Karaffa Erzsébet DE, AGTC, Növényvédelmi Intézet
1
Növényi károsítók Gyűjtő elnevezés valamennyi ¾ Állati kártevőre (fonálférgek, levéltetvek, bogarak, lepkék, tripszek, pocok, veréb stb.) ¾ Növénybetegségre (tápelemhiány, vírus, baktérium, gomba stb.) ¾ Gyomnövényre
2
A növényi károsítók jelentősége 1) Az állati kártevők a megtermelhető termény elvesztésének 12 %-át 2) A betegségek kb. 12 %-át 3) A gyomnövények pedig kb. 9-10 %-át okozzák. Ezen károsítások miatt a terménynek tehát 1/3 része elvész, a mindez a növényvédelmi tevékenység ellenére! 3
A növényi károsítók jelentősége A tárolás során a megtermelt termény mintegy további 10-20 %-a megy tönkre (elrothad, megeszik a raktári kártevők). Mindent összevetve: a növényi termékek 40-50 %-a elvész!
4
Biotikus (fertőző ) kórokok ¾ Vírusok, viroidok ¾ Prokarióták ¾ Fitoplazmák (korábban: mikoplazmák), Spiroplazmák ¾ Válogatós edénynyaláb baktériumok (korábban: növényi rickettsiák) ¾ Baktériumok
¾ Eukarióták ¾ Gombák (ál- és valódi gombák) ¾ Virágos élősködők 5
A növénybetegséget kiváltó okok megoszlása Magyarországon: ¾ Fertőző betegségek: Vírusok: 15 - 30 % Prokarióták: 5 – 15 % Gombák (sensu lato): 40 – 65 %
6
A gombák rendszertani elhelyezkedése
Az eukarióták 18S RNS szekvenciája alapján rajzolt törzsfája
7
A gombák rendszertani elhelyezkedése Protozoa – Protozoonok Myxomycota - Nyálkagombák Plasmodiophoromycota
Chromista – Kromisztumok Oomycota – Petespórás gombák
Fungi – Gombák (sensu stricto) Chytridiomycota – rajzóspórás gombák Zygomycota – Járomspórás gombák Ascomycota – Tömlős gombák Basidiomycota – Bazídiumos gombák Deuteromycota – Fungi imperfecti 8
A gombák rendszertani elhelyezkedése
A valódi gombák18S RS szekvenciája alapján rajzolt törzsfája
9
A gombák rendszertani elhelyezkedése
Tom Bruns (2006): Evolutionary biology: A kingdom revised, Nature 443, doi:10.1038/443758a 10
A szürkepenész kórokozója Botrytis cinerea szőlőfürt szürke
Ivartalan spóra: konídium
A szürkepenész kórokozója Ivartalan alak: Botrytis cinerea (Deuteromycota) Ivaros alak : Botryotinia fuckeliana (Ascomycota) Termőréteg aszkuszokkal
Ivaros termőtest: nyeles apotécium
A Botrytis cinerea gazdanövényei Polifág több, mint 200 gazdanövény szőlő gyümölcsök zöldségek dísznövények szántóföldi növények gyomok
A Botrytis cinerea ökológiai igényei Optimális hőmérséklet: 18-21 oC Fertőzés feltétele: Hőmérséklet 30 26,5 22,5 15,5 10
Relatív páratartalom >90% ideje (óra) 35 22 15 18 30
A Botrytis cinerea fertőzési ciklusa
szőlőmoly
konídiumtartó
konídiumok
sebek
virág
konídiumképződés
Telelés: szkleróciumok és micéliumok a fertőzött növényen, vagy talajban
levél
virágmaradvány
A Botrytis cinerea elleni védekezés Agrotechnikai • • • • • • •
Növény számára optimális feltételek Egészséges szaporítóanyag Szellős, gyommentes állomány Sebzések, sérülések kerülése Rovarvektorok (szőlőmoly) elleni védekezés Beteg, fertőzött növényi részek eltávolítása Fogékony kultúrák szomszédságának kerülése
A Botrytis cinerea elleni védekezés Kémiai Kontakt: kaptán, folpet, thiram, klórtalonil, kaptán (csávázás) Benzimidazol: karbendazim, tiofanát-metil, Strobilurinok és analógok: azoxistrobin, krezoxim-metil, piraklostrobin Fenilpirrol: fluodioxonil (napraforgó, csávázás) Imidazol: prokloráz Egyéb: boscalid, tebukonazol, fluazinam, tiofanát-metil Botryticidek: Anilinpirimidinek: ciprodinil, pirimetanil Dikarboximidek: iprodion, procimidon Hidroxianilid: fenhexamid 2,6 dinitro-anilin: fluazinam Fungicid rezisztencia kialakulásának nagy a veszélye.
