FITOPATOLOGIE
Conf. dr. Beatrice Michaela IACOMI
2010
2
Capitolul 1
Bolile plantelor. Generalităţi.
Conţinut. Obiective. Capitolul abordează terminologia specifică, diversitatea simptomelor prin care se manifestă bolile plantelor precum şi raportul dintre acestea şi tipurile de pierderi ocazionate de prezenţa lor. De asemenea, sunt prezentate noţiuni de bază referitoare la agenţii fitopatogeni: mod de viaţă, proprietăţi parazitare, patogeneză. Acest capitol are drept obiective: precizarea obiectului de studiu al fitopatologiei şi importanţa acestei discipline în practica horticolă; familiarizarea cu principalele simptome ale bolilor plantelor şi cu proprietăţile agenţilor fitopatogeni. 1.1. Fitopatologia. Definiţie şi obiect de studiu Fitopatologia (Patologia vegetală) este ştiinţa care studiază bolile plantelor. Termenul provine din cuvintele greceşti phyton - plantă, pathos – suferinţă şi logos – ştiinţă. În linii mari termenul corespunde conceptului de “medicină a plantelor”. Fitopatologia studiază simptomatologia (patografia) bolilor, cauzele care stau la baza apariţiei lor (etiologia), modul de acţiune al agenţilor fitopatogeni şi evoluţia bolilor (patogeneza), relaţiile plantă gazdă - agent patogen - condiţii de mediu (ecologia bolilor) precum şi experimentarea, elaborarea şi aplicarea măsurilor de combatere preventive (profilaxia) şi curative (terapia). Ca urmare, fitopatologia are rolul de a dezvolta cunoştinţele despre bolile plantelor dar şi de a elabora metode şi strategii prin care acestea pot fi evitate sau controlate. Rezolvarea unei probleme fitopatologice în practica horticolă se bazează pe cunoaşterea aprofundată a plantei gazdă, a cerinţelor şi modalităţilor de cultură, a agenţilor fitopatogeni şi a condiţiilor care favorizează evoluţia acestora precum şi a contextului socio-economic în care evoluează sistemul de producţie. Fitopatologia reprezintă un factor major în producţia vegetală. Prin cunoaşterea şi diagnosticarea corectă a agenţilor responsabili, fitopatologia se impune ca o bază de reflecţie şi de acţiune în aplicarea strategiilor de combatere a patogenilor plantelor. De asemenea, fitopatologia are şi o coordonată economică, impusă de aprecierea pierderilor datorate prezenţei agenţilor fitopatogeni, de alegerea unei strategii de combatere, fapt care se bazează pe o analiză economică în care intră în calcul relaţiile între costul metodelor de luptă, severitatea bolii şi venitul aşteptat. Nu în ultimul rând, fitopatologia are şi o coordonată legată de protecţia mediului înconjurător (poluarea apelor, aerului) şi sănătatea consumatorilor (micotoxine, reziduuri de pesticide în recoltă şi produsele finite). Fitopatologia este o ştiinţă care utilizează şi combină noţiuni de bază de botanică, micologie, bacteriologie, virologie, fiziologie, genetică, biologie moleculară, biochimie, legumicultură, viticultură, pomicultură, arboricultură, floricultură. Prin boală se înţelege, în sens larg, orice abatere (anomalie) observată în raport cu fenotipul aşteptat, cauzată de acţiunea microorganismelor – virusuri, bacterii, fitoplasme sau ciuperci. Ca urmare, conceptul de boală se referă la orice tulburare a echilibrului funcţional (fiziologic) şi structural (anatomo-morfologic) care pune în pericol dezvoltarea normală a plantei şi care conduce la scăderi cantitative şi calitative de recoltă.
3
Pentru fermierul horticultor acest concept este în primul rând unul operaţional, fiind legat de obiectivul economic aşteptat şi fixat. Este acceptat faptul că o plantă este sănătoasă atunci când funcţiile fiziologice (absorbţia apei şi elementelor nutritive şi translocarea acestora în plantă; fotosinteză; metabolizarea sau depozitarea produşilor de fotosinteză; capacitatea de a produce seminţe sau organe vegetative de înmulţire) sunt îndeplinite la nivelul potenţialului său genetic. Când capacitatea celulelor plantei de a îndeplini funcţii fiziologice interferă cu agenţi patogeni, activitatea lor este alterată, întreruptă sau inhibată iar planta se îmbolnăveşte. Este greu de demarcat net starea normală a plantei de starea de boală. Momentul în care apar simptomele este adesea considerat ca fiind începutul declanşării bolii însă, în realitate, procesul patologic este iniţiat anterior, odată cu prima celulă contaminată, prin modificări cantitative imperceptibile ale proceselor fiziologice şi biochimice. Amplificarea acestor procese şi acumularea lor determină dezechilibre progresive la nivel celular, exteriorizate la un moment dat prin modificări anatomo-morfologice evidente (simptome) caracteristice stării de boală. Tipul de celule şi ţesuturi afectate determină tipul de proces fiziologic alterat; de exemplu: putrezirea rădăcinilor împiedică absorbţia apei şi elementelor nutritive din sol; infecţia vaselor conducătoare de tip xilem – în cazul ofilirilor vasculare sau a unor ulceraţii – interferă cu translocarea apei şi mineralelor în plantă; infecţia vaselor floemice (la nivelul nervurilor frunzelor sau în scoarţa tulpinilor şi lăstarilor) – în cazul ulceraţiilor şi bolilor produse de virusuri şi fitoplasme – interferă cu translocarea produşilor de fotosinteză prezenţa patogenilor la nivel foliar (pătări, rugini, mană, mozaic, făinări, arsuri) interferă cu fotosinteza; infecţia la nivelul florilor şi fructelor interferă cu capacitatea de multiplicare a plantei (Agrios, 2005). Uneori, simptomele nu se manifestă (latenţă) sau pot fi mascate, în anumite condiţii (temperatură, nutriţie, fenofaza plantei), reapărând ulterior. Este importantă deosebirea dintre cazul unei plante purtător de germeni, care nu manifestă simptome şi cel al unei plante cu simptome mascate. De aceea, în aceste situaţii determinarea unei boli face obiectul unor analize speciale, care fundamentează ştiinţa diagnosticării. Simptomele pot fi primare (planta sănătoasă a fost supusă atacului patogenului) sau secundare (planta se dezvoltă din organe deja infectate – bulbi, tuberculi, seminţe). De asemenea, simptomele primare definesc simptomele care stau la originea ansamblului de anomalii observate în timpul dezvoltării unei boli, simptomele secundare fiind consecinţe ale acestora. De exemplu, necrozele radiculare produse de un patogen de sol sunt simptome primare, care antrenează ofilirea plantei – simptom secundar (Lepoivre, 2003). Simptomele pot fi localizate sau generalizate; în cazul în care se extind prin sistemul de vase conducătoare, vorbim de simptome sistemice. Semnele precursoare ale apariţiei unei boli poartă denumirea de prodrom. Totalitatea simptomelor care se succed pe parcursul evoluţiei unei boli reprezintă un sindrom.
4
1.2. Tipuri de simptome Modificări de culoare. Anomaliile de culoare afectează, în principal, frunzele, dar pot fi prezente, în egală măsură, la nivelul florilor, fructelor, rădăcinilor sau tulpinilor. Pătare: apariţia de pete, de diferite forme (sferice, elipsoidale, liniare, concentrice), mărimi şi culori. a Mozaic: alternanţa zonelor de culoare verde deschis sau închis cu zone clorotice, gălbui. Când separarea zonelor este difuză, simptomul este denumit marmorare. Alternanţa plajelor de culori diferite, cu zone definite, se poate traduce prin pete inelare, semi-inelare, striuri, arabescuri etc. b Hipoclorofiloză sau cloroză: lipsa de clorofilă, tradusă printr-o îngălbenire a frunzelor (revelarea culorii carotenoizilor şi xantofile). Uneori cloroza este limitată la nervuri (clarefierea nervurilor) sau la limbul dintre acestea (îngălbenire internervuriană). Antocianoză: exces de pigmenţi antocianici (culoare roşu-violacee), rezultat fie al distrugerii clorofilei (astfel, antocianii prezenţi sunt evidenţiaţi), fie al producerii anormale, abundente a acestora. Melanoză: acumularea de pigmenţi (melanine) care conferă o culoare închisă ţesutului. Modificări la nivelul frunzelor Enaţii: excrescenţe ale ţesutului, formate la nivelul nervurilor, în general ca urmare a unei infecţii virale (virusul mozaicului enaţiei la mazăre - PEMV) c Perforarea organelor: formarea de necroze localizate pe frunze (datorită bacteriilor sau ciupercilor), urmată de căderea ţesutului mort şi lasând organul perforat d Polifilie: divizarea limbului frunzelor, limb în mod normal simplu; creşterea numărului de foliole la frunzele compuse; creşterea anormală a numărului total de frunze. Anomalii diverse: deformare (limb gofrat, încreţit); răsucirea frunzelor către faţa superioară; răsucirea către faţa inferioară (epinastie); frunze filiforme (reducerea limbului) e Modificări ale organelor florale Virescenţă: piese florale care rămân verzi, în timp ce sunt colorate la planta normală; fenomenul însoţeşte adesea anomalii morfologice ale organelor florale – filodie Filodie: transformare regresivă a florilor în frunze ca urmare a infecţiei cu fitoplasme (sau unor circumstanţe climatice excepţionale în momentul înfloritului). Filodia succede adesea virescenţei iar ansamblul acestor două fenomene se numeşte antoliză
5
a
pătarea brună a frunzelor de gutui; rapănul merelor (frunză şi fructe), pătarea neagră a frunzelor de trandafir (B. Iacomi, 2009)
b
mozaicul trandafirului (B. Iacomi, 2009)
c
d
enatii la mazăre (www.dias.kul.dk.plantvirology)
ciuruirea frunzelor (B. Iacomi, 2009)
d
deformarea frunzelor de piersic (B. Iacomi, 2010)
6
Modificări la nivelul ramurilor şi tulpinilor Mături de vrajitoare: anomalii de ramificare a tulpinii care corespund unei proliferări abundente a ramurilor cu internodii scurte, cu frunze mici, adesea deformate f Elasticitatea lemnului: trunchiul arborilor prezintă un defect de rigiditate - deficienţă de lignificare, în principal ca urmare a atacului de fitoplasme (lemn de cauciuc). Ulceraţii: alterări localizate ale scoarţei plantelor lemnoase, înconjurate de ţesut cicatricial suberos (reacţii ale cambiului ca răspuns la stress biotic sau abiotic – ciuperci, bacterii, factori climatici) g Fasciaţie: morfogeneză anormală a tulpinilor, care pierd simetria radială şi se aplatizează întro bandă simetrică în raport cu un plan. Anomalii de creştere Hipertrofie şi hiperplazie: tumori: creştere anormală a anumitor organe sau a plantei întregi, ca urmare a creşterii dimensiunii celulelor (hipertrofie) sau a unei multiplicări anormale a acestora (hiperplazie) h Teratom: (teratologia = ştiinţa monştrilor): diferite malformaţii şi excrescenţe i Nanism (piticire) şi atrofie: reducerea taliei plantelor sau a unor organe ale acesteia j Diferite alterări ale organelor plantelor Ofilire: determinată de o disfuncţie a vaselor xilem datorită pataogenilor radiculari sau vasculari k Necroză: corespund morţii celulelor – ţesutul atacat este brunificat. Apar adesea pe o suprafaţă limitată dar uneori se pot extinde la totalitatea organului, la un grup de organe sau se pot generaliza la intreaga plantă. La nivelul frunzelor se pot observa pete necrotice sau necroze ale nervurilor; tulpinile pot prezenta uneori necroze apicale, necroze corticale (ulceraţii) sau necroze ale ţesutului conducător. Rădăcinile necrozate prezintă, adesea, o coloraţie brună sau negricioasă şi antrenează pierderea turgescenţei plantei l Putregai: descompunerea ţesuturilor (dislocarea celulelor ca urmare a unei alterări enzimatice a pectinei lamelelor pereţilor). Adesea, celulele mor, ţesuturile îşi pierd consistenţa şoi devin sediul colonizării cu organisme secundare (bacterii sau ciuperci) m Mană: simptom frecvent pe frunze, caracterizat prin apariţia unor pete clorotice pe faţa superioară a limbului şi de prezenţa unui puf, alb sau cenuşi, pe faţa inferioară n Rugină: apariţia unor grămăjoare de spori (pustule) pigmentaţi, iniţial acoperite de epidermă apoi prăfoase o Făinare: apariţia unei pâsle albe pe suprafaţa organelor verzi ale plantei (frunze, flori, lăstari), care devine prăfoasă p
7
f
h
g
f. mături de vrăjitoare; g. ulceraţii; tumori (Plant disease control – Oregon State University)
k
i
j
i. malformatii (cartof); j. piticire (crizanteme); k. ofilire fuzariana la tomate m
l
l. necroză (mozaicul Y al cartofului); m. putregai (monilioza mere), putregai alb la castraveţi (B. Iacomi, 2009)
n
o p
n. mană (viţa de vie); o. făinare (viţa de vie); p. rugină la trandafir (B. Iacomi, 2009)
8
Modificări biochimice: conţinutul în apă: este redus în cazul atacului patogenilor care se instalează în vasele conducătoare cantitatea de clorofilă: este redusă, ca urmare a distrugerii cloroplastelor conţinutul în hidraţi de carbon: scade ca urmare a diminuării asimilaţiei şi intensificării dezasimilaţiei sau creşte (aglomerare de amidon în celulele rădăcinilor de varză atacate de Plasmodiophora brassicae; la deformarea frunzelor de piersic – Taphrina deformans conţinutul în răsini, gome, alte substanţe de excreţie: creşte la plantele lemnoase atacate (ciuruirea micotică a frunzelor – Stigmina carpophila) Modificări fiziologice: asimilaţia (fotosinteza): se micşorează în cazul patogenilor care produc pătări foliare respiraţia: in general, creşte transpiraţia: scade în cazul ofilirilor (traheomicozelor) Modificări citologice: membrana celulară: este dezorganiată sau suberificată, cutinizată citoplasma: este consumată parţial sau total, în cazul patogenilor cu dezvoltare intracelulară nucleul: fie se măreşte şi apoi se fragmentează (râia neagră a cartofului - Synchytrium endobioticum), fie se reduce, atrofiază (mănări, rugini) prezenţa unor incluziuni: în cazul unor boli de natură virală, examenul microscopic al celulelor vegetale (microscopie optică sau electronică) evidenţiază prezenţa unor incluziuni diverse, amorfe sau cristaline. Aspectul incluziunilor poate orienta diagnosticarea virusului responsabil. 1.3. Clasificarea bolilor plantelor Zeci de mii de boli pot afecta plantele, cultivate sau nu. In medie, o plantă de cultură poate fi afectată de peste 100 de boli (Agrios, 2005). Bolile plantelor se pot grupa după numeroase criterii, cele mai uzuale fiind următoarele: 1. agentul responsabil: în funcţie de agentul responsabil, bolile plantelor pot fi: a. boli neparazitare (abiotice, fiziologice sau neinfecţioase), care definesc modificările de metabolism, tulburările de creştere sau anomaliile în dezvoltarea plantelor, netransmisibile de la o plantă la alta, provocate de factori externi nefavorabili. Principalii factori abiotici sunt factorii fizici (variaţiile termice, modificarea condiţiilor hidrice, lumina – radiaţiile), edafici (solul cu proprietăţile sale: pH, structură, compoziţie, salinitate, disponibilitate în elemente nutritive, aerare) şi antropici: poluanţi atmosferici, carenţe nutritive, practici culturale, prezenţa contaminanţilor în apa de irigare (detergenţi, hidrocarburi, pesticide etc.).
9
b. boli parazitare (infecţioase) produse de agenţi patogeni. Din acest punct de vedere se poate vorbi de viroze (produse de virusuri), viroidoze (produse de viroizi), fitoplasmoze (produse de fitoplasme), bacterioze (produse de bacterii), micoze (produse de ciuperci), antofitoze (produse de antofite parazite) etc. Acest criteriu de clasificare, bazat pe etiologia bolii, are o importanţă majoră în practică: cunoaşterea cauzei apariţiei bolii sugerează, de asemenea, dezvoltarea probabilă şi răpândirea şi generează alegerea strategiilor de combatere. 2. simptome: după tipul generic de simptome, putem clasifica bolile plantelor în pătări, cloroze, necroze, hipertrofii, atrofii, putregaiuri, deformări, ofiliri, nanism, etc. Acest criteriu de clasificare a fost frecvent utilizat în perioada empirică a fitopatologiei, când nu se cunoştea etiologia bolilor. Unele boli ale plantelor pot fi identificate imediat pe baza simptomelor specifice: ruginile, făinările, mănările etc. Alteori, acest sistem de clasificare poate prezenta minusuri. Astfel, un acelaşi simptom poate fi generat de cauze foarte diferite. De exemplu, îngălbenirile (clorozele) pot fi datorate atât unor cauze neparazitare (exces de apă, carenţă în fier, absenţa luminii, fitotoxicitate) cât şi parazitare (virusuri, viroizi, fitoplasme, ciuperci vasculare). O ofilire poate fi generată de lipsa apei, de alterarea rădăcinilor sau coletului plantei, de o transpiraţie excesivă sau de instalarea bacteriilor/ciupercilor în vasele conducătoare. Pe de altă parte, o aceeaşi cauză poate produce simptome foarte diferite, în funcţie de planta gazdă, fenofaza acesteia, condiţiile biotice sau abiotice ale mediului sau momentul observării. Un exemplu în acest sens îl poate constitui virusul mozaicului castraveţilor (Cucumber mosaic virus) cu o simptomatologie variată în funcţie de planta gazdă: mozaic foliar la castraveţi, frunze filiforme la tomate, piticire şi necroze foliare la ardei. 3. evoluţia şi durata procesului parazitar: boli acute, cu evoluţie rapidă – putregaiul plăntuţelor (Pythium ultimum) şi boli cronice, cu evoluţie lentă: cancerul bacterian al pomilor fructiferi şi al viţei de vie (Agrobacterium tumefaciens), vărsatul prunelor (Plum pox virus). 4. viteza de răspândire şi suprafaţa ocupată: boli epifitice (pandemice), care se răspândesc rapid pe suprafeţe mari, producând adevărate epidemii - ruginile, făinările, mănările şi boli endemice, care se răspândesc lent, fiind cantonate în anumite regiuni şi condiţionate de prezenţa unor anumiţi factori, ca de exemplu un sol acid – râia neagră a cartofului (Synchytrium endobioticum) sau hernia rădăcinilor de crucifere (Plasmodiophora brassicae). 5. extinderea pe plantă: boli generalizate, care afectează întreaga plantă - viroze, traheobacterioze, traheomicoze şi boli localizate, care cuprind numai anumite porţiuni din plantă, de exemplu frunzele – pătarea roşie a frunzelor de prun (Polystigma rubrum). 6. tipul de organ afectat: boli de depozit (afectează organele depozitate); boli ale seminţelor şi plănţuţelor; boli ale ramurilor; boli foliare; boli vasculare (cu dezvoltare în xilem sau floem). 7. planta gazdă: bolile tomatelor, bolile mărului, bolile garoafelor, bolile viţei de vie etc. 8. familia botanică a plantelor gazdă: bolile solanaceelor, bolile cruciferelor, bolile rozaceelor etc.
