Bakterioze graha

Poznato je više od 20 vrsta i sorti bakterija iz različitih rodova koje mogu uzrokovati bubrežne bolesti (Beltyukova 1961). Najčešći su

• Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas phaseoli v. fuscans-
• Corynebacterium flaccumfaciens-
• Pseudomonas phaseolicola.

Zbog činjenice da su simptomi bolesti graha uzrokovane ovim bakterijama vrlo slični, opisujemo ih zajedno, ukazujući samo na određena karakteristična svojstva koja nisu slična ostalim.

Biologija uzročnika bakterioze graha

Bolesti bakterija Xanthomonas phaseoli, poznata od 1886., a od 90-ih godina prošlog stoljeća u SAD-u, E. Smith je započeo istraživanje ove bakterioze koja je detaljno izolirala i proučavala patogen.

Xanthomonas phaseoli - štapovi, sa zaobljenim krajevima, jednostruki ili upareni, kapsule veličine 0,3-0,8 × 0,5-3 mikrona, prema podacima E. Smith-a i drugih autora, ne tvore, iako S. Elliott opisuje ovaj organizam kao formiranje kapsula , Nema spora, prema Gramu nisu obojeni, neotporni na kiseline, pokretni su, imaju polarni flagellum. Kolonije na MPA su male, okrugle, glatke, blijedo žute, tamnije s godinama. Konzistencija kolonije je viskozna, rubovi su ujednačeni. Mesna juha od bakterija postaje blago zamućena, nakon 3-4 tjedna pojavljuje se film, a na dnu se nalazi talog sluzave žute boje. Želatina i krvni serum se ukapljuju. Mlijeko se zgrušava zbog razvoja laboratorijskog enzima, a istovremeno peptona i razjašnjava, dok se na površini formira sloj žućkaste tekućine, a na dnu se pojavljuje više ili manje težak talog. Kada se mlijeko razjasni zbog otapanja kazeina, pojavljuju se kristali tirozina.

Okolina postaje alkalna, lakmusovo mlijeko postaje plavo i lagano se smanjuje. Raste obilno na krumpiru, formiraju žute kolonije, slabo rastu na otopini Ushinskog, nema rasta na Fermi i Kohnovim medijima. Nastaje vodikov sulfid, kao i amonijak, indoli ne nastaju. Primjećen je snažan razvoj dijastatske aktivnosti na škrobnim medijumima, nitrati se ne obnavljaju. Kiseline bez plina nastaju iz dekstroze, laktoze, saharoze, glicerola, maltoze, levuloze i galaktoze. Bakterije su vrlo otporne na isušivanje, stroge aerobe, toplinsku smrtnu točku - 48-50 ° C.

Prema J. Munseyu (1917.) i M. K. Patelu (1929.), bakterije mogu prezimiti u tlu, ali ta okolnost, prema W. Burkholderu, nema mnogo praktičnog značaja, budući da oplodnja obično nastaje nakon 3 godine, tijekom za koji se čini da mikroorganizam umire. Autor smatra glavnim izvorom širenja bakterija ne tlo, već sjeme oboljelih biljaka.

Istraživanje 3. Krezel (1966) pokazalo je da se u rizosferi graha nalazi veliki broj mikroorganizama - antagonista Xanthomonas phaseoli. Filtrati kulture ovih antagonista spriječili su bolest graha kada su tretirali sjeme, stabljiku ili korijen. S druge strane, biotički aktivne tvari koje promiču preživljavanje bakterija pronađene su u kotiledonima sjemenki graha. Xanthomonas phaseoli v. fuscans u rizosferi mladih biljaka (Vancoura i sur., 1969).

Prema F. Hijesu, Xanthomonas phaseoli u stanju lako adsorbirati uzročnika virusnog mozaika graha, i kao rezultat toga mogu prenijeti ne samo bakterijske, već i virusne bolesti. Primijećeno je da je virus izvan biljaka vrlo nestabilan i da, očito, samo u prisutnosti bakterija, pouzdano pruža infekciju biljaka. Prema F. Hijesu, Kultura Xanthomonas phaseoli iz bilo kojeg izvora daju do 75 virusnih lezija.