A Botrytis cinerea elleni védekezés Biológiai Trichodex WP – Trichoderma harzianum T-39 Koni WG – Coniothirium minitans Campbell (K1)
Botrytis cinerea - szőlő A szőlő három legfontosabb kórokozója közé tartozik. Rendszeresen jelentkezik. A szőlő minden zöld részét fertőzheti. A fürtökre a legveszélyesebb.
Botrytis cinerea - szőlő Tünetek Zöld fürtök: ¾Bogyók barnulása, rothadása ¾Konídiumtartó gyep.
Zsendülő fürtök: ¾Konídiumtartó gyep. ¾Szürke rothadás.
Botrytis cinerea – Szürkerothadás • A micéliumok a felszínre törnek, barnásszürke penészszőnyeget alkotnak
tovább fertőzik a többi bogyót, fürtöt
• Mechanikai sérülés
robbanásszerű rothadás indulhat
• Más mikrobákkal közösen • Kémiai védekezés hatékonysága alacsony!!!! • Aroma és színanyagok bomlása • Vontatott erjedés
vegyes rothadás
Botrytis cinerea - szőlő Tünetek Érett fürtök: ¾Nemes rothadás (aszú).
Botrytis cinerea - Nemesrothadás • A gombahifák növekedése a bogyóhéj alatti sejtrétegekre koncentrálódik
nincs vagy kevés légmicélium
• A növekvő ozmotikus nyomás, pH és magas cukorkoncentráció korlátozza a gomba növekedését, megváltozik az enzimek aktivitása • Elpárolgó víz
bekoncentrálódás
• Töppedés: eredeti méretének felére-ötödére • Illat és zamatanyagok
Szőlő peronoszpóra Kórokozó: Plasmopara viticola (O) Meleg és nedves időszakokban jelenik meg.
Kép: internet
24
Petespórás gombák - Oomycota CROMISTUMOK országába tartozik.
Oomycota - Jellemzőik Sejtfalukban cellulóz található. Sejtszervecskéik (Golgi, endoplazmatikus retikulum, mitokondrium) fejlettebb, mint a valódi gombáknak. Egyedi anyagcsereutak (nincs ergoszterol, a lizint diaminopimelinsavon (DAP), és nem α-amino-adipinsavon (AAA) keresztül szintetizálják). A valódi gombákétól eltérő antibiotikum és fungicid érzékenység. Lényegében fotoszintetizáló képességüket vesztett, másodlagosan heterotróffá vált moszatoknak tekinthetők.
Oomycota - Ivaros szaporodás Ivaros spóra: vastag falú oospóra
Kép: internet
Oomycota - Ivartalan szaporodás zoospóra
Zoospóra csírázása
Képek: internet
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola Tünetek levélen: olajfoltok a levél színén (később sárgul, majd elhal) sporangiumtartó gyep a levél fonákán
Képek: internet
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola Tünetek fürtön: sárgulás, elhalás a bogyó töpped, lilás barna, szárad, belül barna sporangiumtartó gyep
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola zoospóra
Életciklus Telelés: oospróra (lehullott levelekben)
Olajfoltok a levelek színén
zoospóra becisztázódik, és csíratömlőt fejleszt
oospóra csírázása
zoospórával telt sporangium
levél fertőzés
hausztóriumok bogyó fertőzés
oospóra sporangium
Sporangiumok képződése a gázcserenyílásoknál
a lehullott levelekben képződő oospórák
Ivaros életciklus
Ivarszervek (oogónium és antheridium)
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola zoospóra
Olajfoltok a levelek színén
Életciklus Primer fertőzés: tavasszal, a primer sporangiumokban keletkező zoospórákkal
zoospóra becisztázódik, és csíratömlőt fejleszt
oospóra csírázása
zoospórával telt sporangium
levél fertőzés
hausztóriumok bogyó fertőzés
oospóra sporangium
Sporangiumok képződése a gázcserenyílásoknál
a lehullott levelekben képződő oospórák
Ivaros életciklus
Ivarszervek (oogónium és antheridium)
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola zoospóra
Olajfoltok a levelek színén
Életciklus Szekunder fertőzés: a sporangiumokban keletkező zoospórákkal
zoospóra becisztázódik, és csíratömlőt fejleszt
oospóra csírázása
zoospórával telt sporangium
levél fertőzés
hausztóriumok bogyó fertőzés
oospóra sporangium
Sporangiumok képződése a gázcserenyílásoknál
a lehullott levelekben képződő oospórák