10
9. grupe mari de plante, privite din punct de vedere horticol: bolile legumelor, bolile pomilor fructiferi, bolile plantelor ornamentale, bolile viţei de vie etc. 10. frecvenţa apariţiei şi importanţa economică a pagubelor produse: boli “cheie”, principale, care apar în fiecare an în cultură şi produc pagube importante, care impun aplicarea măsurilor de combatere – mana (Plasmopara viticola), făinarea (Uncinula necator) şi putregaiul cenuşiu (Botryotinia fuckeliana) la viţa de vie şi boli secundare, care nu produc pagube decât în unii ani, în anumite condiţii. Cunoaşterea şi clasificarea bolilor în funcţie de acest criteriu are importanţă în elaborarea şi adaptarea strategiei de protecţie a culturii, care se construieşte având în vedere numai bolile “cheie”; în acest mod se diminuează presiunea tratamentelor chimice asupra biocenozei. 11. fenofaza plantei: boli ale plăntuţelor, puieţilor, boli ale plantelor dezvoltate, boli de depozit. 1.4. Pagube şi pierderi ocazionate de atacul agenţilor fitopatogeni Se estimează faptul că bolile, dăunătorii şi buruienile interferă cu producţia, pierderile înregistrate fiind cuprinse între 31 si 42%, pentru ansamblul culturilor de pe glob. De asemenea, s-a estimat faptul că, din media de 36,5% a pierderilor înregistrate, 14,1% sunt generate de boli, 10,2% de insecte şi 12,2% de buruieni (Agrios, 2005). Alterările care ating valoarea de utilizare a plantei (de ex. valoarea estetică, în cazul plantelor ornamentale), recolta (randamentul) sau potenţialul de producţie (de ex. longevitatea, pentru plantaţiile pomicole) sunt cuprinse în noţiunea de pagube. Deficitul economic sau social care rezultă din pagube, definit ca valoare finaciară, exprimă pierderile economice. Tipul şi nivelul pierderilor produse ca urmare a prezenţei bolilor variază cu tipul de cultură sau recoltă, agentul patogen, factorii de mediu, măsurile de control practicate precum şi cu o combinaţie a acestor factori. Tipul de producţie (culturi comerciale, culturi de subzistenţă în regiuni neindustrializate, grădini de agrement) trebuie, de asemenea, luat în considerare. Câteva pete superficiale de rapăn (Venturia inaequalis, V. pirina) la merii sau perii dintr-o grădină de agrement reprezintă un simptom şi constituie o pagubă (la nivel estetic, în comparaţie cu un fruct sănătos, “perfect”) dar nu antrenează pierderi finaciare, fructul nefiind destinat comercializării. In schimb, într-o livadă destinată comercializării producţiei, petele de rapăn declasează recolta şi diminuează valoarea de piaţă (ceea ce reprezintă o pierdere financiară), aspectul lor fiind mai puţin apreciat. De asemenea, aceste pete superficiale de rapăn pot fi ulterior invadate de paraziţi secundari (Trichothecium, Monilia) care pot genera putrezirea şi necomercializarea fructelor (Lepoivre, 2003). Bolile plantelor pot afecta cantitatea şi calitatea recoltei. Majoritatea bolilor plantelor au repercusiuni asupra randamentului (cantitativ), la nivelul producţiei sau în perioada de depozitare. Frecvent, pierderi severe sunt generate de calitatea recoltei. De ex., dacă pătările foliare sau bolile de tip rapăn ale legumelor, fructelor sau plantelor ornamentale au un efect mai mic asupra cantităţii recoltate, calitatea acesteia poate reduce valoarea de piaţă până la a face neprofitabilă cultura sau pâna la pierderi totale. Astfel, un atac de rapăn de numai 5% poate reduce la jumătate preţul merelor.
11
Bolile plantelor pot limita tipul de culturi şi industria în anumite regiuni geografice. De ex. castanul american a fost anihilat în America de Nord ca timber tree ca urmare a atacului patogenului Cryphonectria parasitica iar ulmul american a fost eliminat ca arbore de ornament în urma atacului patogenului Ophiostoma ulmi (boala olandeză a ulmului). Bolile plantelor pot determina acumularea de toxine în produsele recoltate. Bolile plantelor cultivate pot avea, în afara consecinţelor economice evidente, şi efecte ascunse, greu de detectat. Prezenţa substanţelor toxice elaborate de ciupercile fitopatogene – micotoxine poate devaloriza recolta. In plus, cazurile de intoxicare ca urmare a consumului de alimente contaminate de ciuperci microscopice sunt cunoscute din vechime (focul Sfântului Anton generată de cornul secarei sau boala beriberi produsă de diferite specii de Penicillium).
Micotoxine. Micotoxinele sunt produşi secundari de metabolism ai ciupercilor (mykes – ciupercă, toxicum otravă) şi regăsiţi în recoltă sau produse derivate din aceasta. Induc efecte biologice puternice şi variate (mutagene, teratogene, carcinogene, nefrotoxice, imunotoxice, hepatotoxice, neurotoxice, hemoragice). Sunt produse în principal de 5 genuri de ciuperci: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria şi Claviceps deşi au fost semnalate şi la specii ale genurilor Cladosporium, Chaetomium, Stachybotrys, Rhizopus şi Talaromyces. Contaminarea poate avea loc înainte de recoltare (Fusarium, Aspergillus, Claviceps) sau în perioada depozitării (Aspergillus, Penicillium). Deşi au fost izolate, în condiţii de laborator, peste 300 de micotoxine doar 20 sunt cunoscute a fi cauza unor micotoxicoze naturale, în diferite regiuni geografice. Toxine elaborate de specii de Aspergillus. Peste 130 de specii ale genului Aspergillus contaminează substraturi de origine vegetală (arahide, nuci, fistic) precum şi majoritatea alimentelor conservate. Circa 50 de specii au fost identificate ca producătoare de metaboliţi toxici: aflatoxine, ochratoxine, sterigmatocistină, citrinină, patulină, toxine tremorgene. Aflatoxinele sunt reprezentate de un grup de peste 20 de metaboliţi, derivaţi ai cumarinei, cu acţiune carcinogenică (ficat, esofag, stomac, rinichi, piele). Cele mai importante specii responsabile de producerea lor sunt: A. flavus, A. parasiticus şi A. nominus. Ochratoxinele. Cea mai impotantă şi studiată este ochratoxina A (OTA), o micotoxină nefrotoxică şi hepatotoxică. Este produsă de A. ochraceus, în special în regiunile tropicale şi de Penicillium verrucosum, în cele temperate, această specie fiind un frecvent contaminant al produselor depozitate ( legume, arahide). Toxine elaborate de specii de Penicillium. Dintre cele peste 150 de specii de Penicillium, aproape 100 sunt producătoare de micotoxine, importante fiind citreoviridina, citrinina, acidul ciclopiazonic, OTA, patulina, roquefortina C. În general sunt toxine tremorgene (declanşează tremurături, convulsii şi tetanii letale). Patulina este produsă de P. expansum, un contaminant de depozit frecvent al merelor, P. urticae, P. claviforme şi A. clavatus. Pezenţa patulinei a fost semnalată în sucul de mere obţinut prin presarea fructelor dar şi în alte produse din mere, pere, struguri şi alte fructe, în cantităţi mai mici. Toxine produse de ciuperci din genul Alternaria. Ciupercile din genul Alternaria pot fi contaminanţi importanţi ai plantele în perioada de vegetaţie dar şi ai fructelor şi legumelor sau produselor refrigerate. Principalele toxine sunt alternariol, alternariol monometil eterul, altertoxinele, acid tenuazonic şi altenuenele. Toxine produse de ciuperci din genul Fusarium. Speciile de Fusarium contaminează în mod frecvent seminţele de cereale, leguminoase pentru ulei, fasole şi produse finite ale acestora. Cele mai importante specii implicate în producerea de micotoxine sunt F. graminearum şi F. culmorum. Trichotecenele: semnalate la speciile de Fusarium, aceste micotoxine sunt produse şi de alte ciuperci (Cephalosporium, Trichoderma, Stachybotrys, Myrothecium). Toxine produse de ciuperci din genul Claviceps. Peste 100 de ergotoxine, din 10 grupe diferite sunt produse de reprezentanţii genului Claviceps: ergotamine, ergotoxine, ergometrine. Toţi alcaloizii conţin acid lisergic, producând tulburări ale sistemului nervos central, vasoconstricţie sau vasodilataţie. Ergotismul este micotoxicoza produsă de scleroţii ciupercii C. purpurea (cornul secarei) - tulburări nevoase şi/sau gangrene la nivelul extremităţilor.
12
Prevenirea contaminărilor cu micotoxine. In faţa unor cereri europene din ce în ce mai mari pentru produse ecologice, cercetări intense se desfăşoară pentrua a asigura calitatea şi siguranţa alimentelor proaspete sau prelucrate. Prin definiţie, produsele organice nu sunt supuse nici unui tratament chimic. Singura cale de prevenire a contaminărilor majore cu ciuperci este prevenirea apariţiei acestora iar problema prezenţei micotoxinelor în astfel de produse este mai acută. Ca urmare, cercetările sunt îndreptate către o mai bună cunoaştere a condiţiilor care favorizează dezvoltarea micotoxinelor în lanţul alimentar şi spre introducerea sistemelor de control capabile să detecteze prezenţa micotoxinelor. Sub egida « Safe Organic Vegetables » există programe pilot de cercetare care au ca model specii de Alternaria patogene pentru morcov şi producătoare de micotoxine. Astfel de cercetări au ca scop dezvoltarea de strategii pentru producere de produse sigure prin: stabilirea de metode moleculare, rapide şi precise, pentru detectarea şi cuantificarea infecţiilor cu Alternaria, determinarea bazelor fiziologice şi genetice ale producerii şi acumulării de toxine, monitorizarea prezenţei micotoxinelor pe parcursul producerii, depozitării şi procesării morcovului, identificarea riscului apariţiei micotoxinei în lanţul de producţie, dezvoltarea măsurilor preventive: soiuri rezistente, măsuri alternative de tratare a seminţelor (microorganisme antagoniste). Prevenirea apariţiei micotoxinelor presupune un ansamblu de strategii aplicate înainte sau după recoltare pentru detectarea precoce a contaminării (şi, implicit, redirecţionarea recoltei pentru alte utilizări) şi cunoaşterea factorilor ecologici care favorizează infecţia şi producerea de micotoxine. În prezent, o mare diversitate de strategii preventive se folosesc sau sunt în curs de examinare, cele mai utilizate tehnici fiind: a. înainte de recoltare: 1. asigurarea condiţiilor ecologice care favorizează plantele de cultură (verigi tehnologice) şi evitarea celor care favorizeză apariţia patogenilor; 2. distrugerea resturilor vegetale infectate; 3. utilizarea de plante rezistente la atacul patogenilor producători de toxine. Un factor de protecţie, legat aproape în întregime de pelicula care înconjură miezul este semnalat la nuci (varietatea Tulare) suprimă total producerea de aflatoxină (caracterul se moşteneşte pe linie maternă, ceea ce contribuie la crearea de variatăţi cu rezistenţă naturală la aflatoxine). Acesta este primul exemplu de variatate comercială rezistentă complet la contaminarea cu aflatoxine. 4. tratamente chimice de combatere a patogenilor: tratarea seminţelor cu bacterii endofite care exclud fungii toxinogeni; preinfectarea plantelor cu izolate netoxinogene, competitori pentru cele care produc toxine. b. după recoltare: igiena depozitelor, asigurarea condiţiilor adecvate de temperatură şi umiditate; detectarea prezenţei micotoxinelor în recoltă. Micotoxinele sunt molecule care sunt extrem de stabile, decontaminarea unei recolte puternic infestate fiind dificilă. Cea mai sigură soluţie, pentru moment, este detectarea stocurilor contaminate şi canalizarea lor către alte sisteme de utilizare. În industria limentară este cunoscut sistemul HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point) utilizat pentru detectarea prezenţei microorganismelor sau a toxinelor lor, a rezidiilor de pesticide, a corpurilor străine (definirea unui punct critic în diferitele etape ale procesului în care riscul poate să apară, când pierderea controlului poate conduce la riscuri inacceptabile de sănătate, fiind descrise măsurile adecvate preventive). Detectarea contaminărilor cu micotoxine a substraturilor stocate întâmpină dificultăţi: contaminarea nu este uniform distribuită în lot, prezenţa ciupercii producătoare de micotoxine nu înseamnă neapărat că micotoxina este prezentă. Condiţiile în care se produc aceste micotoxine sunt specifice; de altfel şi în cazul în care patogenul nu este vizibil (lipsa mucegaiului) nu înseamnă că micotoxinele nu sunt prezente, acestea rămânând chiar după ce ciuperca a dispărut. Tehnicile de detecţie rapidă şi sigură asupra cărora sunt focalizate cercetările sunt cele imunologice (tehnici ELISA bazate pe reacţii în placă de microtitrare capabile să aproximeze concentraţii de micotoxină pe baza intensităţii culorii) şi moleculare (utilizarea primerilor specifici pentru fungii toxinogeni sau a anticorpilor specifici). Rezultate importante s-au obţinut în detecţia moleculară, precoce, a speciilor toxinogene precum şi în dezvoltarea de teste imunologice sensibile pentru diagnosticarea prezenţei micotoxinelor în produsele alimentare. Astfel, prin tehnici moleculare (PCR, Real time PCR) a fost posibilă identificarea speciilor de Fusarium (Fusarium proliferatum, F. moniliforme, F. culmorum) producătoare de fumonisine. De asemenea, au fost izolate şi caracterizate genelor responsabile de producerea de ochratoxină A la specii de Aspergillus şi Penicillium. Pentru caracterizarea speciilor de Aspergillus şi Penicillium producătoare de micotoxine (diferenţierea izolatelor de Penicilium verrucosum în funcţie de capacitatea lor de a produce OTA) s-a recurs, de asemenea, la utilizarea de markeri moleculari, cuantificarea speciilor producătoare fiind posibilă prin folosirea unui kit molecular.
13
Cu toate eforturilor de prevenire, contaminarea recoltelor cu micotoxine este uneori inevitabilă. Totuşi, este posibilă recuperarea produselor infectate prin decontaminarea lor: indepărtarea, distrugerea sau reducerea efcetului toxic al micotoxinelor. Tradiţional, strategiile de detoxificare sunt bazate pe metode chimice, fizice sau microbiologice. Mijloacele chimice presupun tratamente aplicate loturilor depozitate cu scopul de a distruge dau dezactiva micotoxinele. Totuşi, există constrângeri la tipul de substanţe utilizate (amoniacul este eficace dar şi potenţial dăunător pentru sănătate). Metodele fizice includ degradarea prin căldură sau radiaţii (microunde) a micotoxinelor prezente în substraturi, prin modificarea structurii lor chimice. În Europa sunt studiate, cu rezultate promiţătoare, noi molecule a căror structură arată o anumită afinitate cu unele catagorii de micotoxine. Aceste molecule se cuplează cu micotoxinele din produsele destinate hranei omului şi animalelor iar efectul este diminuarea toxicităţii lor. Studiate în principal pentru aflatoxine, aceste metode reduc concentrarea micotoxinelor în sânge şi distribuţia lor în organele ţintă. Metodele microbiologice sunt obiectivul principal al unor cercetări care investighează potenţialul unor levuri, ciuperci sau bacterii în degradarea micotoxinelor. Astfel, în limitarea contaminării cu micotoxine produse de A. flavus s-au dovedit utile microorganismele Saccharomyces chevalieri, Trichoderma viride, Bacillus subtilis. Oprea şi Ciurdărescu (2004) au evidenţiat capacitatea unor izolate de A. niger de a reduce nivelul de aflatoxină B1.
Bolile plantelor pot genera pierderi economice. Pierderilor directe, cantitative şi calitative, li se adaugă diferite pierderi finaciare. Astfel, fermierul trebuie să utilizeze varietăţi sau specii de plante rezistente, poate, mai puţin productive sau, comercial mai puţin profitabile comparativ cu altele. Alte costuri sunt ocazionate de necesitatea aplicării măsurilor de control – incluzând aici tratamentele chimice (costuri cu achiziţionarea şi depozitarea produselor fitosanitare, aplicarea tratamentelor) precum şi a altor măsuri de control precum şi de perioada de păstrare a produselor recoltate. Unele boli pot fi controlate prin aplicarea aproape în totalitate numai a unei măsuri. Pentru alte boli, însă, nu sunt disponibile încă măsuri eficace de control şi numai o combinaţie de măsuri culturale şi utilizarea unor varietăţi rezistente poate face posibilă reuşita culturii. Totuşi, pentru majoritatea bolilor plantelor, controlul este atins în practică prin utilizarea produselor fitosanitare. In acest caz, beneficiile cu aplicarea acestei măsuri de control sunt mai mari decât pierderile directe (datorate bolii) şi indirecte (costurile cu aplicarea). In plan macroeconomic, pierderile cantitative (diminuarea randamentului) sunt însoţite şi de restricţii în comercializarea recoltei, legislaţiile fiecărei ţări importatoare impunând standarde de calitate fitosanitară. Deşi tipul şi mărimea pierderilor financiare sunt extrem de variate, fermierii bine informaţi utilizează combinaţii ale măsurilor de control – varietăţi rezistente, măsuri culturale, chimice şi biologice, aceasta permiţând obţinearea de recolte şi beneficii chiar în anii cu epidemii. Pierderile ocazionate de agenţii patogeni pot fi: a. Pierderi directe (producţie) pierderi primare - afectează producţia (efect imediat) - diminuarea cantitaţii şi calităţii recoltei pierderi secundare - afectează potenţialul de producţie (efect diferenţiat) contaminarea culturilor următoare; diminuarea capitalului de producţie (longevitatea culturilor perene, productivitate) b. Pierderi indirecte (conservare şi utilizare) - în cursul depozitării, la producător; la prelucrarea industrială; la consumator
14
Aprecierea pierderilor este, adesea, dificil de cuantificat. In teorie, este comparată o situaţie de fapt (nivel de producţie corespunzator gradului de atac al unui agent patogen) cu o situaţie ideală (absenţa bolii), ceea ce tehnic este adesea imposibil de reprodus pe scară largă Lepoivre, 2003). Pierderile se pot aprecia în comparaţie cu un randament potenţial teoretic, într-un mediu abiotic ideal (lumină, fertilizare, temperatură, apă) şi liber de patogeni. Randamentul real maxim este atins în condiţii ecologice reale (cu limitările asociate) şi se evaluaeză cu cele mai bune practici culturale şi aplicând o protecţie totală (independent de rentabilitatea sa economică sau de impactul său asupra mediului înconjurător). Aceste date trebuie interpretate cu prudenţă, date fiind şi alte interacţiuni existente (efectul pesticidelor asupra plantei, paraziţilor secundari etc.). Prin scăderea randamentului obţinut în absenţa măsurilor de control din randamentul maxim real se obţin pierderile potenţiale datorate agenţilor patogeni. Pierderile reale sunt cele observate efectiv, chiar dacă au fost aplicate măsuri de protecţie (culturale, genetice, chimice şi biologice). Reducerea pierderilor (pierderi potenţiale din care se scad pierderile reale) atribuită măsurilor de protecţie şi raportată pierderilor potenţiale permite evaluarea gradului de eficacitate a acestor măsuri (fig. 1.1). Principalele dificultăţi în evaluarea pierderilor de randament şi consecinţele economice şi sociale sunt generate de distribuţia variabilă a bolilor în timp şi spaţiu, interacţiunea dintre boli, insecte şi buruieni, factori economici şi sociali. Dintre datele necesare pentru a cuantifica cu precizie impactul bolilor - rar disponibile (puţine anchete sunt realizate la scară mondială, fiabilitatea surselor care stau la baza acestora este dificil de controlat) menţionăm: cunoaşterea zonei geografice (extindere geografică a bolii) intensitatea şi frecvenţa bolii în diferitele parcele cultivate cunoaşterea relaţiei între pierderile de randament şi intensitatea bolii, ca şi modul în care alţi patogeni, insecte sau buruieni pot afecta această relaţie variabilitatea anuală legată de codiţiile climatice Impactul macroeconomic şi social al pierderilor de randament diferă în funcţie de nivelul de industrializare al ţărilor în cauză. Astfel, în SUA, pierderile ocazionate culturilor (înainte şi după recoltare) sunt evaluate la 40% din producţie, chiar dacă sunt aplicate variate măsuri de control. Asemenea pierderi afectează producătorul individual dar procentul populaţiei active din agricultură fiind de 2-3%, veniturile din aceasta activitate nu reprezintă decât un mic procent din venitul naţional. Astfel, chiar dacă pierderile se cifrează la cateva zeci de miliarde de dolari, masa specifică a acestora într-o economie diversificată şi industrializată este relativ limitată. La polul opus, în ţările a căror economie este axată pe agricultură, impactul pierderilor de randament datorat bolilor şi dăunătorilor este important. In America Centrală, peste 50% din populaţia activă este angajată în agricultură; pierderile din principalele culturi se ridică la 20-30% iar cele înregistrate după recoltare depăşesc aceste valori. In acest tip de agricultură, masa relativă a pierderilor ocazionate de agenţii patogeni este extrem de importantă asupra economiei şi utilizării forţei de muncă (Lepoivre, 2003).
