Фитопатология охватывает изучение причин заболеваний растений; как патоген атакует растение на молекулярном, клеточном, тканевом и целостном уровнях организации; как хозяин реагирует на атаку; как распространяются патогены; как окружающая среда влияет на процесс заболевания; и как управлять растительными патогенами, тем самым снижая влияние заболеваний на популяции растений.
Грибы.
Грибы взаимодействуют с растениями как патогены или бенефициары и могут влиять на урожай. Грибные патогены растений могут вызывать огромные потери в урожае и качестве полевых культур, фруктов и других съедобных растительных материалов, и это становится все более важной проблемой для здоровья человека и мировой экономики в этом веке, с ростом численности населения и угрозами изменения климата для пахотных земель.
Грибы могут уничтожать урожай, и экономические последствия этого были огромными на протяжении всей человеческой истории. Грибы производят токсины, ядовитые для человека и животных.
Например, Великий голод Бенгала 1943 года, вызванный Cochliobolus miyabeanus в рисе, голод в Ирландии, вызванный Phytophthora infestans, в 1840-х годах, эпидемия южной кукурузной ржавчины в США в 1970-1971 годах. Грибы являются эукариотическими, гетеротрофными, абсорбтивными организмами с клеточными стенками. Многие фитопатогенные грибы классифицируются как некротрофы. Эти грибы становятся паразитическими, убивают и затем питаются мертвыми растительными тканями.
Следующие виды патогенных грибов являются наиболее вредными для нескольких культур: листовая ржавчина, головневая гниль Fusarium/бурая гниль, пятнистая пятнистость, полосатая ржавчина, пятнистая пятнистость, коричневая пятнистость и мучнистая роса вызвали убытки более 1 процента в глобальном масштабе в пшенице. Поражения шейки, стеблевые вредители, вспышка, коричневая пятнистость, бактериальная гниль, листовая складка и коричневый прыгающий саранчевик нанесли наибольший ущерб рису. Гнили стеблей Fusarium и Gibberella, армейский червь, северная листовая гниль, гнили ушков Fusarium и Gibberella, гниль стеблей антрацноза и южная ржавчина вызвали наибольшие потери в глобальном масштабе в кукурузе. Поздняя гниль, коричневая гниль, ранняя гниль и цистные нематоды нанесли наибольший вред. В соевых бобах цистные нематоды, белая плесень, ржавчина соевых бобов, листовая гниль Cercospora, коричневая пятнистость, угольная гниль и узловые нематоды вызвали глобальные потери более 1 процента в картофеле.
Фунгицид.
Классификация разработки фунгицидов делится на три основные группы. Наиболее распространенной является SDHI (ингибиторы сукцинатдегидрогеназы) или те, которые считаются SDHI из-за своих химических структурных характеристик.
SDHI считаются одной из крупнейших групп агрономических фунгицидов, наряду с DMI (ингибиторы деметилирования) и ингибиторами комплекса III цепи переноса электронов митохондрий, т.е. QoI (ингибиторы кинионов снаружи) и QiI (ингибиторы кинионов внутри).
Фунгициды пост-SDHI теперь востребованы в результате последовательных сообщений о сопротивляемости патогенов грибов существующим SDHI.
DMI, ингибиторы биосинтеза стеролов, характеризуемые триазоловыми фунгицидами, играют важную роль в контроле заболеваний растений благодаря широкому спектру действия, высокому терапевтическому эффекту и относительно медленному развитию устойчивости.
Второй глобальной тенденцией является разработка фунгицидов с новым механизмом действия и специальной химической структурой. Другие подходы основаны на активации защитных механизмов растений как фунгицидов с питательным эффектом.
Нематоды
Нематоды — это самые многоклеточные животные, среди которых более 4000 видов известны как паразитические. Удивительно, что в одном квадратном метре умеренно плодородной почвы на глубину 30 см может находиться около 50 миллионов нематод, из которых 10% являются растительными паразитами. Растительно-паразитические нематоды обитают в почве и корнях растений. Большинство видов являются микроскопическими. Растительно-паразитические нематоды атакуют большинство экономически важных растений в сельском хозяйстве, садоводстве и декоративном цветоводстве. Симптомы, вызванные растительно-паразитическими нематодами, включают карликовость, пожелтение и увядание. Ущерб растению вызван не только прямой атакой нематод на корневые клетки, но и нарушением работы корневой системы, что снижает их эффективность в доступе к питательным веществам и воде; у людей, не осведомленных о воздействии нематод, пораженные нематодами растения могут проявлять типичные симптомы стресса от засухи и нехватки питательных веществ. Нематоды-узелковые (вида Meloidogyne) — это широко распространенная и разнообразная группа растительно-паразитических нематод. Кистевые нематоды (вида Heterodera, Globodera и Punctodera) являются сидячими эндопаразитами. Нематоды имеют очень специфические характеристики. Некоторые имеют широкий диапазон хозяев, такие как Aphelenchoides, в то время как другие обычно имеют узкий диапазон хозяев и являются специализированными, как Heterodera. Некоторые являются эктопаразитами, другие — эндопаразитами, а некоторые — и теми и другими на разных частях растения в зависимости от их привычек питания, как Aphelenchoides. У большинства из них большое количество видов.
Подходы к контролю нематод
Нематоды можно контролировать различными методами, такими как: санитарная обработка полей и оборудования, таких как горшки и почва для посадки, биоконтрольные агенты Paecilomyces lilacinus, периодическая ротация, фумигация и использование чистых посадочных материалов.
Методы контроля нематод обычно делятся на фумиганты и не фумиганты. Большинство нематоцидов показывают эффекты контроля, проникая в тело нематод через поверхностную фосфолипидную мембрану.
Метилбромид, типичный фумигант, имел широкое применение и широко использовался во всем мире из-за своей низкой стоимости. Однако использование метилбромида было прекращено в развитых странах к 2005 году из-за опасений по поводу истощения озонового слоя и загрязнения подземных вод на встрече Монреальского протокола в 1995 году.
Разные группы нематоцидов, включая фунгицид SDHI, действующий на комплекс II, были разработаны и выведены на рынок различными компаниями в мире.
Бактерии
Все прокариоты имеют клеточные мембраны, цитоплазматические рибосомы 70S и немембранную ядерную область. Большинство фитопатогенных бактерий являются факультативными сапрофитами. Erwinia amylovora, бактерия, вызывающая огневую гниль, будет размножаться и вызывать увеличение числа инфекций, пока сохраняются влажные условия.
Ферменты — это каталитические белки. Энзимы, разлагающие клетки (CDE), производимые фитопатогенными бактериями, уменьшают компоненты растений. Химический контроль заболеваний, вызванных фитопатогенными прокариотами, затруднен из-за короткого времени поколения.
Вирусы
Растительные вирусы приводят к экономическим потерям для фермеров, производителей и потребителей, негативно влияя на рост и размножение растений; вызывая гибель тканей и растений-хозяев, стерильность, снижение урожайности или качества, неурожай, повышенную восприимчивость к другим стрессам, утрату эстетической ценности, карантин и уничтожение инфицированных растений; а также увеличивая стоимость программ контроля и обнаружения.
Вирусы являются облигатными паразитами, ультрамикроскопическими и имеют белковые оболочки или капсиды. Виды вирусов также могут быть подразделены на штаммы и изоляты. Штаммы называются, когда изолят вируса оказывается отличным от типового изолята вида в определяемом характеристике, но не достаточно отличным, чтобы считаться новым видом.
Вектора вирусов включают насекомых, клещей, нематод, грибы, семена и повилику, а также людей и животных.