1930. V. Burkholder je iz švicarskih uzoraka graha izolirao sortu. Xanthomonas phaseoli v. fuscans. Ovaj mikroorganizam, za razliku od toga Xanthomonas phaseoli mrlje hranjive medije (agar, juha, mlijeko) u smeđoj boji i ne tvori kiseline kada se uzgaja na većini ugljikohidrata. Inače se malo razlikuje od Xanthomonas phaseoli.

Bolest uzrokovana Xanthomonas phaseoli v. fuscans, pronađena u Švicarskoj, Južnoj Americi i Sjedinjenim Državama (New York, Montana, Colorado i Wisconsin).

U SSSR-u je taj mikroorganizam izoliran iz mnogih uzoraka graha 1938. 3. S. Artemyeva, a izolirani su čak i sojevi koji nisu tvorili smeđi pigment. Kako se ispostavilo, prisutnost takvog pigmenta snažno ovisi o sadržaju tirozina u medijima. Kada se doda u mediju, sojevi Xanthomonas phaseoli v. fuscans, nije emitirao pigmente u običnim medijima, formirao ih je u vrlo velikim količinama.

Kao što je već napomenuto, Xanthomonas phaseoli v. fuscans uzrokuje gotovo iste simptome kod biljaka kao Xanthomonas phaseoli, samo u nekim slučajevima ovu bolest prati lagana hipertrofija tkiva oko lezija, a ovaj je simptom, prema V. Burkholder (1930), razlika od ostalih bakterioza istog tipa.

Mnogi istraživači (Smith, Brooks, Nine, Rhodes, itd.) Uključuju Xanthomonas phaseoli i njegove sorte Xanthomonas phaseoli v. fuscans i Xanthomonas phaseoli v. sojense na posebnu skupinu žutih bakterija, koje uključuju Xanthomonas campestris. Doista, uzimajući u obzir sva svojstva ovih bakterija, možemo biti sigurni da se ona međusobno razlikuju samo u stupnju patogenosti za različite kulture: Xanthomonas campestris ne zarazi grah, ali Xanthomonas phaseoli ne zarazi kupus. E. Smith uključuje i druge bakterije slične svojstva istoj skupini. Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas citri, Xanthomonas transluscens i Xanthomonas malvacearum. Trenutno su sve ove bakterije ujedinjene u posebnom rodu. Xanthomonas.

Uzročnik druge bakterioze graha - Corynebactrium flaccumfaciens potpuno različit od prethodnih bakterija, ali simptomi bakterioze koju uzrokuje vrlo su slični simptomima bolesti uzrokovanih bakterijama Xanthomonas phaseoli.

Te bakterije su pokretne šipke veličine 0,3-0,5 × 0,6-3,0 µm, s jednim polarnim flagelom. Nestabilne su na kiseline, spore i kapsule ne formiraju se, prema Gramu su obojene. Kolonije agara su okrugle, glatke, s ravnim žutim rubovima, blago viskozne. Nitrati ne smanjuju, blago razrjeđuju želatinu, slabu dijastatsku aktivnost. Mlijeko je zgusnuto i peptonizirano, reakcija je kisela prema Stappu ( Xanthomonas phaseoli - alkalno) smanjuje se lakmusovo mlijeko, stvara se amonijak, indoli i sumporovodik. U okruženjima Ushinskog, Kone i Fermija ne raste (prema W. Burkholderu) niti raste vrlo slabo (prema S. Elliottu). Optimalni rast na 31 ° C, maksimalan na 36-40 ° C i najmanji na 1,5 ° C. Točka toplinske smrti na oko 60 ° C.

U sjeme zaraženo Corynebactrium flaccumfaciens, dolazi do velike smrti klice. Zbog vaskularne prirode lezije, biljke postaju patuljke, gube lišće, stabljike se lako lome.

Bolest se širi uglavnom zaraženim sjemenkama. Oštećenja biljaka nastaju ne preko stomata, već kroz rane, a bolest se manifestira više kada se zarazi preko kotiledonskog čvora, nego lišćem i korijenom (Rickard Walker, 1965.). Corynebactrium flaccumfaciens imaju veliki opstanak u biljkama. Prema V. Burkholder (1945), te su bakterije ostale u sjemenu u sobnim uvjetima 24 godine, dok su Xanthomonas phaseoli u roku od 2-3 godine umrli su.