15
Randament potential teoretic
Randament real maxim
Lipsa pierderilor
Pierderi reale
Pierderi potentiale
Randament cu masuri de protectie
Raspuns la masurile de protectie
Randament fara masuri de protectie
Fig.1.1 Tipuri de randament şi evaluarea pierderilor (Lepoivre, 2003) 1.5. Agenţi fitopatogeni - generalităţi 1.5.1. Modul de viaţă al agenţilor fitopatogeni În funcţie de relaţia cu substratul microorganismele pot fi saprofite, parazite sau simbionte. Totuşi, această clasificare nu trebuie privită ca statică, numeroase specii intrând în două categorii (de exemplu pot fi saprofite dar pot forma şi micorize cu plantele lemnoase sau ierboase; sunt parazite dar pot trăi, în anumite condiţii, saprofit). Microorganismele saprofite se hrănesc cu substanţe organice moarte. Ele sunt preponderente în diferite habitate, populaţiile acestora întâlnindu-se în sol, apă sau resturi vegetale. Microorganismele parazite sunt cele care într-una sau în toate fazele ontogenezei lor se hrănesc din ţesuturi vii.
16
După gradul de parazitism, acestea pot fi parazite obligate, cu un echipament enzimatic redus (duc o viaţă strict parazitară - Synchytriaceae, Oomycetes, Uredinales, unele Ustilaginales, virusurile) sau facultativ saprofite (duc obişnuit o viaţă parazitară dar, în anumite condiţii, în general după ce planta gazdă îşi încetează vegetaţia, trăiesc saprofit - Pythium, Phytophthora, Venturia). Distincţia dintre saprofitism şi parazistism nu este întotdeauna uşor de demarcat, în natură existând o multitudine de cazuri intermediare. De exemplu, în cadrul genului Fusarium se observă toată gama formelor de tranziţie, de la saprofite până la parazite. In general, evoluţia microorganismelor către un parazitism obligat este asociată cu anumite caractere fitopatologice, prezentate, în cazul ciupercilor, în tabelul 1.1. Tabelul 1.1 Caractere asociate saprofitismului/parazistismului (Lepoivre, 2003)
Caracterul
Paraziţi facultativi
Paraziţi obligaţi
Calea de pătrundere
răni
Ţesutul infectat Miceliul Efectul asupra celulelor gazdă Capacitate saprofitică
ţesut senescent haustori absenţi necroză
Direct (stomate, epiderme intacte) nici o restricţie haustori prezenţi -
fază saprofită importantă larg
fază saprofită absentă sau limitată la structuri de supravieţuire restrâns
Spectrul de gazde
1.5.2. Proprietăţile parazitare ale agenţilor patogeni Patogenii plantelor produc îmbolnăvirea acestora datorită însuşirilor parazitare: a. afinitatea: proprietatea patogenului de a pătrunde în interiorul plantei după ce a ajuns în contact cu ea şi de a se dezvolta. Sporii aparţinând diferiţilor patogeni ajung în contact cu plantele însă numai unii pătrund – dacă există afinitate între ei şi planta gazdă. b. patogenitatea: capacitatea patogenilor de a îmbolnăvi plantele şi de a genera apariţia simptomelor. c. virulenţa: însuşirea patogenilor de a genera boli cu o anumită intensitate, în funcţie de factori de mediu şi, mai ales, de factori genetici. Unele izolate ale patogenilor nu declanşează boala, ele fiind numite avirulente.
17
Izolatele avirulente se comportă astfel numai în prezenţa unor anumite soiuri (hibrid, linie), faţă de o anumită genă de rezistenţă. Diferenţele de virulenţă între populaţiile patogene se datorează diferenţelor genetice care apar în evoluţia patogenului în strânsă legătură cu noile soiuri cultivate. d. agresivitatea: însuşirea patogenilor de a ataca una su mai multe specii/familii de plante. Astfel, există patogeni monofagi (atacă o singură specie de plante), oligofagi (atacă mai multe specii din aceeaşi familie botanică), polifagi (pot produce boli la numeroase specii de plante), omnivori (atacă plantele numai în anumite condiţii – plante debilitate) e. capacitatea de secreta enzime şi toxine. Toate proprietăţile patogenilor depind de complexul enzimatic al acestora precum şi de capacitatea de a elabora produşi de metabolism – toxine. Enzimele acţionează asupra ţesuturilor plantei prin degradarea substanţelor complexe şi transformarea acestora în substanţe simple. Enzimele pot acţiona încă de la pătrunderea patogenului în plantă – degradarea peretelui celular. Bacteriile şi ciupercile care produc putregaiuri transformă substanţele complexe din organele atacate (tuberculi, fructe, legume) în substanţe mai simple prin acţiunea enzimelor. Dintre cele mai importante enzime amintim: celulaza şi hemicelulaza (degradează substraturile celulolitice), ligninaza (degradează lignina), pectinaza (pentru degradarea substanţelor pectolitice), enzime care degradează substraturi polizaharidice. Sistemul enzimatic al patogenilor prezintă o mare variabilitate, legată în primul rând de modul de nutriţie. Astfel, organismele saprofite posedă un complex de enzime foarte larg, pe când la paraziţii obligaţi acesta este mai restrâns, prezentând o specializare mai pronunţată. Toxinele sunt produşi de metabolism ai unor patogeni (ciuperci - de ex. genul Fusarium şi bacterii – de ex. Pseudomonas tabaci) care acţionează asupra plantelor producând ofiliri, cloroze, necroze localizate.
1.5.3. Patogeneza Patogeneza reprezintă ansamblul proceselor care induc instalarea bolii, având ca rezultat final exprimarea simptomelor. Aceste procese sunt contaminarea, infecţia, incubaţia şi apariţia simptomelor. a. Contaminarea reprezintă stabilirea contactului dintre patogen şi planta gazdă, fără să existe vreo influenţă reciprocă. b. Infecţia începe din momentul în care agenţii patogeni pătrund în plantă şi durează până când se stabilesc relaţii parazitare definitive între patogen şi planta gazdă. Această etapă implică: pătrunderea (trecerea de barierele naturale) şi interacţiunea cu planta gazdă, cu stabilirea relaţiilor parazitare. c. Pătrunderea în plante se face cel mai des prin deschideri naturale sau prin răni (fig. 1.2.) Stomatele constituie un punct de pătrundere important; structura lor (mai mult sau mai puţin accesibilă) sau închiderea lor pot influenţa pătrunderea (oprirea patogenului în camera substomatică sau continuarea procesului de infecţie). De notat că unele bacterii (de ex. Peudomonas tomato) produc cutinaze capabile să degradeze cutina. Stomatele sunt cele mai importante deschideri naturale pentru pătrunderea bacteriilor: Pseudomonas lachrymans, Xanthomonas phaseoli, Erwinia amylovora (a) Lenticelele sunt în mod normal protejate de un strat suberizat care se rupe în condiţii de umiditate ridicată permiţând astfel accesul bacteriilor în straturile adiacente, nesuberificate unde poate avea loc macerarea. Prin lenticele pătrund în tuberculii de cartof bacteriile E. carotovora, Streptomyces scabies iar la pomi - E. amylovora (b)
18
Hidatodele, situate la extremitatea vaselor de la periferia frunzelor joacă un rol important în pătrunderea bacteriei Xanthomonas campestris în frunzele de varză. Nectariile (glande nectarifere) constituie o altă cale de intrare a bacteriilor specializate în infectarea pieselor florale (E. amylovora). Rănile: frecările mecanice mai ales sub influenţa vântului, cicatricile foliare (la nivelul zonei de ruptură a xilemului care nu este suberificat în timpul căderii frunzelor), rănile produse de insecte, grindină, căderea frunzelor sau de lucrările de întreţinere favorizează pătrunderea patogenilor Xanthomonas juglandis, Agrobacterium tumefaciens, Clavibacter michiganense, Monilinia fructigena, Botrytis cinerea (e)
a.
b.
c.
d.
e.
Fig. 1.2 Diferite modalităţi de pătrundere a agenţilor fitopatogeni
19
d. Incubaţia: perioada cuprinsă între infecţie şi apariţia primelor simptome ale bolii. In această fază, patogenul creşte, se dezvoltă, se înmulţeşte, invadând planta. Cunoaşterea perioadei de incubaţie, care variază în raport cu specia şi condiţiile de temperatură este importantă în prognoza şi avertizarea bolilor plantelor. e. Manifestarea bolii: perioada care debutează cu apariţia primelor simptome. Intrebări 1. Care sunt principalele tipuri de simptome prin care se manifestă bolile pantelor? 2. Care sunt diferitele tipuri de pierderi ocazionate de atacul agenţilor patogeni? 3. Definiţi noţiunile de simptome „primare” şi „secundare” ale unei boli? Explicaţi importanţa acestei deosebiri în diagnoza bolilor. 4. Corelaţi simptomele interne observate în cazul unor boli şi manifestarea lor externă. 5. Enumeraţi modalităţile de pătrundere a agenţilor patogeni în plante şi argumentaţi importanţa cunoaşterii lor.
20
Capitolul 2
Virusuri şi viroizi
Conţinut. Obiective. Sunt prezentate caracterele generale ale virusurilor şi viroizilor, clasificarea şi multiplicarea acestora, simptomele caracteristice precum şi modalităţile de transmitere şi răspândire care fundamentează posibilităţile de control. Capitolul oferă o imagine de sinteză asupra structurii şi funcţionării acestor particule fitopatogene, relaţiile lor cu planta şi factorii de mediu, elemente specifice care orientează modalităţile de diagnostic precum şi strategiile de control. 2.1. Virusuri (fitovirusuri) Bolile virale ale plantelor sunt boli persistente şi incurabile. Spre deosebire de om sau animale, plantele nu dispun de un sistem de apărare de tip imunitar, capabil să elimine agenţul infecţios şi să antreneze însănătoşirea. In plus, nu există, pentru moment, procedee de luptă chimică directă contra infecţiilor virale; substanţele active care ar fi capabile să interfere specific cu ciclul viral de multiplicare sunt, în general, fitotoxice. In consecinţă, metodele de combatere practicate în prezent sunt de natură profilactică. Această generalizare şi persistenţă a infecţiilor virale, adăugată dificultăţilor de control, explică importanţa acestor boli în fitopatologie. In ceea ce priveşte pagubele produse în horticultură, deşi virozele nu produc întotdeauna simptome spectaculare la nivelul plantei infectate, ele afectează vigoarea plantei şi sunt adesea cauza unor puternice scăderi de randament. La aceasta se adaugă un efect negativ asupra calităţii producţiei, prejudiciabil în special la plantele ornamentale. 2.1.1. Caractere generale Definiţie. Virusurile sunt sisteme acelulare nucleo-proteice, fără metabolism propriu şi care se pot multiplica numai în celulele vii. Numărul total de virusuri cunoscute până în prezent depăşeşte 2000 şi aproape jumătate dintre acestea sunt virusuri ale plantelor. Virusurile diferă de toate celelalte microorganisme patogene nu numai prin formă şi mărime ci şi prin simplitatea alcătuirii chimice şi structurii fizice, a metodelor de infecţie, multiplicare, translocare în gazdă, diseminare şi simptome produse. Termenul „virus” (în latină – otravă) a fost utilizat, la origine, pentru a desemna orice agent necunoscut responsabil de boli care nu aveau o cauză determinată. In urma descoperirilor din bacteriologie şi identificării a numeroşi germeni patogeni, acest termen a fost rezervat agenţilor de mărime mică, capabili să traverseze filtrele bacteriologice şi având capacitatea de a se multiplica în organismul viu, infectat. Morfologie. Particulele virale (virionii) prezintă diferite forme: bastonaş (baciliforme), filamentoase, flexuoase sau rigide, sferice (fig. 2.1). Dimensiunile lor variază între 17-30 nm (particule sferice) şi 120-1720 nm (particule alungite). Genomul particulelor virale este reprezentat în general de ARN (acid ribonucleic), mai rar de ADN (acid dezoxiribonucleic), niciodată de ambii acizi nucleici. Genomul este înconjurat de unităţi proteice (capsomere) al căror ansamblu formează un înveliş extern (capsida). Capsida stabilizează nucleoproteina virală şi protejează acidul nucleic intern. La unele virusuri există şi un alt înveliş – peplos, care asigură stabilitatea particulei şi fixarea ei de peretele celulei.
21
Acidul nucleic reprezintă 5-40% din virus, restul fiind proteină (60-95%). Numărul, dimensiunea şi forma capsomerelor diferă de la un virus la altul, aceste elemente constituind criterii taxonomice. Natura acidului nucleic viral (ADN sau ARN), structura sa (monocatenar sau bicatenar), masa moleculară şi secvenţa de bază a fiecăreia dintre ele constitue parametri de precizie care permit stabilirea fişei de identitate a fiecărui virus ca şi legăturile cu alte tipuri de virusuri.
a
b
c
d
Fig. 2.1. Morfologia particulelor virale a. rigide (Tobacco Mosaic Virus); b. flexuoase (Potato Virus X); c. sferice (Cucumber Mosaic Virus); d. perechi (Tomato Spotted Wilt Virus) Taxonomie şi clasificare. Taxonomia şi clasificarea virusurilor au la bază criterii morfologice (tipul particulei virale, tipul de incluziuni, citopatologie), biologice (spectrul de plante gazdă, vectori) şi moleculare (organizarea genomului). Clasificarea virusurilor se realizează, în prezent, conform sistemului internaţional de clasificare (tabelul 2.1). Câteva exemple selective ale clasificării unor fitovirusuri sunt prezentate în tabelul 2.2.
22
Tabelul 2.1 Sistemul universal de clasificare a virusurilor (Comitetul Internaţional de Taxonomie a virusurilor) GRUP I (nu se cunosc fitovirusuri în acest grup) II III IV V VI (nu se cunosc fitovirusuri în acest grup) VII
TIP DE ACID NUCLEIC ADN bicatenar ADN monocatenar ARN bicatenar ARN monocatenar de tip mesager (ARN +) ARN monocatenar de tip antimesager (ARN -) ARN monocatenar cu replicare prin transcripţie inversă via ADN bicatenar ADN bicatenar cu replicare prin transcripţie inversă via ARN monocatenar
Tabelul 2.2 Clasificarea fitovirusurilor - exemple selective (Lepoivre, 2003) FAMILIE GEN ARN monocatenar mesager Luteoviridae Polerovirus Bromoviridae Cucumovirus Genuri izolate Tobamovirus Potexvirus Potyviridae Potyvirus ARN monocatenar antimesager (ambisens) Bunyaviridae Tospovirus ADN bicatenar transcriptază inversă Caulimoviridae Caulimovirus
REPREZENTANT TIP PLRV Potato leaf roll virus CMV Cucumber Mosaic Virus TMV (Tobacco Mosaic Virus) PVX (Potato Virus X) PVY (Potato Virus Y) TSWV (Tomato Spotted Wilt Virus) Cauliflower Mosaic Virus (CaMV)
Nomenclatură. Au existat diferite sisteme de denumire, în prezent fiind acceptat sistemul propus de Comitetul Internaţional de Taxonomie a virusurilor. Exemplificăm pentru Virusul Mozaicului Tutunului: a. Smith: numele latin al genului plantei gazdă + virus + număr de ordine (cronologia descoperirii): Nicotiana Virus 1 b. Holmes: simptomul principal + numele latin al plantei gazdă principale – Marmor tabaci c. Gibbs: criptograme cu proprietăţile virusului: ex: TMV: R/1; 2,05/5; E/E; S/0 cu simbolurile: acidul nucleic / structura sa: R – ARN; 1 – monocatenar; greutatea moleculară a acidului nucleic (KDa) / procentul acidului nucleic; conturul particulei /forma nucleocapsidei: E – alungită, capete drepte; gazda virusului / vector: S – plante cu sămânţă; 0 – lipsă vectori 23
d. Comitetul Internaţional de Taxonomie a virusurilor: denumire în limba engleză - Tobacco Mosaic Virus (TMV) – virusul mozaicului tutunului Proprietăţile virusurilor. Principalele proprietăţi ale particulelor virale sunt: Ultrafiltrabilitatea: capacitatea virusurilor de a trece prin filtrele bacteriene, dacă au dimensiuni până la 700 micrometri. Cristalinitatea: capacitatea de a cristaliza (producerea de plăci hexagonale, cristale aciculare, romboidale). Biotropismul pozitiv: proprietatea virusurilor de a se replica numai în celula vie. Stabilitatea în suc celular, rezistenţa sau longevitatea in vitro: timpul de la extragerea sucului infecţios până la pierderea capacităţii de infecţie (variabil, de la câteva ore la câţiva ani). Diluţia limită. Gradul de diluţie pe care îl poate suporta sucul extras din plantele bolnave pentru a-şi păstra capacitatea de infecţie (1/1 000 000 la TMV) Temperatura de inactivare (punctul de inactivare termică): temperatura minimă la care sucul infecţios păstrat 10 minute îşi pierde total capacitatea de infecţie; la majoritatea fitovirusurilor este de 55-700C. Proprietăţi serologice: inoculate în organismul unui animal (iepure) virusurile dau reacţii serologice specifice (aglutinare, precipitare). Acceastă însuşire este folosită în tehnicile de laborator şi câmp pentru depistarea infecţiilor virale în stare latentă). Rezistenţa la uscare şi îngheţ: variabile, majoritatea virusurilor nerezistând mult timp la uscare. Excepţie: Tobacco Mosaic Virus (TMV) - 32 ani în frunze uscate. Rezistenţa la presiune: are valori mari. TMV – îşi pierde capacitatea de infecţie la 8000 atm. Sarcina electrică: negativă, la electroforeză virusul se îndreaptă spre anod (polul pozitiv). Procesul infecţiei virale. Circulaţia virusurilor în plantă. Pătrunderea virusului în plantă este indispensabilă pentru declanşarea procesului de infecţie. Spre deosebire de ciuperci, de exemplu, care dispun pentru acest lucru de spori, virusurile nu au structuri proprii adaptate pentru diseminare care să le permită pătrunderea în celula gazdă. Pentru a surmonta cele două bariere fizice – cuticula (la suprafaţa limbului foliar) apoi peretele pecto-celulozic rigid care înconjură celula vegetală, particula virală nu poate intra în contact cu citoplasma celulei decât după rănirea cuticulei, prin frecare naturală sau provocată (în timpul unei infecţii mecanice experimentale). Vectorii biologici ca insectele şi nematozii pot îndeplini eficace intrarea virusului în celulele epidermei foliare sau radiculare sau în ţesuturile floemului. Dacă planta este sensibilă la virus, acesta se multiplică în primele celule infectate. Plecând de la centrul de infecţie primară, virusul se răspândeşte mai mult sau mai puţin rapid în celulele vecine ţesutului parenchimatos unde declanşează alte cicluri de infecţie. Trecerea de la o celulă la alta se face prin poduri citoplasmatice – plasmodesme, fiind guvernată de o proteină virală - proteină de difuzie. In parenchimul celulelor frunzelor virusul circulă cca. 1mm/zi. Circulaţia virusurilor pe distanţe mari are loc prin floem – antrenate pasiv de curentul de sevă elaborată şi mai rar prin xilem. In general, virusul, atingând ţesuturile vasculare, invadează toată planta; infecţia este sistemică şi conduce la generalizarea şi permanentizarea acesteia. Deplasarea prin floem se face la distanţe mari şi cu viteze de 0.6-1.5mm/h. Odată virusul intrat în floem circulă rapid spre regiunile de creştere (regiunile apicale) sau în alte părţi ale plantei care utilizează hrana (tuberculi, rizomi).