Ivaros életciklus
Ivarszervek (oogónium és antheridium)
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola zoospóra
Fertőzés feltételei: ¾ hőmérséklet tartósan 10oC felett ¾ 10 mm csapadék ¾ 20-25 cm-es hajtásmérettől
oospóra csírázása
Olajfoltok a levelek színén
zoospóra becisztázódik, és csíratömlőt fejleszt
zoospórával telt sporangium
levél fertőzés
hausztóriumok
oospóra sporangiu m Sporangiumok képződése a gázcserenyílásoknál
a lehullott levelekben képződő oospórák
Ivarszervek Ivaros életciklus
(oogónium és antheridium)
bogyó fertőzés
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola zoospóra
Lappangási idő: A fertőzéstől (csapadék) a következő fertőzés kialakulásáig eltelt idő a hőmérséklet függvénye (Istvánffi-Pálinkás) pl. levélen 10-13oC: 15-18 nap 20-25oC: 3-4 nap
oospóra csírázása
Olajfoltok a levelek színén
zoospóra becisztázódik, és csíratömlőt fejleszt
zoospórával telt sporangium hausztóriumok
oospóra sporangiu m Sporangiumok képződése a gázcserenyílásoknál
a lehullott levelekben képződő oospórák
Ivarszervek Ivaros életciklus
levél fertőzés
(oogónium és antheridium)
bogyó fertőzés
Szőlő peronoszpóra - Plasmopara viticola Kontaktfungicidek: mankoceb (Dithane M45) propineb (Antracol) metirám (Polyram DF) rézszulfát (Bordói lé), rézoxiklorid (Rézoxiklorid 50WP) rézhidroxid (Champion 50WP) kaptán (Orthocid 50WP,Merpan) folpet (Folpan50)
Szisztemikus fungicidek: metalaxil +réz (Ridomil Gold Plusz) benalaxil + réz vagy mankoceb (Galben R,Galben M) efosit- Al + réz (MikalC 64WP) dimetomorf +mancoceb (Acrobat MZ) cimoxanil + rézoxiklorid (Curzate R) fluazinam (Altima) kresoxim-metil (Discus DF) azoxistrobin (Amistar,Quadris)
Növényt megbetegítő prokarióták Baktériumok Gram negatív baktériumok osztály: Proteobakteria
Gram pozitív baktériumok osztály: Actinobaceria
Mollicutes Spiroplazmák Fitoplazmák (MLO: mycoplasmalike organism)
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Gazdanövények: ¾ Alma ¾ Körte ¾ Birs ¾ Galagonya ¾ egyéb almatermésűek (Rosaceae) 1957-1959 Európai megjelenés (Anglia) 1996 – Magyarországi megjelenés (Nyárlőrinc) Ma endémikus 38
Tűzelhalás – Erwinia amylovora A betegség különösen veszélyes, mert: - a kórokozó a gazdanövényekben rendkívül gyorsan terjed, - az ország éghajlati, időjárási viszonyai kedvezőek a kórokozó számára, - a betegség a termés és a termőfelület pusztulása mellett a termelési költségek növekedését is fokozza, - a hatékony védekezés lehetőségei korlátozottak
39
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: A baktérium elsősorban az ágak fekélyes sebeiben, ritkábban rügyekben telel át.
Fotó: internet
Fotó: internet
40
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: Aktivizálódása tavasszal főleg a virágzás idejére tehető. Előrejelzés: MARYBLIGHT
Fotó: internet
41
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: A kórokozó szaporítóanyaggal, gyümölccsel, rovarokkal (méhekkel is), vándormadarakkal, széllel, esővel, virágporral, emberi tevékenységgel (művelő eszközökkel, öntözővízzel) terjed.
Fotó: internet
Fotó: internet
Fotó: internet
42
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: Terjedése különösen számottevő, ha virágzáskor magas páratartalom (75%), magas hőmérséklet (1825 °C ) és akár rövid ideig tartó vízborítás állnak együtt.
43
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: A bibén megtelepedő kórokozók felszaporodnak, a természetes- és sebnyílásokon keresztül a szövetbe hatolnak.
44
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Kórokozó életciklusa: A virágkocsányon keresztül a vesszőkben, ágakban halad előre másodlagos és további fertőzéseket idézve elő az új hajtásokban, leveleken, másodvirágzásokon, terméskezdeményeken.