Pseudomonas phaseolicola prema simptomima uzrokovane bolesti i svojstvima se malo razlikuju od Xanthomonas phaseoli i druge bakterije. To su šipke s jednim zaobljenim flagellumom sa zaobljenim krajevima, veličine 0,75-1,5 × 1,5-3,75 mikrona. Formiraju lance, kapsule i spore su odsutne, ne mrlje se prema Gramu, ne kiselinski otporan, fakultativni anaerob. Kolonije na agaru su bijele boje, imaju spor ili umjeren rast: na krumpiru je rast oskudan, dok sam krumpir postaje siv. Nakon 24 sata, juha postane mutna s stvaranjem filma, lakmusovo mlijeko postaje plavo, ali se ne uvija i peptone. Želatina se ne razrjeđuje ili razrjeđuje vrlo slabo. Proteolitička aktivnost izravno ovisi o virulenciji Pseudomonas phaseolicola. U maloj količini kiseline nastaje dekstroza, saharoza i glicerin, laktoza i maltoza se ne pojavljuju. Plin ne nastaje ni na jednom od imenovanih šećera, nitrati se ne reduciraju, škrob se ne hidrolizira, ne nastaju indol i hidrogen sulfid. U Ushinskom mediju, slabo raste s stvaranjem filma, tragovima rasta na Fermijevoj otopini i uopće ne raste na Kohnovoj otopini. Točka toplinske smrti je oko 49 ° C. Optimalna temperatura 25-30 ° C, maksimalna 36-37 ° C, minimalna oko 0 ° C.

Bakterije posijane iz biljaka na Petrijevim posudama pokazuju razlikovanje na S- i R-oblici sa svim svojstvima svojstvenim tim oblicima- S-oblik je osjetljiv na bakteriofag ovih bakterija, R-oblik je za njega neosjetljiv (Adam, Pujeli, 1934.). Prema G. V. Chistoserdova i 3. S. Artemyeva, bakteriofag je aktivan na Pseudomonas xanthochlora, Pseudomonas phaseolicola i mnoge druge bakterije patogene fluorescentnom tipu.

Za izolaciju Pseudomonas phaseolicola R. Wilson (1938.) koristio je posebni izborni sintetički medij koji se uglavnom sastojao od mineralnih soli taurokoličkog natrija, glicerola i gentijan ljubičice. U našim istraživanjima koristili smo jednostavniji medij pogodan za izoliranje gram negativnih bakterija - obični mesni peptonski agar s dodatkom malahitne zelje (1: 100000).

Dinamika razvoja bakterioza graha

Kao što je već napomenuto, bakterije Xanthomonas phaseoli i Pseudomonas phaseolicola može prodrijeti u biljke i kroz oštećenja i kroz stomate, kao za Corynebactrium flaccumfaciens, tada nisu u stanju prodrijeti kroz stomate čak i kad je biljka umjetno zaražena. Inače, citološki i vanjski znakovi bolesti koje uzrokuju ti patogeni su toliko slični da ih je gotovo nemoguće razlikovati. Ulazeći u biljno tkivo, bakterije se brzo razmnožavaju tamo, zauzimajući međućelijske prostore. Kao rezultat otapanja srednje ploče pod utjecajem bakterija, maceracija stanica.

Razmatrani mikroorganizmi mogu utjecati na parenhimsko i vaskularno tkivo biljaka. Međutim, studije su pokazale, Xanthomonas phaseoli i Pseudomonas phaseolicola uglavnom utječu na parenhim i Corynebactrium flaccumfaciens plovila. Bakterije mogu prodrijeti u sve organe biljke iz krvožilnog sustava. Blokada krvnih žila zabilježena teškom infekcijom dovodi do teške bolesti biljaka, pa čak i smrti. Nakupljajući se u velikim količinama, mikroorganizmi mogu uzrokovati smrt protoplasta. Zidovi žila, po svemu sudeći, pokazuju određeni otpor, jer se bakterije vrlo često nalaze u žilama prije nego što se mogu probiti kroz njih i raširiti u okolnim parenhimskim tkivima. Ponekad se bakterije razmnože toliko u međućelijskim prostorima biljaka da se mogu istisnuti kroz stomate i izaći na površinu biljaka u obliku bakterijskih kapi, što je mogući izvor zaraze zdravih biljaka.