24
Multiplicarea virusurilor. Studiu de caz: virusuri cu ARN monocatenar (fig. 2.2.) • De îndată ce particula virală a pătruns în celula gazdă, acidul său nucleic (ARN) este eliberat (decapsidare) • Începe procesul de replicare a ARN genomic viral. Ribozomii celulei gazdă se poziţionează pe acest ARN şi traduc mesajul genetic în proteine. Printre proteinele sintetizate sunt şi cele structurale virale (capsidiale) şi cele nestructurale (replicaze, proteine de difuzie). • ARN viral (lanţul +) serveşte de model replicazei pentru producerea de molecule complementare de ARN (lanţ -) care vor servi, la rândul lor, pentru sinteza a numeroase molecule de ARN+ Stim că în celulă ADN este depozitarul informaţiei genetice. Pentru a trece de la informaţia purtată de ADN la sinteza de proteine este nevoie de o moleculă mesager; aceasta este ARN mesager (ARNm) care asigură transcripţia genei şi traducerea sa în proteine. Numeroase fitovirusuri au ca suport al informaţiei genetice ARN. In timpul infecţiei, această moleculă de ARN va asigura două funcţii: o funcţie de mesager de traducţie, conducând la sinteza de noi proteine virale şi o funcţie de model pentru sinteza de noi molecule de acid nucleic. • În timp ce sinteza proteinelor virale are loc în citoplasma celulară, particulele virale (virionii) se structurează şi se acumulează în situsuri specifice (corpi de incluzie, organite celulare..). Numărul de virioni astfel sintetizaţi variază de la un virus la altul. Astfel, pentru Virusul Mozaicului Tutunului, numărul este considerabil (mai multe milioane de particule/celulă)
Fig. 2.2. Multiplicarea virusurilor cu ARN monocatenar
25
2.1.2. Simptome caracteristice. Majoritatea virusurilor produc boli cronice şi mai rar letale. Simptomele virozelor sunt foarte variate: acelaşi virus poate produce simptome diferite în funcţie de planta gazdă dar şi mai multe virusuri se pot asocia pe o plantă gazdă şi cauza simptome complexe. Simptomele foliare se manifestă prin decolorări – cloroze, mozaic, necroze, deformări sau reducerea limbului foliar. Alt simptom caracteristic este nanismul sau piticirea. Lipsa simptomelor este datorată unor virusuri latente pe care plantele le tolerează. Adesea simptomele sunt mascate – ele dispar temporar sub influenţa condiţiilor climatice (în special a temperaturii mai ridicate). 2.1.3. Transmiterea şi răspândirea virusurilor Cu câteva rare excepţii, particulele virale se denaturează rapid în afara celulei gazdă. Menţinerea unui virus în natură implică capacitatea acestuia de a se putea transmite la descendenţa plantei infectate - transmitere verticală, fie la alte plante ale aceleaşi specii sau la alte specii transmitere orizontală sau diseminare (răspândire) Modalităti de trasnmitere şi răspândire a virusurilor: • transmitere verticală prin înmulţire generativă sau vegetativă (seminţe, bulbi, tuberculi, butaşi). Transmiterea verticală perpetuează virusul contaminând organele utilizate pentru multiplicarea plantei – mai ales prin organe de înmulţire vegetativă şi doar în cazuri mai rare prin seminţe şi polen (la plantele leguminoase şi cucurbitacee). Având în vedere că aproape toate plantele de cultură se înmulţesc vegetativ, acesta este un mod important de trasnmitere. • transmitere orizontală prin rănire mecanică: inoculări naturale prin contactul dintre organe (pentru unele virusuri foarte infecţioase)şi inoculări artificiale pe cale abrazivă (răni ale celulelor epidermice). Trasmiterea mecanică în natură prin contact este relativ neimportantă. Asemenea transmitere poate avea loc după ce un vânt puternic a deteriorat frunzele unor plante vecine, bolnave şi sănătoase sau când plantele sunt rănite în timpul practicilor culturale de unelte, mâini, haine, animale care se hrănesc iar sucul vegetal este transportat la plantele rănite. Exemple: Potato Virus X, TMV, CMV. Cea mai mare importanţă a transmiterii mecanice a virusurilor plantelor constă în faptul că este indispensabilă în studierea bolilor virale. prin contact între protoplasme: altoire, plante vector intermediare (cuscuta). Transmiterea prin altoi. Este realizabilă la majoritatea virusurilor, fiind totuşi legată de receptivitatea donor-acceptor. Altoirea este câteodată utilizată pentru inocularea plantelor indicatoare. Transmiterea prin cuscută. Cuscuta formează haustorii care se dezvoltă de la epidermă şi care pătrund în ţesutul plantei gazdă. Ei se unesc în fascicule, dintre care unele stabilesc contacte cu xilemul, altele cu floemul. In special virusurile din floem sunt transmise prin cuscută, fără ca purtătorul de virus (cuscuta) să exteriorizeze simptome. prin vectori (animali sau vegetali). Transmiterea prin insecte (afide, tripşi): calea cea mai frecventă de diseminare, majoritatea fiind insecte care au aparatul bucal pentru înţepat şi supt. Insectele vectoare cele mai active ale virusurilor plantelor sunt reprezentanţi ai ordinului Homoptera, deşi şi alţi reprezentanţi pot fi vectori ai unor boli cu importanţă economică. Virusurile transmise prin insecte pot fi clasificate în două categorii: circulante şi necirculante. Nematozi: Virusurile sunt achiziţioante de la o plantă şi inoculate într-una sănătoasă în 15-60 minute.
26
Persistenţa lor în nematozii vector variază în funcţie de cuplul considerat, de la câteva săptămâni la câteva luni; nu sunt transmişi prin ouă. Ciuperci, organisme fungiforme. Se cunosc în prezent cca. 30 de specii de virusuri transmise de: Olpidium brassicae, Polymyxa betae şi Spongospora subterranea. Zoosporii sunt cei care asigură transmiterea virusurilor. Acste ciuperci vectori au şi alte forme de conservare (spori de rezistenţă) care asigură conservarea virusului timp de mai mulţi ani în resturi vegetale sau în sol.
Virusurile necirculante sunt purtate pe piesele bucale în timpul transmiterii şi comportă virusuri nepersistente şi semipersistente. Virusurile circulante circulă prin vector via canalului alimentar, sistem digestiv, hemolimfă, glande salivare şi canal salivar prin care sunt introduse într-o nouă plantă; ele sunt de tip persistent. Virusurile nepersistente sunt achiziţionate prin înţepături foarte scurte (optim 15-30 secunde) dar afidul pierde rapid capacitatea de a inocula virusul la plante succesiv (după câteva minute). Virusurile nepersistente sunt, în general, transmise pe cale mecanică. Virusurile semipersistente necesită o perioadă minimă de înţepătură de 30 minute atât pentru achiziţionarea din planta atacată cât şi pentru inocularea unei plante sănătoase. Optimul de transmitere este obţinut cu înţepături de achiziţie de 12h şi înţepături de inoculare de 6 ore. Persistenţa este de ordinul a 1-3 zile. Se pare că acest tip de virus se ataşează la interiorul canalului alimentar unde se acumulează, apoi este lăsat progresiv în timpul înţepăturii. Sunt în general dificil de transmis pe cale mecanică. Virusurile persistente sunt virusuri circulante tipice şi netransmisibile pe cale mecanică. Perioadele de achiziţie şi inoculare sun de ordinul a 1-2 zile. După înţepătura de achiziţie există o perioadă de latenţă (cu absenţa transmiterii) la sfârşitul căreia insecta poate transmite virusul păstrându-şi puterea de vector timp de lungi perioade.
2.2. VIROIZI In 1967, Diener şi Raymer semnalează prezenţa în plantele de cartof afectate de boala tuberculilor fusiformi (Potao Spindle Tuber Viroid) a „unui virus cu proprietăţile unui ARN liber”. Acest ARN infecţios de mărime mică, care migrează în electroforeză în zona ARN de transfer, a primit numele de viroid. Viroizii sunt alcătuiţi exclusiv din ARN monocatenar circular, cu mărimea de 246-399 nucleotide (80-125kDa). ARN-ul viroizilor se caracterizează printr-un procent ridicat de baze G+C (53-60%) şi nu codifică pentru proteine. Majoritatea viroizilor induc boli specifice la plante importante economic (cartof, tomate, hamei, viţă de vie, pomi fructiferi – măr, păr, piersic, prun) şi plante ornamentale – crizanteme, Coleus. Originea viroizilor rămâne ipotetică dar nu este vorba de virusuri primitive sau degenerate; ar putea reprezenta subproduşi ai activităţii celulare sau corespunde unor molecule fosile ale unei lumi precelulare.
Intrebări 1. Care sunt principalele caracteristici care fac din virusuri un grup aparte de patogeni? 2. Care sunt principalele modalităti de transmitere şi răspândire a virusurilor? 3. Cum putem utiliza în practica horticolă cunoştinţele asupra modalităţilor de transmitere şi răspândire a virusurilor?
27
Capitolul 3
Procariote fitopatogene
Conţinut. Obiective. Capitolul oferă o imagine de sinteză asupra bacteriilor şi fitoplasmelor fitopatogene, a relaţiilor acestora cu planta şi mediul precum şi strategiile parazitare specifice. Sunt prezentate caracterele generale, fundamentele clasificării actuale, strategiile utilizate pentru reuşita infecţiei. Cunoaşterea acestor elemente fundamentează diagnosticarea atacului şi orientarea strategiilor de control. 3.1. Bacterii fitopatogene 3.1.1. Caractere generale Bacteriile fitopatogene : microorganisme unicelulare, procariote (ale căror celule nu sunt prevăzute cu un nucleu diferenţiat), Gram pozitive sau Gram negative; majoritatea au formă de bastonaş (frecvent cu lungimea de 1-2µ si lăţimea de 0,5-0,8µ) dar pot fi şi filamentoase (genul Streptomyces). Forma şi dimensiunea celulelor reprezintă informaţii care definesc morfologia bacteriană, aceasta constituind timp indelungat criteriul esenţial de recunoaştere şi identificare a speciilor. Morfologie si structura. Celula bacteriană are o structura simpla, reprezentată de elemente obligatorii (peretele celular, membrana citoplasmatică, citoplasma, nucleoidul) şi de elemente facultative (plasmide, capsulă, cili, pili, exopolizaharide). Elemente obligatorii Peretele celular este rigid, uneori învelit într-un strat mucilaginos (capsulă). Conferă forma caracteristică celulei bacteriene; delimiteaza celula bacteriană, avand spre interior membrana citoplasmatică iar la exterior, la unele specii, capsula; permite menţinerea unei presiuni osmotice ridicate (5-20 atm) datorită concentraţiei în metaboliţi şi are un rol important în procesele de recunoaştere (care determină relaţiile parazitare plantă - patogen). Astfel, peretele celular prezintă situsuri antigenice responsabile de reacţii imunologice specifice (rol în identificarea speciilor). Tot la acest nivel sunt localizate şi situsurile de fixare a virusurilor care atacă bacteriile (bacteriofagi). Peretele celular prezintă structură granulară (vizibilă în microscopie electronică), permeabilă pentru soluţii minerale şi organice, constituind, în acelaşi timp, şi o barieră faţă de particulele solide sau coloidale. Compoziţia sa chimică este complexă şi variază în funcţie de grupa de bacterii. De exemplu, prezintă componente care reacţionează cu anumiţi coloranţi. Coloratia Gram permite deosebirea bacteriilor G+ de cele G- (se bazează pe diferenţele de structură şi compoziţie ale peretelui celular). Pereţii bacteriilor Gram pozitive sunt alcătuiţi, în principal, dintr-o foiţă de peptidoglucani (50% din materia uscată), conţinând acid teichoic, un polimer alcătuit din molecule de glicerol sau ribitol asociate cu un zahăr (glucoză) sau D-alanină. Bacteriile Gram negative au un perete celular cu structură mai complexă, reprezentată de mai multe foiţe: un strat subţire, intern, de peptidoglucani (10% din materia uscată) şi un strat extern, dublu, alcătuit din molecule hidrofile (fosfaţi şi zaharide) şi hidrofobe (lipide).
Membrana citoplasmatica (citolema sau plasmalema) delimiteaza, la interior, citoplasma, fiind flexibilă şi dinamică. compusă, în principal, din lipide şi proteine cu o structură de tip “sandwich” evidenţiată la microscopul electronic (un strat transparent de lipide între două straturi opace, dense, de natură proteică).
28
rol de bariera osmotică, împreună cu peretele celular (menţine în celula o concentraţie ridicată de macromolecule, molecule mici şi chiar ioni, impiedicând difuzarea lor în mediu). intervine în regularizarea permeabilităţii celulare (controlează trecerea ionilor şi a moleculelor dizolvate atât din mediul extern spre interiorul celulei cât şi invers, corelat cu activităţile metabolice). participă la formarea peretelui celular, a capsulei şi a cililor şi este ţinta asupra căreia acţionează produsele chimice bactericide şi antibioticele
Citoplasma (matricea citoplasmatică) este un sistem coloidal omogen format din proteine (pana la 50% din substanţă uscată), nucleoproteine (ARN – până la 17 % din s.u.), lipide (până la 10% din s.u.), hidrati de carbon (12-28%), apa si saruri minerale. Componente citoplasmatice: număr mare de ribozomi (granule sferice, mici, alcătuite din ARN - ARN ribozomal reprezintă 80-90% din ARN-ul total al celulei şi proteine). Rol în biosinteza proteinelor interne ale celulei. Pigmenţi - substanţe care pot rămâne intracelular, colorând specific coloniile sau pot difuza în exterior, colorând mediul de cultură. Pigmenţii frecvent întâlniţi sunt carotenoizii (culoare galbenă, portocalie sau roşie – la speciile genului Xanthomonas) şi fluoresceina (galben-verzuie, la genul Pseudomonas). Substanţe de rezervă – diferite materii organice şi anorganice (în general amidon, lipide, glicogen) acumulate la sfârşitul perioadei de creştere activă, reprezentând surse de energie. Sunt vizibile la microscop sub forma unor granulatii Bacteriocine - toxine proteice cu proprietăţi antibiotice faţă de bacteriile aparţinând altor tulpini decât cea producătoare, din cadrul aceleiaşi specii. Bacteriocinele pot afecta sinteza proteinelor sau a sintezei ADN iar producerea lor este controlată de plasmide sau de gene cromozomiale. Exemple: agrocina (Agrobacterium tumefaciens) – agrocina 84 folosită pe scară industrială în prevenirea cancerului bacterian; siringocina (Pseudomonas syringae); faseolina (Xanthomonas phaseoli); herbicolicina (Erwinia herbicola); carotovoricina (E. carotovora) Vacuole – observabile în perioada de creştere activă; în numar de 6-10 la celulele mature sau până la 20 la cele aflate în creştere activă. Nucleoidul sau echivalentul nuclear este deţinătorul informaţiei genetice a bacteriei. Nu poate fi pus în evidenţă prin colorări uzuale datorită bogaţiei citoplasmei în ARN. Dupa o prelucrare specială a citoplasmei, materialul nuclear apare sub diferite forme: granule sferica sau ovale, sub forma literei T, V, X. Nucleoidul este lipsit de membrana nucleară, fiind caracteristic procariotelor. Are o structură fibrilară şi reprezintă 5-16% din volumul celulei. Filamentele fine de ADN (pana la 20%) apar ca o granula sferică pe care o putem derula artificial intr-o moleculă circulara de 700900µm lungime şi care conţine cca. 400 kpb. Elemente facultative Plasmide: ADN circular, liber în citoplasmă, care poartă unele informaţii ereditare neesenţiale pentru viaţa bacteriei sau determinanţi genetici specifici (de ex. gena pentru rezistenţa la antibiotice, gene responsabile pentru puterea patogenă (producerea de tumori la A. tumefaciens). În anumite condiţii, plasmidele pot fi transferate de la o bacterie la alta şi transmite, astfel, anumite proprietăţi ereditare. În plus plasmidele sunt capabile de trasnfer nu numai orizontal (bacterie-bacterie) ci şi transfer inter-regn (bacterii-levuri, bacterii-celule vegetale)
29
Cili (flageli): asigura mobilitatea celulei bacteriene. Datorită grosimii lor foarte mici (10-30 nm), cilii nu pot fi vazuţi la microscopul optic decât în urma unor colorări speciale sau la micrsocopul electronic. Lungimea lor poate depăşi de câteva ori pe cea a celulei care i-a generat. Numărul şi dispoziţia cililor sunt, în general, caracteristice pentru o anumită specie, reprezentând un caracter taxonomic important. După numărul şi dispoziţia cililor, bacteriile sunt: atrihe (fara cili), monotrihe (cu un cil), amfitrihe (cu câte un cil la fiecare pol), lofotrihe (cu câte un smoc de cili la unul sau ambele capete ale celulei), peritrihe ( cu cili pe toată suprafaţa) Pili (fimbrii): apendici filiformi, comuni (cu rol în fixare sau ataşare la celulele plantei gazda – etapă a procesului de patogeneză) sau sexuali (rol posibil în transmiterea informaţiei genetice în timpul conjugării). Capsula: un înveliş secretat în funcţie de calităţile mediului (prezenţa hidraţilor de carbon, temperatura), cu posibil rol în apărare
Nutriţia/metabolismul. Bacteriile sunt organisme heterotrofe, folosind ca sursă de hrană ţesuturile vii dar şi pe cele moarte (parazitism sau saprofitism). Substanţele organice sunt descompuse cu ajutorul enzimelor (în special hidrolaze) Înmulţirea. Bacteriile au capacitate mare de înmultire, realizată prin diviziune. Fazele care sunt specifice procesului de înmulţire sunt faza latentă sau staţionară, când bacteriile se adaptează la mediu; creşterea în volum (creşte dimensiunea bacteriilor şi începe procesul de diviziune); faza exponenţială sau logaritmică (diviziune şi creştere constantă a numărului de celule, în progresie geometrică); faza de încetinire a ritmului de crestere (epuizarea treptată a substratului nutritiv); faza stationară (echilibru între multiplicare şi moartea celulelor); faza de declin (număr dominant de celule moarte); faza finală de declin (autodistrugere). Influenta factorilor externi asupra bacteriilor. În general, toată activitatea bacteriilor este în strânsă dependenţă de condiţiile mediului înconjurător. Temperatura este cel mai important dintre factorii abiotici, sub influenţa acesteia producându-se schimbări în starea coloidala a citoplasmei şi în activitatea enzimelor. Fiecare specie bacteriană are temperaturi cardinale de dezvoltare: minime (- 1 / – 60C), optime (20300C) şi maxime (35-450C). Bacteriile fitopatogene sunt, în general, mezofile (optimul de temperatură la 20 – 300C). Cunoaşterea temperaturilor cardinale are aplicatii practice: combaterea bacteriozelor prin termoterapie (temperaturile bactericide = 50-520C); sterilizare (caldură umedă, caldura uscată). Umiditatea necesară cresterii şi dezvoltării bacteriilor este de 85-100%. Deshidratarea ţesuturilor sau umiditatea atmosferică redusă nu permit dezvoltarea lor în plante. Lumina exercită o acţiune bactericidă asupra majorităţii bacteriilor. Lumina difuză are o acţiune mai redusă. În schimb, radiaţiile UV, razele X si razele gamma au efect bacteriostatic, mutagen sau chiar letal (afectează, obisnuit, ADN-ul celulei). Aplicatie practică: radiatiile sunt importanţi agenţi de sterilizare. Pentru razele UV regiunea cea mai activă a spectrului de emisie este cuprinsă între 260-270 nm (în aceasta zonă emit lampele cu UV folosite în decontaminarea obiectelor, suprafeţelor de lucru). Razele X si gamma sunt mai eficace deoarece au o putere de pătrundere mult mai mare şi reprezintă un mijloc ideal de sterilizare a conservelor alimentare. Dificultăţile în utilizare sunt reprezentate de: instalaţii costisitoare; efect şi asupra substanţelor din jur (sunt radiaţii ionizante).