45
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Tünetek, elváltozások: ¾ Virágfertőzés: baktériumnyálka, a virágok hervadnak, a terméskezdemények megfeketednek, de a fán maradnak.
46
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Tünetek, elváltozások: ¾ A növekedésben lévő, még meg nem fásodott hajtások hervadása és pásztorbotszerű meghajlása.
47
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Védekezés: ¾ A védekezés első és legfontosabb lépése a betegség korai felismerése. ¾ Csak a védekezési módszerek (agrotechnikai elemek, növényegészségügyi rendszabályok, rezisztens és toleráns fajták termesztése, vegyszeres és biológiai védekezés) összességének alkalmazása hozhat eredményt. ¾ A beteg növényi részeket azonnal el kell távolítani, és el kell égetni.
48
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Védekezés: ¾ Nyugalmi időszakban a beteg, fekélyes ágak eltávolítása, fertőtlenítés, sebkezelés. ¾ Rügypattanás – egérfüles állapot Rezes lemosó permetezés Zöldbimbós állapot ¾ Virágzás: 2-3 permetezés programszerűen, előrejelzés alapján ¾ Virágzás utáni időszak: tünetes hajtások eltávolítása (vágóeszközök fertőtlenítése!) ¾ Vegetációs időszak végén rezes lemosó permetezés 49
Tűzelhalás – Erwinia amylovora Védekezés: ¾ ¾
Ellenálló fajták Pantoea agglomerans antagonista baktériummal (verseny az élőhelyért és a felvehető tápanyagért, antibiotikum(ok) termelése
50
Baktériumos gyökérgolyva Rhizobium tumefaciens syn.: Agrobacterium tumefaciens
Előfordulása: ¾ Gyümölcsfák Fotó: internet ¾ Bogyósok ¾ Szőlő ¾ Díszfák ¾ Lágyszárú kétszikűek (napraforgó, muskátli, dália).
Baktériumos gyökérgolyva Rhizobium tumefaciens Jelentőség: Ti plazmid - növényi transzformációk A Ti plazmid egy része (transzfer DNS = T-DNS) a kórfolyamat során átkerül a növényi sejtbe és a sejtmag DNS-állományába integrálódik.
Baktériumos gyökérgolyva Rhizobium tumefaciens Kétszikűeknél: Az R. tumefaciens növénypatogén törzs Ti plazmidja a T-DNS szakasza beépül a megfertőzött növény kromoszómájába. A T-DNS szakaszba a tumorindukáló gének helyére más géneket beépítve a növények bármely génnel transzformálhatók.
Növényi kórokozó vírusok gazdasági jelentősége • Számos termesztett növényt betegítenek meg. • A fertőzött növény termésvesztesége elérheti a 100%-ot. • Átlagosan 10-15% termésveszteséget okoznak. • Nehéz az ellenük való védekezés.
Vírusok felfedezése
Dimitrij Ivanovszkij 1882: domány mozaik A baktériumszűrőn átszűrve is fertőzőképes marad a dohánylevél szövetnedve
55
Példa: a burgonya virózisai
Burgonyát fertőző vírusok pl.:
Dohány mozaik vírus - Tobaco mosaic virus (TMV) Burgonya Y vírusa - Potato Y virus (PVY) Burgonya levésodródás vírusa - Potato leafroll virus (PLRV)
56
Példa: a burgonya virózisai
A vírusbetegségek (TMV, PVY, PLRV stb.) gumóban való felhalmozódása eredményezi a burgonya gumók „fertőző leromlását”. Ez azt jelenti, hogy évről-évre az újra elültetett gumó termése 30-30 %-kal csökken, miközben a vírusfertőzöttsége folyamatosan nő.
57
A virózisok átvitele levéltetvekkel és a beteg gumóval történik
58
A fertőzött levélen szívogató tetvek az egészséges növényre átviszik a vírusrészecskéket
59
Védekezés a burgonya virózisai ellen Vírusmentes szaporítóanyag használata (A vetőgumó csere nem a szomszéddal…!); Hollandia – vírusmentes vetőgumó import Levéltetvek elleni rovarölő szeres védelem Vetőgumó-termesztés során az időben végzett, sárga tálas levéltetű-betelepülés megfigyelésén alapuló lombtalanítás (a gumóba való víruseljutás meggátlásához)
60
Vírusmentesítés
Minigumó előállítással laboratóriumban, szövettenyésztéssel, majd izolátor sátor alatti (tetűmentes) felneveléssel
61
Tulipán színtörés vírus – Tulip breaking virus, ún. „Rembrandt tulipánok” (XVII. sz.)
tulipános csendélet
62