Prema opažanjima V. Tsaumeyera, boja takvih izlučevina može poslužiti kao zaštitni znak uzročnika bolesti. Boja iscjedaka u pogođenim biljkama Xanthomonas phaseoli iCorynebactrium flaccumfaciens, obično žuti dok Pseudomonas phaseolicola kreće se od sivkasto bijele do krem.

Prema našem mišljenju, vrlo je teško točno odrediti vrstu bolesti tako suptilnom razlikom u boji iscjedaka. Mnogo je lakše to učiniti na dijelovima pogođenih dijelova biljaka ili bolje na izoliranim čistim kulturama izoliranim od njih, obojeći ih prema Gramu (Corynebactrium flaccumfaciens naslikana je, i Xanthomonas phaseoli i Pseudomonas phaseolicola ne). Prema 3. Clementu i L. Lavrekovichu (1962), ove su bakterije dobro razdvojene osjetljivošću na bakteriofage. Zauzvrat, fagi su vrlo specifični za uzročnike bakterioze mahuna i mogu poslužiti kao dijagnostički znak bolesti. Na temelju toga autori su razvili metodu za određivanje bakterioze u zrnu. W. Wallen i M. Sutton (1965.) usporedili su metodu određivanja Xanthomonas phaseoli v. fuscans osjetljivost na bakteriofag prepoznavanjem kulturoloških svojstava (dodjela smeđeg pigmenta mediju) i utvrđeno je da obje metode daju dobre rezultate.

Vanjski znakovi bakterioze graha

Bolest može zahvatiti sva biljna tkiva, ali njezin najteži oblik opaža se s oštećenjem vaskularnog sustava, jer su u ovom slučaju stanice i biljna tkiva najviše uništeni.

Jedan od prvih simptoma bolesti u ranoj fazi razvoja je stvaranje vlažnih, pomalo kutnih mrlja na donjoj strani lišća. Na klice može se primijetiti pojava mrlja između kotiledona čak i u fazi njihova formiranja. Spotice su često okružene jarko zelenim obrubom na kojem su biljke kada su zaražene. Xanthomonas phaseoli pravilnijeg okruglog oblika nego kod ostalih bakterijskih bolesti graha. Uz to, kada su zaražene ovim patogenom, mrlje su mnogo veće nego kada su zaražene drugim patogenima, što, prema K. Stappu, može poslužiti kao važan dijagnostički znak.

Drugi karakteristični znak ove bolesti očituje se već u kasnijem razdoblju razvoja biljke, kada bakterije prodiru u njihov krvožilni sustav. Biljke s zahvaćenim krvožilnim sustavom počinju patiti od nedostatka vode: danju, posebno po vrućem vremenu, lišće im se zamuti i padne na peteljku, no noću s padom temperature i procesima isparavanja lišće poprima normalan oblik. Ova se situacija može nastaviti nekoliko dana, nakon čega se, s težim razvojem bolesti, cijela biljka usahne ili samo neke njezine grane venu, a što je više zahvaćeno žile biljaka, to su izraženiji simptomi vene. Uz ozbiljna oštećenja sjemena, bakterije mogu otići do točke rasta biljke i uzrokovati da umre. S daljnjim rastom, kotiledoni se počinju snažno razvijati, što vrtlari nazivaju "zmija glava". Međutim, slična pojava može se dogoditi i iz drugih razloga, na primjer, ako se točka rasta slučajno pokvari ili je kukci pojedu, kao i kod nekih gljivičnih bolesti. Prema opažanjima V. Zaumayera (1929-1932), bolest klica može se ustanoviti ne ranije od 2-3 tjedna nakon sjetve, sve dok ne dosegnu visinu od 22-30 cm.

Ako biljka nije umrla u vrlo mladoj dobi ili je infekcija nastala kasnije, tj. S sekundarnom infekcijom (ne iz sjemena), onda se simptomi bolesti mogu pojaviti odvojeno na lišću, stabljici i plodovima.