30
Ultrasunetele distrug microorganismele în suspensie, dezintegrând peretele celular şi eliberând conţinutul celulei. Agenţii chimici. Substanţele chimice au efect bacteriostatic (se realizează o blocare potential reversibilă a procesului de multiplicare celulară) sau bactericid (se produce o alterare profundă şi ireversibilă a unor procese metabolice esenţiale). O substanţă chimică este bactericidă dacă efectul ei este rapid, chiar la concentraţii mici. Aplicatie practica: folosirea substanţelor bactericide in tratamentul semintei sau in vegetatie pentru limitarea atacului. Agenti biotici – bacteriofagi (virusuri ale bacteriilor): acţionează prin liza celulei. 3.1.2. Clasificarea bacteriilor Clasificarea bacteriilor este inspirată într-un mod foarte natural din legile care guvernează clasificarea plantelor sau animalelor, fiind concepută după regulile lui Linné. Sistemele de clasificare se pot baza pe asemănarea dintre organisme, pentru un maxim de criterii (clasificarea fenetică sau fenotipică) sau pe relaţia evolutivă dintre specii (clasificare cladistică sau filogenetică). Taxonomia clasică se bazează în principal pe criterii morfologice, fiziologice, biochimice, ecologice – caractere utile pentru o identificare de rutină. Identificarea microorganismelor, după izolarea în culturi pure, presupune parcurgerea unor etape suucesive: examinarea caracterelor de cultură (analiza macroscopică a culturii pe medii solide şi lichide); examinarea caracterelor morfologice şi tinctoriale (analiza microscopică în preparate proaspete şi frotiuri); examinarea caracterelor biochimice pe medii de testare specifice; examinarea sensibilităţii la antibiotice; examinarea caracterelor serologice şi de toxicogeneză Chemotaxonomia sau sistematica biochimică se bazează pe capacitatea diferenţiată a taxonilor de a sintetiza diferite familii de molecule. În sensul cel mai larg chemotaxonomia se bazează pe molecule aparţinând metaboliţilor primari şi secundari (acizi nucleici, proteine, lipide) dar şi pe activitatea fiziologică a celulei. Tehnicile moleculare cunosc o dezvoltare considerabilă; ele permit soluţionarea unor probleme de identificare apărute şi nerezolvate pe plan morfologic şi stabilirea relaţiilor evolutive între taxoni. Tehnica cea mai simplă constă în exprimarea raportului procentual al bazelor azotate guanină + citozină (G+C) faţă de totalitatea bazelor. În celulele procariotelor valorile G+C (%) variază, în funcţie de taxoni, între 25-80% dar sunt constante în interiorul unei specii. Bazele clasificării moderne ale procariotelor au evoluat spre o abordare filogenetică bazată pe compararea secvenţelor nucleotidice, genele care codifică pentru ARN ribozomal fiind cel mai des utilizate pentru identificarea taxonilor. Aceste date au bulversat clasificarea generală a procariotelor şi au determinat modificări importante în clasificarea mai multor specii ca şi definirea a mai multor genuri noi. Datele moleculare (analiza secvenţelor nucleotidice) sugerează că strămoşul procariotelor a fost reprezentat de bacterii roşii, fotosintetice. Genele care codifică pentru ARN ribozomal joacă un rol important în certificarea clasificării clasice. Aceste gene conţin regiuni codante foarte conservate (cele care corespund moleculelor 5S, 16S, 23S) şi regiuni noncodante, mai variabile. ARN 16S al principalelor grupe filogenetice prezintă una sau mai multe caracteristici ale secvenţelor nucleotidice numite semnături oligonucleotidice, secvenţe specifice, prezente la majoritatea sau la toţi membrii unui grup anume.
Nivelele taxonomice specifice în patologia vegetală sunt redate în tabelul 3.1. Analiza secvenţelor de ARN ribozomal clasifică procariotele în două domenii distincte: Bacteria (Eubacteria) – care cuprinde toate genurile fitopatogene şi Archaea (care diferă de Bacteria prin peptidoglucani). În cadrul Eubacteria, clasificarea are la bază coloraţia Gram. Bacteriile Gram negative sunt încadrate în Proteobacteria şi constituie un grup foarte diversificat, care conţine 5 secţiuni, definite pe baza secvenţelor ARN 16S: α, β, γ, δ şi ε.
31
Bacteriile Gram pozitive se clasifică în grupe taxonomice pe baza conţinutului în Guanină +Citozină, exprimat procentual (coeficient Chargaff). Principalii taxoni ai bacteriilor Gram negative şi Gram pozitive sunt prezentaţi în tabelul 3.2. Tabelul 3.1. Nivele taxonomice utilizate în clasificarea procariotelor fitopatogene
Nivele supraspecifice
Nivele infraspecifice
Rang taxonomic Domeniu Regn Secţiunea Clasa Ordinul Familia Genul Specia Patovar Rasa (biotip)
Nomenclatură Bacteria (Eubacteria) Proteobacteria γ Proteobacteria Zymobacteria Pseudomonadales Pseudomonadaceae Pseudomonas Ps. syringae Ps. syringae pv. tabaci Specifică anumitor cultivare
Tabelul 3.2 Poziţia taxonomică a principalelor genuri din Eubacteria (Prescott şi al., 1999; Schaad şi al., 2001) Bacterii Gram negative - Proteobacteria Secţiunea α Proteobacteria
Agrobacterium
Secţiunea β Proteobacteria
Burkholderia Ralstonia Acidovorax Xylophilus
Secţiunea γ Proteobacteria
Erwinia Pseudomonas Xanthomonas
Secţiunea ε Proteobacteria
Liberobacter
Bacterii Gram pozitive Conţinut în G+C < 50% Secţiunea Clostridia
Clostridium
Secţiunea Bacilli
Bacillus
Conţinut în G+C > 50% Actinobacteria
Arthrobacter Clavibacter Rhodoccocus Streptomyces
32
3.1.2.1. Bacterii Gram negative Secţiunea α Proteobacteria: Genul Agrobacterium cuprinde bacterii Gram negative, sub formă de bastonaş, cu flageli peritrichi (2-6), cu metabolism respirator aerobic, care nu formează spori. Tulpinile izolate din apă, sol, rizosferă şi ţesuri vegetale pot fi nepatogene sau pot produce tumori sau proliferări ale rădăcinii. Simptomul specific determinat de bacteriile patogene este producerea de tumori pe rădăcini sau la baza tulpinii (Agrobacterium tumefaciens). Unele specii de Agrobacterium sunt utilizate şi în domeniul ingineriei genetice, permiţând integrarea şi exprimarea în plante a unor gene străine. Secţiunea β Proteobacteria Din această secţiune fac parte bacteriile care au aparţinut vechiului grup Pseudomonas, repartizate în noi genuri. Genul Acidovorax a fost propus pentru a desemna vechea specie Pseudomonas avenae. In horticultură, reprezentantul tip este specia A. avenae subsp. citrulli - pătarea bacteriană a pepenilor verzi. Genul Xilophilus. Singura specie patogenă este X. ampelinus (sin. Xanthomonas ampelina), care atacă viţa de vie. Genul Burkholderia: bacterii Gram negative, bastonaşe curbate, cu flageli polari. Majoritatea sunt strict aerobe, nu produc pigmenţi fluorescenţi pe medii de cultură sărace în fier. Simptomele induse plantelor sunt putregaiuri, ofiliri sau necroze. Reprezentanţii cei mai cunoscuţi sunt: B. caryophylli, responsabil de ofilirea vasculară la garoafe; B. cepacia, larg răspândit la ceapă producând un putregai al bulbilor depozitaţi; B. gladioli, păgubitoare în culturile de gladiole dar şi pe bulbi, la păstrare. Genul Ralstonia: bacterii cu flageli polari (când există) şi care formează colonii nefluorescente pe mediul King B, sărac în fier. Reprezentantul tip este R. solanacearum, o specie foarte păgubitoare pentru numeroase culturi în regiunile tropicale şi subtropicale (cartof, vinete, bananier, tutun, tomate). Bacteria produce ofiliri şi îngălbeniri asimetrice (se dezvoltă în ţesutul conducător al plantei – xilem) şi este recunoscută după mucusul alb - lăptos care exsudă din ţesutul vegetal la presarea fragmentelor părţii bazale a tulpinii. Secţiunea γ Proteobacteria: În secţiunea γ Proteobacteria sunt încadrate două familii importante: Pseudomonadaceae (cu genurile Xanthomonas şi Pseudomonas) şi Enterobacteriaceae (cu genurile Erwinia şi Pantoea). Genul Xanthomonas: bacterii Gram negative, bastonaş, cu dimensiuni de 0,4-1µm, cu un singur flagel polar, strict aerobe. Majoritatea dezvoltă colonii galbene, pigmenţii care intervin fiind carotenoizi, nedifuzibili, numiti xantomonadine. De asemenea, aceste bacterii secretă un polizaharid extracelular – xantan, care formează un mucus strălucitor pe mediile bogate în glucoză. Numeroase specii de Xanthomonas sunt fitopatogene. Specia X. campestris este ubiquistă şi cuprinde mai multe de 100 de patovar-uri, cercul de plante gazdă fiind în general foarte limitat. Infecţiile produse se manifestă în general pe frunze, tulpini şi fructe prin pete brune, cu aspect uleios, înconjurate de o aureolă. Principalele patovar-uri sunt X. campestris pv. campestris, care produce înnegrirea nervurilor la crucifere; X. campestris pv. begoniae, extrem de păgubitoare în sere, la begonii, în condiţii de temperatură şi umiditate ridicate. Genul Pseudomonas: bacterii Gram negative, bastonaş, monotriche, lofotriche sau atriche, strict aerob. Pot produce pigmenţi solubili în apă, albăstrui, gălbui, verzui. Aceste bacterii colonizează abundent solul şi mediul marin sau acvatic, având rol în mineralizarea materiei organice. Unele specii se dezvoltă în rizosferă, la contactul cu rădăcinile plantelor, altele în filosferă, pe organele aeriene ale plantelor.
33
Bacteriile din genul Pseudomonas care colonizează rizosfera şi stimulează creşterea plantelor dar oferă şi protecţie faţă de patogenii din sol fac parte din grupa Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). Speciile de Pseudomonas sunt repartizate in 2 grupe, pe baza proprietăţilor chimice; aceasta clasificare este contrazisă, uneori, de asemănările fenotipice. Specii de Pseudomonas fluorescente. În acest grup sunt clasificate speciile care produc un pigment fluorescent, galben-verzui, solubil pe mediul King B cu concentraţie mica de fier. Speciile acestui grup pot fi nepatogene - Ps. fluorescens, utile în controlul biologic al bolilor plantelor, sau patogene pentru plante. Subgrupa Ps. syringae cuprinde reprezentanţi care produc necroze pe frunze, tulpini, ulceraţii şi ciuruiri ale frunzelor. Specia Pseudomonas syringae are importanţă economică majoră, reunind peste 50 patovar-uri. Cel mai important patovar este Ps. syringae pv. syringae, saprofit dar şi parazit, infectând gazdele prin răni sau flori, când condiţiile climatice sunt favorabile (vreme rece şi umedă). Cercul de plante gazdă este larg iar gama de simptome variată: ulceraţii pe tulpini şi ramuri, adesea asociate cu scurgeri de gome; perforări foliare; necrozarea frunzelor şi ramurilor. Patogenul Ps. syringae pv. mors-prunorum este specializat pe cireş şi prun; produce aceleaşi simptome ca Ps. syringae pv. syringae dar este mult mai păgubitor deoarece poate infecta ramurile pătrunzând prin cicatrici foliare, toamna. Specii de Pseudomonas nefluorescente. Alcătuiesc un grup heterogen, cu 23 de specii şi numeroase varietăţi patogene, specifice gazdei atacate : Ps. amygdali la migdal, Ps. andropogonis la cafea, porumb, garoafe, lalea, Ps. gladioli la gladiole sau Ps. solanacearum la solanacee. Bacterii care nuclează gheaţa. Unii reprezentanţi ai genului Pseudomonas induc pierderi prin îngheţ, datorită formării cristalelor de gheaţă la temperaturi apropiate de 00C. La temperaturi cuprinse între -100C şi 00C gheaţa nu se formează la plante decât în prezenţa unor bacterii specifice, a căror membrană are nuclei în jurul cărora se formează cristale de gheaţă. Tulpinile bacteriene responsabile de producerea gheţii aparţin speciilor Ps. syringae şi Pantoea herbicola, specii epifite sau patogene (atacă frunzele, florile şi fructele).
Genurile Erwinia şi Pantoea cuprind bacterii fitopatogene Gram negative, facultativ anaerobe, formă de bastonaş, cu flageli peritrichi. Familia Enterobacteriaceae are, de asemenea, reprezentanţi responsabili pentru boli bacteriene la mamifere, inclusiv om. Bacteriile Erwinia au fost repartizate în 4 grupe: 1. grupul carotovora: reunea speciile cu puternice activităţi pectinolitice; acestea induc la plantele infectate o degradare a structurii ţesuturilor (macerare) care determină apariţia de putregaiuri umede, mai ales la nivelul organelor de rezervă (rădăcini, bulbi, tuberculi); 2. grupul herbicola: cuprindea speciile care produc un pigment galben constituit din carotenoizi insolubili în apă şi care sunt asociate cu plantele atât ca epifite nepatogene cât şi ca paraziţi de slăbiciune (oportunişti); din acest grup mai fac parte specii ubicviste, patogene pentru om şi animale; 3. grupul amylovora (specia tip E. amylovora) cuprindea speciile fitopatogene care produc necroze şi ofiliri; ele nu produc nici enzime de maceraţie nici pigmenţi galbeni. 4. Grup 4: specii de Erwinia atipice, nepatogene, a căror poziţie taxonomică nu era precisă.
34
Genul Erwinia astfel definit forma un ansamblu foarte heterogen. Pe baza analogiei secvenţelor ARN 16S, aceste specii au fost redistribuite în cadrul unor noi genuri, redistribuire care nu este, însă, unanim acceptată. Conform tendinţelor mondiale, în prezentul curs adoptăm şi noi propunerea propunerea lui Schaad şi al. (2001) de a nu reţine un nou gen decât pentru grupul herbicola şi de păstrare a denumirii de Erwinia pentru a desemna celelalte specii. Speciile de Erwinia din grupul carotovora (uneori reunite în cadrul unui gen numit Pectobacterium) au fost clasificate pe baza proprietăţilor lor biochimice. Speciile de Erwinia responsabile de putregaiuri umede sunt cunoscute pentru activitatea pectolitică puternică, inducând degradarea ţesuturilor plantelor (macerare) cu apariţia unui putregai umed, mai ales la organele de rezervă. Dezvoltarea speciilor de Erwinia este favorizată de traumatisme, îngheţ, răni mecanice, agenţi toxici, salinitate excesivă, prezenţa altor patogeni (Sclerotinia la morcov). Reprezentant important al genului sunt: E. carotovora, care produce înnegrirea bazei tulpinii şi putregaiul umed al tuberculilor de cartof (pv. atroseptica în zonele temperate şi pv. carotovora în zonele calde). Grupul amylovora reuneşte cca. 10 specii care nu produc putregaiuri umede. Specia E. amylovora (focul bacterian al rozaceelor) este reprezentantul tip al acestui grup. Gazdele cele mai importante din punct de vedere economic sunt părul (Pyrus communis) şi mărul (Malus domestica). Sunt atacaţi de asemenea arbuşti ornamentali: Crataegus, Sorbus, Pyracantha, Cotoneaster iar rolul lor este foarte important în transmiterea bolii. Bacteria Pantoea herbicola pv herbicola (sin. Erwinia herbicola) este o specie ubiquistă, foarte răspândită la suprafaţa plantelor dar şi în medii foarte diferite (ape curgătoare, insecte, tub digestiv al omului). Bacteria se poate manifesta şi ca parazit de slăbiciune la plante dar şi la animale provocând septicemii, conjunctivite, abcese şi meningite. Ea poate modifica în unele cazuri sensibilitatea plantelor la atacul altor patogeni sau se comportă ca antagonist faţă de alte specii patogene, în special E. amylovora. 3.1.2.2. Bacterii Gram pozitive Bacterii cu conţinut în G+C < 50% Secţiunea Clostridia. Bacteriile pectinolitice care aparţin genului Clostridium au formă de bastonaş, sunt strict anaerobe şi formează spor. Ele sunt uneori asociate cu putregaiuri moi (umede) ale plantelor plasate în condiţii de anaerobioză. Bacteriile din genul Clostridium sunt frecvent implicate în iniţierea şi dezvoltarea simptomelor de putregai umed la tuberculii de cartof când umectarea suprafeţei acestora menţine condiţii anaerobice. Aceste bacterii (C. butyricum, C. puniceum) sunt frecvente în sol şi în rizosfera plantelor. Importanţa lor a fost până în prezent subestimată deoarece izolările sunt în mod obişnuit realizate în condiţii aerobice care favorizează dezvolatrea altor specii. Secţiunea Bacilli. Genul Bacillus cuprinde bacterii în principal saprofite utilizate ca agenţi de combatere biologică (B. subtilis, B. cereus, B. thuringiensis). Specii patogene: B. polymyxa la tomate.
35
Bacterii cu conţinut în G+C > 50%. Au formă variabilă, fiind bastonaşe mai mult sau mai puţin curbate, lungi de 2-6 µm, una din extremităţi fiind adesea umflată. Genul Clavibacter (Corynebacterium) este principalul gen al bacteriilor Gram pozitive. Reprezentanţii sunt specii patogene pentru om sau animale (difteria – C. diphteriae) dar şi responsabile de producerea unei mari varietăţi de simptome la plante (infecţii vasculare). Reprezentanţii genului sunt relativ usor de identificat pe baza morfologiei celulare (celule drepte sau uşor curbate, adesea cu umflături, imobile) caracterului lor Gram pozitiv şi pigmentării caracteristice roşii-portocalii sau roz a coloniilor, datorită carotenoizilor. Speciile sunt identificate şi caracterizate în prezent pe baza hibridării ADN, importanţă economică având Clavibacter michiganense (ssp. sepedonicum - necroza inelară la cartof; ssp. michiganense - ulceraţia şi ofilirea bacteriană a tomatelor). Simptomele provocate sunt cele tipice ofilirilor vasculare: ofiliri rapide şi unilaterale ale foliajului, necroze brune la nivelul xilemului. Genul Rhodococcus. Specia Rhodococcus fascians produce creşteri anormale şi fasciaţii observate pe diferite organe (flori, tulpini, ramuri). Aceste simptome se datorează producerii, de către bacterie, a unuia sau mai multor hormoni de creştere şi datorită degradării acidului indolil-acetic al plantelor. Genul Streptomyces. Cuprinde specii Gram pozitive ale căror celule se asociază, formând filamente ramificate nefragmentabile, cu structura unui pseudo-miceliu. Formează spori cu diametrul de 0.5-2µm, asociaţi la maturitate în lanţuri scurte pe filamente aeriene. Reprezentanţii genului sunt organisme aerobe, heterotrofe. Majoritatea speciilor sunt saprofite şi se întâlnesc frecvent în sol, unde joacă rol de denitrificatori şi participă la ciclul degradării materiei organice. Există mai multe specii fitopatogene care produc pustule suberoase la nivelul epidermei organelor de rezervă din sol. Cel mai cunoscut şi răspândit reprezentant este S. scabies – râia comună a cartofului. Leziunile produse sunt, în general, superficiale dar ele depreciază mult calitatea recoltei. Este o specie termofilă, păgubitoare în special pe solurile cu pH ridicat (5-7). S. acidis-scabies produce simptome foarte asemănătoare dar pe soluri mai acide (pH sub 5); această specie rezistă slab în sol şi depinde de inoculul adus. S. ipomoeae infectează batatul (cartof dulce) reducând randamentul şi valoarea comercială a recoltei. 3.1.3. Transmiterea şi răspândirea bacteriilor Transmiterea bacteriilor se poate realiza prin seminţe (X. phaseoli, Ps. tabaci, Ps. lachrymans), organe vegetative de înmulţire (bulbi, tuberculi, butaşi – E. carotovora, E. amylovora, X. juglandis) sol (A. tumefaciens, S. scabies) sau plante gazdă spontane. Răspândirea bacteriilor în timpul vegetaţiei, de la o plantă la alta, are loc, în principal, prin intermediul apei – diseminare hidrohoră (picături de ploaie sau apa de irigaţie). Apa de ploaie de la suprafaţa frunzelor constituie un dispersant eficace, atât pe aceeaşi plantă cât şi de la o plantă la alta. Când picaturile de apă sunt antrenate de vânt, distanţa la care sunt răspândite bacteriile se măreşte considerabil. Deşi mai puţin frecventă, diseminarea strict aeriană a bacteriilor există. Coloniile bacteriene de Erwinia amylovora (exsudat bacterian la nivelul leziunilor) se pot usca şi pot fi transportate de vânt sau insecte.