Na zahvaćenim lišćima, kao što je već spomenuto, osobito na njihovoj donjoj strani, pojavljuju se mrlje, često s vlažnim eksudatom. Daljnjim razvojem bolesti mrlje postaju smeđe i krhke, oko njih se formira široka zelena obrub. Rastući i spajajući se međusobno, mrlje mogu pokriti cijelu površinu listova lista.

U slučaju poraza Pseudomonas phaseolicola na lišću listova razvijaju se mrlje sa oreolima, koje su posebno vidljive kada se gledaju prema svjetlu. Tkanina koja okružuje mjesta postaje blijedožuta. Međutim, takvi su oreoli na lišću, stabljici i mahunama jasno vidljivi tek u ranim fazama njihova razvoja, nakon čega postaju smeđi, isušuju se i malo se razlikuju ili se potpuno ne razlikuju od mrlja s drugim bakteriozama.

R. Goss (1940.), proučavajući utjecaj temperaturnih čimbenika na razvoj oreola na lišću, ustanovio je da su halosi jasnije označeni na temperaturi od 20 ° C ili nižoj, na 32 ° C mrlje su obilnije, ali malene i suptilne s bakterijskim eksudatom na donjem strana lista. Pojava simptoma na lišću ovisi o njihovoj dobi: na starijim listovima simptomi su se pojavili brže nego na mladima (Omer Wood, 1969).

Na starim stabljikama oštećenja se obično pojavljuju u obliku traka izduženih duž duljine stabljike, rjeđe u obliku vlažnih mrlja. Ponekad na stabljici, osobito s lezijama Xanthomonas phaseoli, bakterije iz krvožilnog sustava probijaju se na površinu, što rezultira stvaranjem mrljastih pjega, koje poput uzdužnih pruga postaju crveno-smeđe. Takve biljke brzo umiru.

Na grahu se bolest prvo pojavljuje u obliku vlažnih mrlja koje se isušuju i poprimaju istu boju kao i na stabljici. Ova se bolest lako zbuniti s antraknozom graha uzrokovanom gljivicama. Cloeosporium lindemuthianum, ako je pogođen, mjesta su dublja i imaju tamniju boju. Ponekad kroz te mrlje bakterije curi iz krvožilnog sustava u obliku žućkastih inkluzija na pozadini opće crveno-smeđe boje.

Vrlo često s porazom graha bolest prelazi na sjeme. Bolest sjemena je posebno opasna, jer u tom slučaju bakterije prodiru u tkiva i nisu podložne djelovanju dezinficijensa. Na bijelim sjemenkama tijekom infekcije formiraju se žute mrlje različitih veličina. U slučaju jakih oštećenja, cijela površina sjemena postaje žutom i, prema nekome, postaje lakirana. Sjemenke se često naboraju, pogotovo ako se infekcija dogodila prije nego što su zrele. Na sjemenkama s normalno obojenom površinom svi su ovi znakovi vrlo teško odrediti, gotovo nemoguće, pogotovo jer nezrelo sjeme može dati iste nabore ne-bakterijske prirode.

Pogođene biljke i širenje bakterioze

Biljke domaćine za sve ove bakterije su isključivo mahunarke. Xanthomonas phaseoli inficira Dolichos lablab, Phaseolus acontifolius, Ph latifolius Ph. angularis, Ph. aureus, Ph. lunatus macrocarpus, Ph. coccineus, Ph. mungo, Ph. vulgaris i Soja mais (vrlo slab i samo s umjetnom infekcijom), Stizolobium Betweenianum, Strofostylis hewola, Vigna sinensis.

Xanthomonas phaseoli v. fuscans samo Ph. vulgaris, Ph. lunatus, a slabo Ph. coccineus, zaraza s njom svih ostalih sorti graha, kao i ostalih mahunarki, dala je negativne rezultate.

Corynebactrium flaccumfaciens inficira Ph. lunatus macrocarpus, Ph. vulgaris i umjetno Soja mais. Prema E. Wellhausenu (1938.), tijekom umjetne inokulacije u stakleniku u uvjetima visoke vlažnosti i temperature (26-32 ° C), ovaj patogen može zaraziti kukuruz. Međutim, ta je izjava vrlo dvojbena, budući da su, prema istom autoru, takvi specifični patogeni kao Corynebactrium michiganense i Corynebactrium insidiosum, također zaražena kukuruzom pod istim uvjetima. Moguće je da su simptomi bolesti u ovom slučaju bili uzrokovani B. stewarti, koji su pogodili sjeme kukuruza.

Pseudomonas phaseolicola inficira Ph. vulgaris, Ph. coccineus i Ph. lunatus macrocarpus. W. Burkholder (1930) primjećuje da je ovaj mikroorganizam manje patogen za biljke nego Xanthomonas phaseoli iCorynebactrium flaccumfaciensa ovo podsjeća Xanthomonas phaseoli v. fuscans.

Istraživanje bakterioza graha pokazalo je da su njihovi patogeni prilično rašireni i nalaze se u mnogim zemljama svijeta: Corynebactrium flaccumfaciens- u SAD-u, Kanadi, Francuskoj, Istočnoj Njemačkoj i Njemačkoj, Belgiji, Bugarskoj, Austriji- Pseudomonas phaseolicola u mnogim državama SAD-a u SSSR-u SSSR-a i Njemačkoj, Švicarskoj Holandiji, Španjolskoj, Italiji, Engleskoj Čehoslovačkoj- Xanthomonas phaseoli- u SAD-u, Kanadi, SSSR-u (južne regije), Austriji, Francuskoj, Norveškoj, Njemačkoj demokratskoj republici i Saveznoj republici Kini, Japanu, Filipinima, Južnoj Africi i drugim zemljama.

Štetnost bakterioze, čiji uzročnik su Xanthomonas phaseoli, malo se zna. Svojedobno je V.K.Zazhurilo (1936.) proučavao ovo pitanje. Zbog širokog širenja ove bolesti, autor je za kontrolu uzeo ne zdrave biljke, već biljke s minimalnom štetom. Prema njegovim riječima, zbroj svih gubitaka usjeva na različitim stupnjevima oštećenja iznosi 12,9. Uzimajući u obzir da kontrola nije bila zdrave biljke, ali s minimalnim stupnjem oštećenja (0,1 bod), autor ne smatra ovaj postotak pretjeranim. Uz to, ako uzmemo u obzir gubitke zbog početnog oštećenja sadnica od zaraženih sjemenki (oko 2,5), tada su ukupni gubici od Xanthomonas phaseoli bit će mnogo veći. U Moldaviji Xanthomonas phaseoli godišnje utječe na 30 do 46 biljaka graha (Balashova, 1968.).

Sorte otpornosti

Mnogi su istraživači bili uključeni u poboljšanje sortne otpornosti graha na bakterioze. Mnogo posla u tom smjeru izveli su R. Rends i W. Broserton (1925). Proučavali su 170 američkih i 493 stranih sorti graha iz 23 zemlje. Pokazalo se da je 5 sorti imuno na antracnozu i Xanthomonas phaseoli, 27 sorti - samo za antracnozu i 33 sorte - samo za Xanthomonas phaseoli. Ostali autori navode različite osjetljivosti sorti graha na bakterioze (Kunnigem, 1940-Jensen, Goss 1942). R. Klaus (1967.), primjerice, primjećuje 7 sorti graha otpornih na čak i najštetnije rase Pseudomonas phaseolicola.

Istraživanje stabilnosti različitih sorti u uvjetima SSSR-a proveli su V. B. Yenken, R. M. Galachyan i drugi, koji također ukazuju na prisutnost stabilnih i osjetljivih sorti. Istočna sorta V. B. Yenken smatra stabilnijom.

L. X. Shpiler (1973) razvio je skalu za određivanje otpornosti polja na Xanthomonas phaseoli, što je od nesumnjivog interesa za uzgojnu praksu, autor je utvrdio ovisnost poljske otpornosti sorti graha o duljini vegetacijske sezone, morfološkoj strukturi grma kao i boji cvijeća i sjemena.

Mjere kontrole

Sakupljanje sjemena iz zdravih biljaka - dezinfekcija sjemena - unošenje otpornih sorti - kasna sjetva - uklanjanje ostataka usjeva s polja, uključujući otpad nakon mlata graha.