36
Alte surse de transport în vegetaţie sunt insectele (răspândire zoohoră): E. amylovora (prin albine, furnici) sau omul (diseminarea antropohora): A. tumefaciens, C. michiganense. Mediul aerian constituie un mediu important pentru supravieţuirea şi diseminarea bacteriilor. Suprafaţa aeriană a unei plante constituie un loc unde bacteriile epifite sunt prezente în mod natural. Această fază epifită lentă este, cel mai adesea, puţin specifică plantei gazdă; în schimb, ea este puternic influenţată de mediul abiotic (în principal umiditatea relativă) şi de microflora saprofită a mediului încnjurător. Razele UV (în principal cele cu lungimea de undă sub 300 nm) produc daune la nivelul ADN (bacteriile au dezvoltat un sistem de reparare a ADN deteriorat de UV – genele rec A) Solul constituie de asemenea un mediu de supravieţuire pentru numeroase bacterii fitopatogene. La acest nivel, rizosfera reprezintă o interfaţă importantă în mod special pentru multiplicarea bacteriilor. 3.1.4. Ciclul parazitar. Patogeneza bacteriozelor Bacteriile au capacitatea de a se multiplica foarte rapid, de a coloniza mediul şi de a se adapta la condiţii foarte variate, dezvoltând mecanisme de competiţie între ele dar şi faţă de alte microorganisme. Unele bacterii care se dezvoltă în sol sau apă scapă de competiţia microbiană datorită relaţie lor strânse cu plantele; ele trăiesc saprofit, la contactul cu rizosfera (Pseudomonas fluorescens) sau filosfera (Pantoea herbicola), fără a stabili relaţii parazitare cu plantele în cauză. Parazitismul constituie un alt tip de interacţiune pe care bacteriile îl stabilesc cu plantele. Deosebirea între organismele saprofite şi parazite nu este întotdeauna tranşantă; nu sunt rare cazurile în care speciile să fie parazite în timpul unei părţi din ciclul lor biologic şi să aibă o fază saprofită (în rizosferă sau filosferă) în timpul alteia. Fazele evolutiei unei boli (patogeneza) sunt reprezentate de: contaminare, infecţie, incubaţie şi apariţia simptomelor. Contaminarea reprezintă stabilirea contactului dintre patogen şi planta gazdă. Contactul bacteriilor cu plantele este rezultatul unei întâlniri aleatorii (aerosoli, vânt, insecte, unelte contaminate, apa de irigare încărcată de germeni, resturi de plante infectate). Ocazional, întâlnirea bacteriei cu gazda poate fi mai specifică, mai ales în cazul transmiterii prin unii vectori sau printr-o mişcare polarizată a bacteriilor (chimiotactism) indusă de exsudatele radiculare sau foliare. La A. tumefaciens chimiotactismul este indus de compuşi fenolici (acetosiringonă) sintetizaţi de plantă în urma unei răni. Pătrunderea bacteriilor în plante se face cel mai des prin deschideri naturale sau prin răni. De la pătrunderea sa în gazda cu care stabileşte o relaţie parazitară compatibilă bacteria fitopatogenă se va multiplica intens în camera substomatică sau xilem, în funcţie de locul intrării. Infecţia începe din momentul în care bacteriile pătrund în plantă şi durează până când se stabilesc relaţii parazitare definitive între patogen şi planta gazdă.
37
Strategii parazitare. Interacţiunile bacterii-plante, cu declanşarea procesului de patogeneză, presupun colonizarea genetică dar şi existenţa unor factori de virulenţă: toxine, echipament enzimatic, exopolizaharide şi fenomenul de quorum sensing. Colonizare genetică. La Agrobacterium tumefaciens mecanismul de patogeneză a fost calificat drept “colonizare genetică”. În contact cu rănile proaspete ale unei plante gazdă sensibile, patogenul introduce în celulele acesteia un fragment de ADN numit ADN -T (T – pentru transfer) situat pe o plasmidă specifică, desemnată Ti (Tumour inducing - induce tumori. Aceste plasmide contin informatiile genetice privitoare la patogeneza, virulenta. Bacteriile care nu au plasmide Ti nu sunt patogene. Acest fragment de ADN se integrează în genomul celulei gazdă, ADN -T se exprimă şi induce, în celulele transformate, atât sinteza unor hormoni (citokinine, auxine) cât şi a unor aminoacizi speciali (opine). In regnul vegetal, opinele nu exista, in principiu, decat in tesurile transformate de Agrobacterium tumefaciens. Principalele opine sunt: nopalina, octopina, agropina si mannopina. Ele constituie o bază nutritivă utilizabilă ca sursă de carbon şi azot de către tulpinile de Agrobacterium care au provocat transformarea plantei. Hormonii produşi induc, la locul de infecţie, proliferarea celulară şi transformarea ţesutului vegetal în tumori. Tumorile pot creşte, apoi, nedefinit în absenţa bacteriei care le produce. Producerea de toxine. Toxinele sunt substanţe produse de bacterii sau rezultatul interacţiunii bacterie-plantă gazdă care actionează asupra celulelor plantei, participând la iniţierea şi evoluţia bolii. Ele pot reproduce partial sau total simptomele bolii, fiind corelate cu patogenitatea. Principalele toxine siringomicina şi siringotoxina (Pseudomonas syringae), tabtoxina (Ps. tabaci), amilovorina (Erwinia amylovora). Producerea de enzime. Echipamentul enzimatic al bacteriilor este puternic reprezentat (amilaze, pectinaze, ligninaze). Producerea de exopolizaharide. Exopolizaharidele (EPZ) sunt polizaharide extracelulare produse de numeroase bacterii fitopatogene. Ele au rolul de a proteja bacteria şi de a contribui la virulenţa acesteia prin blocarea xilemului şi producerea de ofiliri plantelor atacte. Quorum sensing (QS). Unele bacterii utilizează fenomenul de quorum sensing pentru monitorizarea densităţii populaţiilor lor locale, prin secretarea unor molecule mici, difizabile (unele de tipul N-acyl homoseri lactone - AHL). Aceste molecule mediază comunicarea de la celulă la celulă având ca rezultat exprimarea unor caractere numai în cazul în care populaţia bacteriană are o anumită mărime. Şi bacteriile fitopatogene folosesc QS pentru a controla patogeneza şi colonizarea gazdei. Acest fenomen este folosit pentru a controla caractere ca: producerea de exopolizaharide, producerea de enzime de maceraţie, transferul plasmidelor Ti între tulpini de A. tumefaciens. Patografia bacteriozelor (fig. 3.1) este extrem de variată, principalele simptome exprimate de plante fiind: pătarile foliare sau de pe fructe, care pot evolua de la cloroze difuze până la necroze, cu diferite forme şi mărimi; hidrozele (acumularea de apă în ţesutul atacat); arsurile; putregaiurile umede (degradarea ţesutului atacat sub acţiunea enzimelor de maceraţie); tumorile; ofilirea (dezvoltarea bacteriilor în vasele conducătoare şi obturarea acestora, cu blocarea circulaţiei apei şi elementelor nutritive sau formarea de gome).
38
Fig. 3.1. Principalele simptome prin care se manifestă bacteriozele plantelor (adaptat după Agrios, 2005) 3.2. Mollicutes (microorganisme fără perete celular). Fitoplasme Pănă în anul 1967 bolile plantelor transmise prin cicade (insecte care înţeapă) erau atribuite virusurilor, chiar dacă în numeroase cazuri nu erau observate particule virale în ţesturile atacate (îngălbenite, cu anomalii în dezvoltare). Cu ocaziua unui congres de microscopie electronică (Japonia 1967) au fost identificate în floemul plantelor bolnave structuri polimorfe care nu erau prezente în floemul plantelor sănătoase - structuri foarte asemănătoare cu microorganisme procariote – micoplasme cunoscute de multă vreme la animale. Studii ale secvenţelor ARN 16S arată diferenţe importante între micoplasmele de la animale şi cele de la plante iar în 1994 se decide adoptarea numelui fitoplasme. Compararea secvenţelor genetice confirmă specificitatea fitoplasmelor: ele ar deriva toate din specia Bacillus subtilis şi sunt mult mai apropiate filogenetic de molicutele saprofite decât de cele ale animalelor şi de spiroplasme. Conţinutul în G+C (guanină + citozină) are valori între 23-26% la fitoplasme şi între 25-31% la spiroplasme.
39
Sunt microorganisme greu de observat la microscop (0.1µm - peste 1µm) dar observabile în microscopie cu fluorescenţă. Absenţa peretelui celular le impune caractere speciale, ca: Pleomorfism Insensibilitate la antibiotice care inhibă sinteza pereţilor celulari (penicilina) Sensibilitate la variaţii ale presiunii osmotice – aceasta explică localizarea lor în celulele floemului, a căror presiune osmotică este de cca. 10 atm. Simptome. Afectează aparatul vegetativ şi pe cel reproducere. Simptomele rezultă, în principal, din interferarea cu funcţia floemului, fie la nivelul translocării substanţelor energetice fie modificând activitatea factorilor de creştere şi de dezvoltare. La plantele infectate deosebim frecvent: nanism; cloroze; polifilii (divizarea limbului care este în mod normal simplu şi o creştere a nr. de foliole la frunzele compuse sau o creştere anormală a numărului total de frunze); mături de vrăjitoare (anomalii ale ramificării tulpinii care corespund unei proliferări abundente a ramurilor, cu internodii scurte şi frunze mici, adesea deformate); modificarea culorilor; modificarea morfologiei florilor şi fructelor; virescenţă (înverzirea florilor); filodie (cloranţie) transformarea unuia sau a mai multora verticili florali în frunze (şi datorită unor cauze climatice excepţionale în momentul înfloririi); defecte de lignificare - lemn suplu “de cauciuc” (fig. 3.2)
Fig. 3.2 Principalele simptome prin care se manifestă fitoplasmozele plantelor (adaptat după Agrios, 2005) Sunt importante, în special, în zonele tropicale – acolo unde vectorii au activitate continuă; în zonele temperate afectează, în principal, viţa de vie, pomii fructiferi, arbori şi esenţe lemnoase (mediu urban şi forestier). Mai mulţi factori complică diagnosticarea molicutelor: Localizare neregulată în plantă (mai ales la speciile lemnoase) Mascarea simptomelor în condiţii ecologice particulare (în special la temperaturi ridicate) sau în cursul fazei active de creştere Dificultăţi de identificare prin metode serologice 40
Diagnosticul pe termen lung se bazează pe: observarea simptomelor modalităţile de transmitere prin cicade observarea structurilor polimorfe în floem prin microscopie electronică evidenţierea ADN în celulele floemice tratate special sau examinate în UV. anomaliile de fluorescenţă rămân un criteriu util în identificarea infecţiilor. Detecţia se bazează pe fluorescenţa spontană a ţesuturilor infectate sau pe fluorescenţa artificială obţinută după tratarea cu 4-6 diamino-2 fenilindol (DAPI) un fluorocrom care se fizează pe AND - ul fitoplasmelor Spiroplasmele: molicute spiralate prezente în fleomul plantelor bolnave – depistate în 1972 la porumb. Se pot cultiva pe medii artificiale, astfel încât sunt singurele molicute care au făcut obiectul unor studii biochimice aprofundate. Exemplificăm cu: nanismul porumbului (“corn stunt”) - spectru de plante gazdă limitat (genul Zea); Spiroplasma citri – spectru de plante gazdă larg: Citrus, Cruciferae, Prunus, Pyrus Simptome induse de spiroplasme: îngălbenire, cloroze, nanism, reducerea taliei fructelor şi frunzelor, ofiliri
Intrebări 1. Care sunt elementele care fundamentează noua clasificare a bacteriilor fitopatogene? 2. Care sunt principalele strategii utilizate de bacteriile fitopatogene în stabilirea unor relaţii parazitare cu plantele? 3. Enumeraţi principalele caracteristici care diferenţiază bacteriile de fitoplasme. 4. Rezumaţi principalele modalităţi de transmitere şi răspândire a bacteriilor fitopatogene.
41
Capitolul 4.
Ciuperci fitopatogene
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele caracteristici ale ciupercilor fitopatogene, evoluţia clasificării lor, mecanismele de înmulţire precum şi principalii taxoni cu importanţă în practica horticolă. Cunoaşterea acestor elemente oferă o imagine sintetică a ciupercilor fitopatogene, a relaţiilor acestora cu plantele şi mediul; este posibilă utilizarea acestor elemente în perspectiva unui diagnostic şi orientarea strategiilor de control. 4.1. Caractere generale 4.1.1. Morfologia ciupercilor. Aparate vegetative. Structuri cu rol în nutriţie şi rezistenţă La ciupercile puţin evoluate (Chytridiomycetes, Plasmodiophoromycetes) corpul vegetativ este reprezentat de o celulă lipsită de o membrană rigidă, cu citoplasmă şi un nucleu gimnoplast - sau cu mai mulţi nuclei - plasmodiu. Dezvoltarea acestora este intracelulară, luând forma celulei gazdă. Aceste ciuperci parazitează plantele sau pot trăi saprofit pe resturi vegetale sau în soluri cu umiditate excesivă. Dermatoplastul, un alt tip de aparat vegetativ, este reprezentat de o celulă cu membrană, citoplasmă şi nucleu. Este tipic levurilor din familia Saccharomycetaceae. Sifonoplastul este întâlnit la ciupercile oomicete, fiind reprezentat de filamente mai mult sau mai puţin ramificate, continui, cu citoplasmă şi numeroşi nuclei. La ciupercile evoluate (ascomicete, basidiomicete) corpul vegetativ este reprezentat de talul filamentos septat, constituit din hife miceliene bogat ramificate, cu diametrul de 1-2µm, septate. Ca şi sifonoplastul, talul septat este numit generic miceliu (fig. 4.1).
a
b
d
c e
Fig. 4.1. Tipuri de aparate vegetative a. gimnoplast; b. plasmodiu; c. dermatoplast; d. sifonoplast; e. tal filamentos septat
42
Structuri cu rol în nutriţie (organe de absorbţie). În general, ciupercile inferioare (care au ca aparat vegetativ gimnoplastul şi plasmodiul) se hrănesc prin osmoză, elementele nutritive fiind extrase pe tot traiectul aparatului vegetativ. Tot prin osmoză are loc şi nutriţia unor oomicete la care nu există formaţiuni specializate pentru această funcţie. La ciupercile evoluate s-au diferenţiat organe specializate de absorbţie a hranei, folosite pentru extragerea substanţelor nutritive din substratul viu sau mort (fig. 4.2). Astfel, ciupercile saprofite prezintă rizoizi, terminaţii ale sifonoplastului, puternic ramificate, cu aspect de “rădăcini”. Ciupercile parazite, cu dezvoltare intercelulară, extrag hrana din celulele parazitate cu ajutorul unor formaţiuni diferenţiate din miceliu, numite haustori Haustorii pot avea diferite forme: sferică (Albugo), piriformă (Plasmopara), globuloasă (Podosphaera, Uncinula), spiralată, coraliformă sau tubulară (Puccinia, Peronospora) sau cu prelungiri inegale (Erysiphe).
a b
c
Fig. 4.2. Structuri cu rol în nutriţie a. rizoizi; b, c. haustori (Albugo candida, Uncinula salicis) Structuri cu rol în rezistenţă Structurile cu rol în rezistenţa ciupercilor (conservare peste perioade nefavorabile) sunt prezentate în figura 4.3. Miceliul de rezistenţă este reprezentat, de obicei, de hife cu membrana îngroşată, celulele fiind bogate în substanţe de rezervă (glicogen, picături de ulei) şi sărace în apă. Ciupercile pot supravieţui sub această formă în stare saprofită (pe diferite resturi vegetale) sau parazită (în muguri, scoarţa ramurilor şi seminţe). Gemele reprezintă formaţiuni de rezistenţă diferenţiate la ciupercile cu tal septat sau continuu, la care filamente miceliene au aspect perlat, celulele având caracterele celor ce alcătuiesc stroma.
43
Stromele reprezintă aglomerări ale miceliului, cu filamentele întreţesute dens ; celulele au membrana mai groasă, sunt sărace în apă dar conţinutul celular este concentrat, bogat în substanţe de rezervă (glicogen, lipide, proteine). Stromele au forma unor cruste (ţesut fals) care apar la suprafaţa organelor atacate. Formarea lor precede, în general, fenomenul de sexualitate, în interior dezvoltându-se fructificaţii care apar în urma acestui proces – de exemplu, peritecii). Rizomorfele sunt strome alungite, formate din asocierea filamentelor miceliene, cu aspect de cordoane ramificate, subcorticale sau subterane, asemănătoare rădăcinilor. Ele au creştere continuă şi pot atinge grosimi de 1-2mm şi lungimi ce pot depăşi un metru. Au dublu rol, atât în colonizarea substratului cât şi de rezistenţă (Armillaria mellea, Rosellinia necatrix). Scleroţii sunt organe de rezistenţă cu structură compactă, provenită dintr-o întreţesere a filamntelor miceliene, de formă variată. La exterior ţesutul lor este alcătuit din filamente dens întreţesute, cu celule moarte şi membrana puternic îngroşată, de culoare neagră (paraplectenchim). La interior, ţesutul este alcătuit din filamente laxe, cu celule vii, cu pereţi subţiri, bogate în substanţe de rezervă (prosoplectenchim). Dimensiunile scleroţilor variază de la câţiva mm (uneori chiar microni) - microscleroţi până la câţiva cm (chiar 30cm) – macroscleroţi. După o perioadă de repaus, mai lungă sau mai scurtă, scleroţii pot germina, generând fie miceliu (sclereoţii miceliogenici – Sclerotium, Rhizoctonia), fie fructificaţii sexuate (scleroţii carpogenici – Sclerotinia, Botryotinia).
miceliu de rezistenţă
strome
rizomorfe
scleroţi (pe rădăcini de morcov; în cultură pură – B. Iacomi, 2009)
Fig. 4.3 Structuri cu rol de rezistenţă
44
Alte structuri diferenţiate din miceliu Apresoriile sunt organe de fixare şi de pătrundere, constituite din expansiuni sub formă de vezicule. Ele sunt generate în special de filamentele germinative ale sporilor (fig. 4.4a). Buclele sunt structuri inelare sau globuloase dezvoltate de unele ciuperci, care capturează prada, reprezentată de nematozi sau alte hife miceliene (fig. 4.4b).
Fig. 4.4. Diferite structuri diferenţiate din miceliu 4.1.2. Morfologia celulei talului (miceliului) Unitatea structurală de bază a miceliului este hifa, continuă sau compartimentată în celule (în cazul talului filamentos septat). Celula miceliană are toate organizarea caracteristică unei celule eucariote: perete celular, citoplasmă, nucleu şi organite celulare. Peretele celular este prezent la sifonoplast şi talul filamentos, conferind formă celulei şi protejând-o. Peretele reprezintă zona de contact cu mediul, având, de asemenea, rol de filtru. Structura peretelui celular este dinamică, fiind subiectul unor modificări în diferite etape ale vieţii ciupercilor. Studiile de ultrastructură demonstrează o alcătuire multistratificată, cu componente microfibrilare, scheletice, la interior şi un material amorf la exterior. Peretele celular este alcătuit din polizaharide (80-90%) şi lipide (până la 19% din greutatea uscată) – trigliceride, fosfolipide, steroli. Compoziţia chimică a peretelui celular variază în funcţie de specie intervenind în taxonomie. Astfel, la ascomicete, basidiomicete şi ciupercile imperfecte peretele celular este alcătuit din chitină (polimer al ß - 1,4 acetil-glucozamină) şi β - 1,3 glucani. Oomicetele au peretele celular reprezentat β - 1,3 glucani, β -1,6 glucani, celuloză şi urme de chitină. Pereţii unor ciuperci au culoare sumbră datorită prezenţei unor compuşi de tip melanină (derivaţi ai acizilor aminaţi fenolici) care conferă rezistenţă la radiaţiile UV sau la enzimele litice produse de alte ciuperci.
45
Citoplasma este delimitată la exterior de membrana plasmatică sau plasmalema, bogată în steroli. Consistenţa sa este fină către exterior (hialoplasmă) şi granulară către interior (granuloplasmă). Continuitatea citoplasmei între celule este asigurată de prezenţa porilor. Citoplasma conţine organitele citoplasmatice specifice unei celule eucaroite: reticul endoplasmic, abundent mai ales în părţile tinere ale talului şi alcătuit din membrane trilamelare, în continuitate cu membrana nucleară; corpusculi Golgi, observaţi la unele oomicete; microtubuli; ribozomi (ARN-ul ribozomal reprezentând 80% din informaţia genetică); mitocondrii (ADN-ul mitocondrial reprezentând un procent important din ADN-ul total); vacuole, colorabile cu roşu neutru şi uşor de evidenţiat, numeroase în celulele tinere; cu vârsta, ele confluează şi formează o vacuolă mare, dispusă pe axul celulei. Principalul polizaharid de rezervă este glicogenul, regăsit la toate ciupercile, cu excepţia oomicetelor şi care poate reprezenta 30% din masa uscată a acestora. În citoplasmă, la ciupercile ascomicete, sunt prezenţi şi corpii Woronin, cu structură uleioasă, osmofilă şi rol în astuparea porului septei, protejând celula de pierderea conţinutului în cazul în care o celulă vecină este avariată. De asemenea, obturarea porului are loc şi pentru izolarea porţiunilor bătrâne ale filamentelor. La basidiomicete, porul este redus la un inel de natură proteică iar filamentele reticulului endoplasmic permit o anumită obturare a porului. Ciupercile pot acumula lipide, prezente în citoplasmă sub formă de particule de rezervă, alături de cele de glicogen. Lipidele alifatice au rol în protejarea celulei la temperaturi extreme, prevenirea uscării, protecţie la un eventual atac microbian. Sterolii sunt reprezentaţi, în principal de ergosterol, nefiind semnalat la bacterii, plante şi animale. Nucleul este observabil prin colorări speciale, în fluorescenţă şi are structură eucariotă (membrană nucleară dublă, nucleoplasmă şi unul sau mai mulţi nucleoli). Nucleii ciupercilor au dimensiuni relativ mici (1-2µm) faţă de cei ai organismelor complexe. Genomul ciupercilor este printre cele mai mici dintre eucariote cu cca. 107 perechi de baze (pb) în timp ce la bacterii mărimea acestuia este de 103-105pb, la plante de 107-109 şi la animale de 1091012. În general nucleul este sferic sau ovoidal şi are o structură extrem de plastică, fiind capabil să devină alungit sau să ia forma unei picături la migrarea dintr-o celulă în alta, prin porii septelor sau la deplasarea prin filamentele germinative ale sporilor. În funcţie de poziţia sistematică şi de faza de dezvoltare, celulele pot conţine: un nucleu (gimnoplast, miceliu în haplofază), 2 nuclei (miceliu în dicariofază) sau mai mulţi (plasmodiu). Cromozomii sunt în număr de 2-16, în general mici şi greu de vizualizat. Pentru facilitarea analizei cariotipului şi stabilirea numărului de cromozomi al unor specii se aplică, în prezent, tehnici moderne. Astfel prin expunerea cromozomilor unui câmp electric, în gel de agaroză (PFGE - Pulsed Field Gel Electrophoresis) este posibilă separarea lor, în funcţie de formă şi mărime iar după colorare şi vizualizare în UV pot fi vizualizaţi ca benzi distincte.
4.1.3. Inmulţirea ciupercilor Structurile de înmulţire se formează, în general, când miceliul a atins un anumit grad de dezvoltare şi a acumulat o bază alimentară suficientă. Acest moment coincide, adesea, cu epuizarea substratului dar şi alte condiţii (temperatură, lumină, prezenţa unor molecule etc.) influenţează, în egală măsură, fenomenul. Unele specii de ciuperci produc un miceliu care rămâne steril, indiferent de condiţiile de mediu (Mycelia sterilia).
46
La unele ciuperci (Plasmodiophoromycota şi Chytridiomycota) întreg aparatul vegetativ se transformă în spori (fenomen denumit holocarpie). În general însă, numai o parte a miceliului formează structuri reproductive, în timp ce restul îşi continuă creşterea vegetativă (eucarpie). Majoritatea ciupercilor au două modalităţi de reproducere: asexuată (imperfectă) şi sexuată (perfectă). Înmulţirea sexuată contribuie la formarea de noi genotipuri şi implicit la o adaptare uşoară la variate condiţii de mediu. La ciupercile din grupul Fungi Imperfecti nu se cunoaşte decât forma de înmulţire asexuată. Înmulţirea asexuată este rapidă şi repetitivă; ea permite producerea unui număr mare de spori, care asigură răspândirea ciupercii şi declanşarea unor eventuale epidemii, având importanţă în colonizarea substratului. În schimb, sporii sexuaţi asigură frecvent conservarea ciupercii în timpul repausului vegetativ al plantelor, în sezon rece sau secetos şi constituie sursa pimară de inocul în declanşarea epidemiilor. Caracterizarea formelor de reproducere asexuată şi sexuată, corelată cu rolul lor în diseminare (răspândire) şi conservare este prezentată in tabelul 4.1. Tabelul 4.1. Caracterele sporilor asexuaţi şi sexuaţi în funcţie de rolul lor în diseminare sau conservare (Lepoivre, 2004)
Diseminare
Conservare
Spori asexuaţi
Spori sexuaţi
Forme variabile Produşi în număr mare Dimensiuni mici Nu conţin substanţe de rezervă
Număr limitat de forme Produşi în număr mic Dimensiuni mari Conţin substanţe de rezervă
Înmulţirea asexuată a ciupercilor. Înmulţirea asexuată a ciupercilor se poate realiza prin fragmentarea hifelor, fisiunea celulelor somatice în două celule fiice, înmugurirea celulelor vegetale sau a sporilor şi prin producere de spori (numiţi generic conidii). Unele ciuperci se înmulţesc, în principal, prin fragmentare, apărută accidental, prin desprinderea unor părţi din miceliu, care vor genera un nou individ, sau practicată în laborator, pentru izolarea şi menţinerea în cultură pe medii artificiale. Fisiunea reprezintă simpla diviziune a celulei în două celule fiice prin constricţie şi formarea unui perete, fiind caracteristică unui număr mare de forme, inclusiv levuri. Înmugurirea (producerea unui mugure din celula parentală) este specifică levurilor dar şi altor ciuperci, în unele condiţii de creştere sau în unele etape ale ciclului lor de dezvoltare. Cea mai comună formă de înmulţire asexuată este cea realizată prin intermediul sporilor. Sporii asexuaţi sunt extrem de variabili din punct de vedere morfologic (fig. 4.5).
47
Fig. 4.5 Diferite tipuri de spori Înmulţirea sexuată a ciupercilor. Procesul de sexualitate există la toate ciupercile, de la cele mai primitive până la cele mai evoluate, prezentând o mare diversitate şi complexitate de aspecte în ceea ce priveşte modul de realizare. În ciclul de viaţă al ciupercilor există 2 faze: o fază haploidă (haplofaza), cu celule cu n cromozomi şi o fază diploidă (diplofază), cu celule cu 2n cromozomi. Prin fecundaţie se face trecerea de la faza haploidă la cea diploidă iar prin reducere cromatică (diviziune reducătoare sau meioză) se face trecerea de la diplofază din nou la haplofază. O particularitate a procesului de fecundare la ciuperci este desfăşurarea acestuia în 2 etape: plasmogamia (fuzionarea citoplasmelor a două celule de sex diferit) şi cariogamia (fuzionarea nucleilor). La ciupercile inferioare, plasmogamia şi cariogamia se succed cu rapiditate, diplofaza fiind reprezentată de un zigot cu nucleu diploid. După un timp are loc meioza prin care se face revenirea la haplofază. La ciupercile evoluate (Ascomycetes, Basidiomycetes) are loc plasmogamia, prima etapă a fecundaţiei, iar cariogamia are loc după un timp mai mult sau mai puţin îndelungat. Astfel, între plasmogamie şi cariogamie se intercalează o a III-a fază, dicariofaza (faza cu 2 nuclei în celulă dar necontopiţi). Dicariofaza este mai scurtă la Ascomycetes (reprezentată de hife ascogene din care iau naştere ascele) şi foarte dezvoltată la Basidiomycetes (corespunzând miceliului secundar şi terţiar). Procesul sexual poate avea loc prin: copularea directă a gameţilor – gametogamie (izogametogamie - gameţii sunt identici morfologic); copularea gametangiilor (organe care conţin gameţi) gametangiogamie (izogametangiogamie - gametangii identice morfologic, la ciupercile primitive ; heterogametangiogamie gametangii diferite morfologic - Oomycetes). Pe măsură ce ciupercile evoluează, procesul sexual se simplifică prin reducerea treptată a organelor sexuale, până la dispariţia lor totală şi înlocuirea funcţiei lor de către celulele vegetative. Simplificarea procesului sexual în seria evolutivă a ciupercilor reprezintă o adaptare la condiţiile de viaţă din mediul terestru. Astfel, în general la Basidiomycetes, fecundaţia se simplifică, gametangiile regresează iar funcţiile lor sunt preluate de celule vegatative ale hifelor, procesul sexual fiind o somatogamie (soma = corp). La unele ciuperci Ascomycetes şi Basidiomycetes nu are loc procesul de fecundare (se mimează doar reproducerea sexuată) celulele sexuale dezvoltându-se mai departe pe cale vegetativă – apogamie.
Variabilitatea şi particularitatea procesului sexual la ciuperci demonstrează marea lor plasticitate şi adaptabilitate la modul de viaţă saprofit sau parazit, din cele mai diverse condiţii de mediu. Tipurile de spori care apar în urma înmulţirii sexuate (fig. 4.6.) şi elementele caracteristice înmulţirii sexuate sunt prezentate în tabelul 4.2.
48
Tabelul 4.2 Elemente caracteristice înmulţirii sexuate Taxon
Tipul de gameţi
Tipul de înmulţire
Tipul de spori
Chytridiomycetes
zoospori
izogametogamie
zigozoospor
Zygomycetes
gametangi cu rol de gameţi
izogametangiogamie
zigot
Oomycetes
nuclei anteridiali; oosferă
oogamie
oospor
Ascomycetes
nuclei anteridiali; nuclei ascogonali
heterogametangiogami e
asce cu ascospori
somatogamie
basidii cu basidiospori
somatogamie
teliospori
Basidiomycetes Uredinales
picnospori şi picnospori şi picnospori + şi -
Ustilaginales
Basidiospori + şi - ; blastospori + şi -; basidiospori şi celule de promiceliu; celule din promiceliu + şi -
a
hife hife
flexuoase; emergente;
b
c
Fig. 4.6. Tipuri de spori formaţi în urma înmulţirii sexuate a. oospori; b. ascospori în asce; c. basidiospori pe basidii 4.2. Clasificarea ciupercilor. Sisteme de clasificare. Stabilirea locului ciupercilor în clasificarea organismelor vii a generat numeroase controverse iar filogenia lor face obiectul revizuirilor permanente. Cele mai vechi clasificări au împărţit organismele în plante şi animale, ciupercile fiind încadrate la plante datorită prezenţei pereţilor celulari şi a imobilităţii. În 1866 Haeckel propune regnul Protista pentru toate formele microscopice. În 1950, odată cu dezvoltarea tehnicilor de microscopie electronică, se demonstrează diferenţele fundamentale în organizarea bacteriilor şi a celorlalte microorganisme iar regnul Procariota cuprinde bacteriile în timp ce în regnul Eucariota sunt încadrate ciupercile, plantele, animalele. În 1969, Whittaker demonstrează faptul că regnul Protista a evoluat în 3 direcţii: plante (nutriţie prin fotosinteză), animale (preiau hrana prin ingestie) şi ciuperci (care se hrănesc prin absorbţie).
49
Taxonomia tradiţională (fenotipică) se bazează pe caracterele de ordin morfologic ale ciupercilor (aparate vegetative, spori, organe de înmulţire sexuată). Chemotaxonomia sau sistematica biochimică, bazată pe capacitatea diferenţiată a taxonilor de a sintetiza diferite familii de molecule este larg utilizată in clasificarea bacteriilor şi a drojdiilor dar puţin folosită pentru ciuperci. Din ce în ce mai mult sunt luate în calcul datele de biologie moleculară, care permit în prezent clasarea sau reclasarea ciupercilor într-un mod natural, punând în evidenţa asemănări sau deosebiri profunde. Tehnicile moleculare, care vizează secvenţe ale acizilor nucleici, rezolvă în prezent, la nivel intraspecific, probleme de identificare nerezolvate pe plan morfologic. Prin alegerea judicioasă a secvenţelor de acizi nucleici se poate realiza compararea organismelor şi stabilirea apartenenţei acestora într-un grup sau altul, pe baza legăturilor filogenetice. Genele care codifică pentru ARN ribozomal joacă un rol principal în stabilirea clasificării ciupercilor, fiind reunite în cadrul unui operon care cuprinde, atât regiuni foarte conservate sau cu variabilitate foarte scăzută - regiunea ITS (Internal Transcribed Spacer) cât şi regiuni foarte variabile. Datele moleculare au bulversat profund clasificarea generală a ciupercilor. Studii recente apropie ciupercile mai mult de animale decât de plante, deloc surprinzător având în vedere modul de nutriţie (utilizarea substanţelor preformate) şi existenţa chitinei în peretele celular, chitina fiind specifică exoscheletului insectelor. Această revizuire a clasificării ciupercilor nu este încă finalizată dar fundamentele lasă să se întrevadă o mai mare stabilitate a diviziunilor mari (încrengături, sunîncrengături, clase), divergenţele existând încă la nivelul unor taxoni (familie, ordin). Regăsim astăzi o grupă a ciupercilor adevărate şi una a organismelor fungiforme, organisme eucariote asemănătoare ciupercilor prin modul de nutriţie şi morfologie (tabelul 4.3) . Tabelul 4.3 Clasificarea ciupercilor (Nyod, 2000)
Diviziunea (subîncrengătura)
Ciuperci adevărate (Regnul Fungi)
Organisme fungiforme
Chytridiomycota Zygomycota Ascomycota Basidiomycota Grupul Fungi Imperfecti Plasmodiophoromycota Oomycota
50
4.2.1. Organisme fungiforme 4.2.1.1. Subîncrengătura Plasmodiphoromycota: peste 29 de specii (endoparazite necrotrofe ale plantelor vasculare, responsabile de hipertrofii şi hiperplazii) aparţin unui singur ordin Plasmodiophorales. Unele specii parazitează ciupercile Saprolegniales, pe cele din genul Pythium sau algele; alţi reprezentanţi (Polymyxa) sunt vectori ai unor virusuri ale plantelor (P. betae transmite virusul rizomaniei sfeclei de zahăr). Clasificarea ciupercilor Plasmodiophoromycota este redată în tabelul 4.4. Tabelul 4.4 Clasificarea ciupercilor Plasmodiophoromycota Ordinul
Clasa
Plasmodiophorales
Plasmodiophoraceaae
Genul
Specii reprezentative
Plasmodiophora
P. brassicae
Spongospora
S. subteranea
Polymyxa
P. betae
Aparatul vegetativ este reprezentat de un plasmodiu dezvoltat în interiorul celulelor parenchimatice ale rădăcinilor plantelor atacate. În timpul ciclului evolutiv trec prin două stadii plasmodiale: plasmodiu primar, care evoluează în zoosporangi cu perete subţire şi un plasmodiu secundar, care produce spori durabili, cu perete gros, capabili să reziste în sol timp de mai mulţi ani. Aceştia pot da naştere la zoospori care, prin faza apoasă din sol, contaminează perii radiculari ai plantelor sensibile, producând plasmodii. Înmulţirea asexuată se realizează prin spori imobili (sferici, cu membrana dublă) şi spori mobili (zoospori biflagelaţi). Înmulţirea sexuată are loc prin gametogamie (fuziunea a doi gameţi flagelaţi asemănători morfologic) iar produsul de fecundaţie este un zigozoospor. Genul Plasmodiophora: speciile prezintă un plasmodiu multinucleat, cu dezvoltare în parenchimul rădăcinilor, hipertrofiate în urma atacului. Prin fragmentare, plasmodiul intracelular dă naştere unei mase de spori imobili, sferici, unicelulari, mici (3-4µ) galbenverzui, cu membrana dublă (fig. 4.7). O singură specie este importantă economic: P. brassicae, care produce hernia rădăcinilor de crucifere.
Fig. 4.7 Plasmodiophora brassicae: spori imobili; atac pe rădăcini
51
Genul Spongospora este reprezentat de ciuperci cu caractere asemănătoare celor din genul Plasmodiophora, de care se deosebesc prin faptul că sporii imobili formează aglomerări spongioase (glomerule sau citospori) în celulele hipertrofiate. Specia tip este S. subterranea, care produce râia făinoasă a cartofului (fig. 4.8).
Fig. 4.8 Spongospora subterranea: aglomerări spongioase şi spori; simptome pe tuberculi (www.plant-disease.ippc.orst.edu/plant_images; www.potato.org.uk) 4.2.1.2. Subîncrengătura Oomycota. Clasa Oomycetes cuprinde organisme fungiforme apărute în precambrian din alge care au pierdut capacitatea de fotosinteză. Reprezentanţii săi se caracterizează prin prezenţa sifonoplastului. Oomicetele se deosebesc de ciupercile adevărate prin compoziţia peretelui celular (microfibrile de β- 1,3, β-1,6 glucani şi din celuloză (β-1,4 glucani) înconjurate de gluco-, xylo- şi galacto-manoproteine), natura sterolilor din membrana plasmatică (fucosterol în loc de ergosterol) ca şi prin natura substanţelor de rezervă (micolaminarine în loc de glicogen). Reprezentanţii clasei Oomycetes sunt specii saprofite, parazite facultative şi parazite obligate (tabelul 4.5). Majoritatea speciilor acavatice sunt saprofite, pe resturi de plante şi animale şi se pare că joacă un rol major în reciclarea nutrienţilor în aceste ecosisteme. Unele specii sunt parazite care atacă algele, rotifere, nematozi, larve de ţânţari şi chiar peşti. Speciile de Saprolegniales sunt ciuperci acvatice în timp ce reprezentanţii ordinului Peronosporales arată o anumită adaptare la modul de viaţă terestru, fiind facultativ sau obligat parazite ale plantelor şi producând boli severe, cu importanţă economică (mana cartofului, mana viţei de vie, căderea plăntuţelor etc.). Ordinul Peronosporales, cu aproximativ 2000 de specii, are reprezentanţi renumiţi printre patogenii plantelor, producând adevărate epifitii. Reprezentanţii acestui ordin demonstrează trecerea de la saprofitism la parazitismul ocazional apoi la cel strict. Aparatul vegetativ este un sifonoplast, filamentele acestuia având, la speciile parazite, dezvoltare intercelulară sau intracelulară, cele ale speciilor puternic specializate emiţând haustori de variate forme (sferici - Albugo candida, alungiţi - Peronospora pisi, Phytophthora infestans). Înmulţirea asexuată se realizează, la majoritatea speciilor prin zoospori reniformi, biflagelaţi. Sporangioforii şi sporangii sunt numiţi uneori conidiofori şi conidii, prin analogie cu structurile ascomicetelor. Zoosporii biflagelaţi sunt prezenţi la Pythium. În schimb, Phytophthora formează zoospori în mediu umed şi filamente în mediu uscat iar la genurile mai evoluate (Peronospora) conidiile germinează prin filamente. Înmulţirea sexuată este o oogamie, cu formarea de spori de rezistenţă - oospori.
52
Tabelul 4.5 Clasificarea organismelor fungiforme din clasa Oomycetes
Ordinul
Familia
Genul
Specii reprezentative
Saprolegniales Lagenidiales Peronosporales
Saprolegniaceae Olpidiopsidaceae Pythiaceae
Aphanomyces Olpidiopsis Pythium Phytophthora Albugo Plasmopara Peronopora Pseudoperonospora Bremia
A. euteiches O. varians P. ultimum P. infestans A. candida P. viticola P. pisi; P. destructor Ps. cubensis B. lactucae
Albuginaceae
Peronosporaceele au unele caractere biochimice care le conferă rezistenţă la substanţele active fungicide eficace pentru combaterea altora, deşi s-au sintetizat şi molecule specifice. De exemplu, peretele lor celular nu are chitină, speciile fiind rezistente la fungicidele care au ca ţintă moleculară chitin – sintetaza; tubulina nu este afectată de benzimodazoli, molecula care cuplează cu tubulina ciupercilor adevărate. În plus, aceste specii nu necesită steroli pentru a creşte astfel încât fungicidele care au drept ţintă aceste molecule sunt, de asemenea, ineficace. Clasificarea acestor organisme fungiforme se bazează, în principal, pe morfologia sporangilor şi sporangioforilor (conidiilor şi conidioforilor): gradul de diferenţiere al conidioforilor, culoarea conidiilor şi rezultatul germinării acestora. Peronosporalele cuprind trei familii bine definite, din ce în ce mai specializate: Pythiaceae, Peronosporaceae şi Albuginaceae. Familia Pythiaceae. Cuprinde ciuperci acvatice şi terestre, saprofite facultative, cu sifonoplastul bogat ramificat, intercelular şi chiar intracelular (Pythium). Sifonoplastul poate fi lipsit de haustori (Pythium) sau prezenta haustori mici (Phytophthora). Principalele genuri sunt Pythium şi Phytophthora. Genul Pythium: Sifonoplastul are dezvoltare intra- şi intercelulară fiind lipsit de haustori. Înmulţirea asexuată se realizează prin zoospori formaţi în sporangi nediferenţiaţi de miceliu sau uşor diferenţiaţi de acesta printr-un perete. Reprezentant tip: P. ultimum – căderea şi putrezirea plăntuţelor (fig. 4.9)
Fig. 4.9 Pytium ultimum: sporangi, oospor şi atac caracteristic (pythium.plantbiology.msu.edu/imgs ; www.ipmimages.org/images)
53
Genul Phytophthora. Sistematica genului se bazează, în principal, pe morfologia zoosporangilor, gametangiilor şi oosporilor, cca. 50 de specii fiind identificate împreună cu câteva formae speciales (forme care atacă numai anumite gazde). Datorită existenţei unei mari variabilităţi în cadrul genului există încă probleme de discutat în sistematica acestuia. În prezent, pentru elucidarea problemelor de clasificare, un interes crescând îl prezintă studiile la nivel molecular. Sunt responsabile de producerea unor boli numite mană, cu mare importanţă economică (mana tomatelor, mana cartofului – Phytophthora infestans). Speciile acestui gen se caracterizează prin producerea de sporangiofori (conidiofori) diferiţi de hifele somatice, formarea acestora fiind semnul unei specializări. Conidiofori: monopodial ramificaţi, cu creştere nedefinită, cu dilatări piriforme pe traseul lor. Conidii: unicelulare, oval-piriforme, incolore sau opalescente şi germinează prin zoospori biflagelaţi sau filamente de infecţie, în funcţie de temperatura la care s-a produs germinaţia (fig. 4.10).
Fig. 4.10 Phytophthora infestans: conidiofori şi conidii; atac de mană la tomate şi cartof Familia Peronosporaceae cuprinde specii înalt specializate, parazite obligate al plantelor, care produc boli numite mană, semnalate la o mare varietate de culturi, de mare interes agronomic sau horticol. Dintre speciile care produc pagube însemnate culturilor amintim: Peronospora destructor - mana cepei, Plasmopara viticola - mana viţei de vie, Bremia lactucae - mana salatei, Pseudoperonospora cubensis - mana cucurbitaceelor. Conidioforii aerieni ai acestor specii sunt bine diferenţiaţi de sifonoplast, au creştere limitată şi pot fi ramificaţi variat. Morfologia fructificaţiilor este prezentată în figura 4.11. Genul Plasmopara: sifonoplast prevăzut cu haustori neramificaţi, sferici sau oval-piriformi. Conidiofori: lungi, monopodial ramificaţi, cu ramificaţiile secundare în unghiuri mai mult sau mai puţin drepte şi creştere definită. Conidii: ovoide sau sferice, hialine, se prind pe sterigme; din germinarea lor rezultă zoospori reniformi, biflagelaţi (a). Genul Peronospora: sifonoplast ramificat, cu haustori ramificaţi digitiform. Conidiofori: ramificaţi dicotomic, cu sterigme ascuţite şi uşor curbate; conidii ovoide sau elipsoidale, gălbui, care germinează prin filamente de infecţie (b). Genul Pseudoperonospora: sifonoplast cu haustori piriformi, sferici sau palmat ramificaţi. Conidiofori: ramificaţi dicotomic; conidii: ovale sau elipsoidale, germinează prin zoospori biflagelaţi (c). Genul Bremia: sifonoplast cu haustori globuloşi. Conidiofori: dicotomic ramificaţi, au extremitatea lăţită în formă de cupă; conidii: incolore, sferice, germinează prin filamente (d).
54
Fig. 4.11 Morfologia conidioforilor şi conidiilor: a. Plasmopara; b. Peronospora; c. Pseudoperonospora; d. Bremia Familia Albuginaceae cuprinde paraziţi obligaţi foarte apropiaţi de peronosporacee, de care se deoasebesc prin producerea de conidii în lanţ, la extremitatea unor conidiofori formaţi sub epidermă. Conidiofori: simpli, neramificaţi, scurţi, măciucaţi. Conidii: formate în lanţuri, separate prin discuri numite disjunctori (fig. 4.12). În urma germinării conidiilor se formează zoospori biflagelaţi. Sifonoplastul lor se dezvoltă intercelular şi este prevăzut cu haustori în formă de bastonaş. Reprezentanţii genului produc boli ale plantelor cunoscute sub numele de albumeală. Cea mai cunoscută specie este A. candida (albumeala cruciferelor).
Fig. 4.12 Albugo candida: conidiofori şi conidii; atac pe frunze de ridichi 4.2.2. Ciuperci adevărate 4.2.2.1. Subîncrengătura Chytridiomycota. Conţine o singură clasă - Chytridiomycetes, reprezentanţii săi fiind singurele ciuperci adevărate care produc spori mobili (zoospori) în ciclul lor de viaţă. Cu excepţia câtorva specii, cu celule multiflagelate, zoosporii sunt uniflagelaţi. Aparatul lor vegetativ este un gimnoplast, la formele simple sau un sifonoplast, la cele mai evoluate. Compoziţia peretelui celular (prezenţa chitinei şi glucanilor), biochimia celulară şi secvenţele de ADN ribozomal sunt caractere care conferă reprezentanţilor acestei diviziuni statutul de ciuperci adevărate.
55
Clasa Chytridiomycetes cuprinde peste 100 de genuri, majoritatea fiind saprofite. Unii reprezentanţi sunt paraziţi ai plantelor (Synchytrium endobioticum, Olpidium brassicae), animalelor microscopice (nematozi, rotifere), insecte (Coelomomyces) şi altor ciuperci chitridiacee, ciuperci micoriziene, ascomicete şi chiar basidiomicete. Tradiţional, clasificarea chitridiomicetelor are la bază caracterele morfologice ale structurilor de înmulţire asexuată şi sexuată. Ultrastructura zoosporilor (prezenţa sau absenţa agregărilor ribozomale, numărul şi localizarea particulelor lipidice, orientarea centriolului faţă de kinetozom, relaţiile spaţiale nucleu-kinetozom) a fost propusă, de asemenea, pentru a rezolva clasificarea speciilor la care morfologia aparatului vegetativ este extrem de plastică, chiar în condiţii controlate (tabelul 4.6). Tabelul 4.6 Clasificarea ciupercilor din încrengătura Chytridiomycota Ordinul Spizellomycetales Chytridiales
Genul Olpidium Synchytrium
Specii reprezentative O. brassicae S. endobioticum
Genul Olpidium cuprinde cca. 30 de specii, una dintre cele mai cunoscute fiind O. brassicae prezentă în aproape toate solurile de grădină cultivate şi vector pentru numeroase virusuri. Specia atacă rădăcinile de crucifere dar şi ale altor mono- şi dicotiledonate. Organizarea este simplă, aparatul vegetativ fiind un gimnoplast. Prin transformarea holocarpică a gimnoplastului se formează un zoosporange cu numeroşi zoospori uniflagelaţi, ovali sau piriformi, prevăzuţi cu un singur flagel, dispus terminal (fig. 4.13). Inmulţirea sexuată este o izogametogamie (fuzionează doi zoospori uniflagelaţi) iar produsul de fecundaţie este un zigozoospor biflagelat, diploid.
Fig. 4.13 Olpidium brassicae: zoospori; spori de rezistenţă; atac caracteristic (www.bsu.edu/classes; www.agroatlas.ru)
56
Genul Synchytrium cuprinde peste 100 de specii parazite ale plantelor. Reprezentanţii săi au aparatul vegetativ un gimnoplast, cu dezvoltare intracelulară. Ca organe de înmulţire asexuată prezintă zoospori uniflagelaţi, ovali sau piriformi, deosebindu-se de speciile de Olpidium prin gruparea zoosporangilor în grămezi (sori), câte 7-9. Înmulţirea sexuată se realizează prin izogametogamie iar produsul este un zigozoospor biflagelat, diploid. Este caracteristică, de asemenea, prezenţa a două tipuri de zoosporangi: zoosporangi de vară şi zoosporangi de iarnă (akinetosporangi, cu rol în rezistenţă). Akinetosporangii sunt galbenbruni, mari (50-70µ) şi prezintă un perete gros, format din trei straturi: un endospor subţire (la interior), un exospor îngroşat, brun-închis şi un epispor (la exterior), colţuros, care imprimă akinetosporangelui un aspect stelat. Conţinutul acestora este reprezentat de o citoplasmă foarte densă, bogată în substanţe de rezervă şi un nucleu. Cea mai cunoscută specie este S. endobioticum, care produce râia neagră a cartofului.
Fig. 4.14. Synchytrium endobioticum: akinetosporangi; atac caracteristic (www.inspection.gc.ca; www.lfl.bayern.de) 4.2.2.2. Subîncrengătura Ascomycota Cuprinde ciuperci evoluate, al căror aparat vegetativ este un dermatoplast (Saccharomycetaceae) sau un tal filamentos septat. Miceliul de lungă durată este cel haploidal, cu excepţia ciupercilor din ordinul Taphrinales, la care acesta este reprezentat de miceliul dicariotic. Absorbţia hranei se poate face direct, prin celulele miceliului sau prin intermediul haustorilor, prezenţi la speciile parazite. Înmulţirea asexuată se realizează prin conidii, spori de răspândire, de o mare diversitate de forme, mărimi şi culori. Ele se formează direct pe filamentele miceliene sau pe conidiofori, la care se înregistrează, de asemenea, o mare variabilitate morfologică. Conidioforii se pot forma izolat sau asociat, în fascicule numite coremii, la extremitatea unor întreţeseri de filamente – sporodochii, în lagăre subcuticulare sau subepidermale – acervuli sau în pungi cufundate în ţesut – picnidii (fig. 4.15). Înmulţirea sexuată poate fi, la unele ascomicete, o heterogametangiogamie, fecundaţia având loc între ascogon (gametangiul femel) şi anteridie (gametangiul mascul). În urma fecundării rezultă filamente ascogene (dicariofaza) din care se formează ascele, organele caracteristice ascomicetelor. În asce se formează ascosporii, spori haploidali, interni, în număr de 2-4 până la 8. La formele mai evoluate procesul de sexualitate se simplifică, anteridiile regresând şi funcţiile acestora fiind îndeplinite de conidii sau filamente vegetative – somatogamie.
57
a
b
c
d
e
Tipuri de conidiofori: simpli (a,b), grupaţi în coremii (c); ramificaţi în verticil (d), palmat (e), dictomic (e)
Picinidii (macroscopic – Septoria apiicola; aspect microscopic)
Acervuli (macroscopic - Colletotrichum lindemuthianum; aspect microscopic)
Sporodochii (macroscopic – Monilinia fructigena; aspect microscopic) Fig. 4.15 Ascomycetes - morfologia fructificaţiilor asexuate
58
Ascele se pot forma liber pe suprafaţa ţesutului atacat sau în ascofructe, de tip: peritecii, prevăzute cu orificiu, cleistotecii (peritecii complet închise) sau apotecii, fructificaţii larg deschise.
a
b
c
Fig. 4.16. Ascomycetes - tipuri de ascofructe: a. peritecii complet închise (cleistotecii); c. Peritecii; d. apotecii Caracterele cu importanţă taxonomică şi principalii taxoni ai subîncrengăturii Ascomycotina sunt prezentaţi în tabelul 4.7. Ordinul Taphrinales. La reprezentanţii acestui ordin ascele se formează direct pe suprafaţa ţesuturilor atacate. Ascosporii sunt unicelulari, sferici sau ovoidali, hialini sau verzui, putând înmuguri. Miceliul este dikariotic, filamentos, incolor, ramificat, lipsit de haustori şi are dezvoltare intercelulară, sub cuticulă sau sub epidermă, reprezentând faza parazită obligată a cestor ciuperci. Haplofaza este reprezentată de un miceliu cu celule uninucleate, specific perioadei saprofite. La speciile acestui ordin nu s-a semnalat formarea de spori asexuaţi (conidii). Înmulţirea sexuată este simplificată, o somatogamie între celulele miceliilor haploide sau cele de înmugurire a ascosporilor de sex diferit. Ordinul Taphrinales cuprinde o singură familie de interes fitopatologic, Taphrinaceae cu reprezentanţii grupaţi în genul Taphrina. Speciile acestui gen atacă plante lemnoase sau ierboase producând deformări şi hipertrofieri ale frunzelor, florilor, fructelor, proliferarea lăstarilor (sunt capabile să sintetizeze fitohormoni care stimulează creşterea). Genul Taphrina: asce alungite, cu celula bazală şi celulă apicală, cu 8 asospori iniţial care înmuguresc; ascospori unicelulari, globuloşi sau elipsoidali, galben-verzui. Specii reprezentative: T. deformans, T. pruni, T. insititiae (fig. 4.17)
Fig. 4.17 Taphrina deformans: asce cu ascospori; atac caracteristic
59
Tabelul 4.7 Principalii taxoni ai ciupercilor ascomicete
Ordinul Eurotiales
Familia Trichomaceae
Taphrinales Erysiphales
Taphrinaceae Erysiphaceae
Sphaeriales
Ophiostomataceae Hypocreaceae Clavicipitaceae Polystigmataceae Diaporthaceae
Dothideales
Helotiales
Xylariaceae Dothideaceae Mycosphaerellaceae Botryosphaeriaceae Elsinoaceae Pleosporaceae Venturiaceae Capnodiaceae Pyrenophoraceaea Dermataceae Sclerotiniaceae
Genul Talaromyces Eupenicillium Eurotium Taphrina Sphaerotheca Podosphaera Erysiphe Uncinula Leveillula Microsphaera Phyllactinia Ceratocystis Ophiostoma Nectria Claviceps Polystigma Glomerella Gnomonia Diaporthe Rosellinia Didymella Mycosphaerella Botryosphaeria Elsinoe Pleospora Leptosphaeria Venturia Capnodium Pyrenophora Diplocarpon Blumeriella Sclerotinia Monilinia Botryotinia
Specii reprezentative T. flavus Penicillium sp. Aspergillus sp. T. deformans, T. pruni S. fuliginea, S. pannosa var rosae, P. leucotricha, P. tridactyla E. cichoracearum, E. umbelliferarum U. necator L. taurica M. abbreviata, M. lonicerae P. corylea C. fimbriata O. ulmi, O. novo-ulmi N. galligena, N. cinnabarina C. purpurea P. rubrum G. gossypii G. juglandis D. vexans, D. phaseolorum R. necatrix D. lycopersici M. pinodes, M. sentina, M. fragariae B. obtusa E. ampelina, E. veneta P. betae L. maculans V. inaequalis, V. pirina C. salicinum P. graminis D. rosae B. jaapii S. sclerotiorum M. fructigena, M. laxa B. fuckeliana
60
Ordinul Erysiphales: ciuperci parazite obligate, patogeni ai plantelor (produc boli numite făinări), clasificate într-o singură familie, Erysiphaceae. Miceliul este reprezentat de filamente subţiri, septate, ramificate, cu dezvoltare în general la suprafaţa ţesutului atacat (ectoprazit). La unele specii miceliul este endoparazit (Leveillula) sau ecto-endoparazit (superficial, cu unele porţiuni în care filamentele pătrund prin stomate în spaţiile intercelulare - Phyllactinia). Organele de fixare sunt apresoriile, lăţite sub formă de disc, iar cele de absorbţie sunt haustori, în formă de balonaş sau lobaţi. La majoritatea erisifaceelor înmulţirea asexuată are loc prin conidii de tip Oidium: conidii simple, unicelulare, hialine, elipsoidale, formate în lanţuri. La genul Leveillula conidiile sunt de tip Oidiopsis (pe conidioforii diferenţiaţi de pe miceliul endoparazit se formează, terminal o singură conidie) iar la genul Phyllactinia condioforii se formează de pe miceliul ectoparazit, cu o singură conidie în vârf (Ovularipsis). Înmulţirea sexuată este de tip heterogametangiogamie. Ascele se formează în peritecii sferice, complet închise (cleistotecii), brune, cu perete pseudoparenchimatic, prevăzute cu apendici (fulcre) hialini sau bruni, flexuoşi sau rigizi, simpli sau ramificaţi la vârf. Ascele se formează în stratul bazal. Forma, dispoziţia şi ramificaţia apendicilor precum şi numărul de asce formate în peritecie (una sau mai multe) sunt elemente de taxonomie. Morfologia cleistoteciilor este redată în figura 4.18. Peste 40 000 de specii de plante, reprezentând cca. 40 de ordine sunt atacate de aceste ciuperci, 90% dintre gazde fiind dicotiledonate: cereale, cucurbitacee, pomi fructiferi, viţa de vie, plante ornamentale. Genul Sphaerotheca: peritecii monoasce, cu apendici simpli, flexuoşi. Forma conidiană de tip Oidium. Specii importante: S. fuliginea. Genul Podosphaera: peritecii monoasce, apendici dispuşi la un pol, ramificaţi dicotomic la extremităţi. Forma conidiană de tip Oidium. Specii importante: P. tridactyla, P. oxyacanthae. Genul Erysiphe: peritecii poliasce, cu apendici simpli, dispuşi pe toată suprafaţa. Forma conidiană de tip Oidium. Specie tip: E. umbleliferarum. Genul Microsphaera: peritecii poliasce, cu apendici dispuşi ecuatorial, rigizi, ramificaţi dicotomic la extremităţi. Forma conidiană de tip Oidium. Reprezentanţi importanţi: M. lonicerae, M. abbreviata Genul Phyllactinia. Peritecii poliasce, cu două tipuri de apendici: unii rigizi, aciculari, prevăzuţi cu o veziculă bazală, dispuşi ecuatorial, alţii scurţi, hialini, divizaţi la vârf, care se gelifică uşor pe vreme umedă. Forma conidiană de tip Ovulariopsis. Specie tip: P. corylea. Genul Uncinula. Peritecii poliasce, cu apendici simpli, spiralaţi, bifurcaţi sau răsuciţi la vârf, dispuşi ecuatorial. Forma conidiană de tip Oidium. Specie tip: U. necator Genul Leveillula. Peritecii poliasce, prevăzute cu apendici filamentoşi, dispuşi pe toată suprafaţa. Forma conidiană de tip Oidiopsis. Specie tip: L. taurica.
61
Podosphaera Sphaerotheca
Erysiphe
Uncinula
Microsphaera
Phyllactinia
Fig. 4.18 Erysiphaceae - morfologia cleistoteciilor principalelor genuri Ordinul Sphaeriales. Periteciile ciupercilor din ordinul Sphaeriales au perete propriu (peridie), de culoare neagră sau brună, cu consistenţă tare, cărbunoasă. Stroma poate fi viu colorată în galben, portocaliu, roşu sau negru. În peritecii se diferenţiază asce separate între ele prin parafize. Ascosporii pot fi unicelulari - hialini (Polystigma) sau bruni (Roselinia), bicelulari - hialini (Nectria, Gnomonia), multicelulari – hialini (Gibberella). Conidiile pot fi de tip Fusarium, Ramularia, Ovularia. Reprezentanţii acestui ordin sunt cunoscuţi pentru capacitatea de a parazita plantele, atacând frunze şi fructe sau de a coloniza scoarţa esenţelor lemnoase debilitate sau moarte. Familia Hypocreaceae: ciupercile au stroma viu colorată (galben, portocaliu, roşu sau violaceu), cărnoasă, superficială, bine diferenţiată şi dezvoltată. Periteciile se formează superficial, sunt cufundate în stromă şi au pertele cărnos şi viu colorat. Organe de înmulţire asexuată: conidii de diferite tipuri: Fusarium, Tubercularia, Verticillium. Genul Nectria: peritecii globuloase, cu peridia cărnoasă, viu colorate (roşu), prevăzute cu un por de deschidere şi formate izolat sau asociat pe o stromă colorată. Asce: alungite, cu câte 8 ascospori bicelulari, hialini, ovoizi; separate. Forma conidiană Cylindrocladium (conidii hialine, cilindrice, drepte sau uşor arcuite, septate) sau Tubercularia (conidii ovoide, cilindrice, hialine, mici). Unii reprezentanţi sunt saprofiţi şi paraziţi ai plantelor (N. galligena, N. cinnabarina). Familia Polystigmataceae: ciuperci cu peritecii complet cufundate într-o stromă cărnoasă sau crustoasă, viu colorată. In portocaliu, roşu aprins sau brun-negricios. În stromă se diferenţiază fructificaţiile asexuate (picnidii) şi sexuate (peritecii).
62
Genul Polystigma: stromă viu colorată (galben-brun sau roşu). Periteciile conţin asce alungite, cu câte 8 ascospori unicelulari, hialini, ovoizi sau elipsoidali. Forma conidiană Polystigmina (picnospori hialini, filamentoşi, îndoiţi sub formă de cârjă).
Fig. 4.19 Polystigma rubrum: picnospori în picnidii; atac pe frunzele de prun (www.stihl.com) Familia Diaporthaceae: ciupercile acestei familii pot prezenta (cele superioare) sau nu (cele cu organizare inferioară) stromă. Conidiile se formează în acervuli sau picnidii. Genul Gnomonia: peritecii globuloase, cu perete gros, cufundate într-o stromă bine dezvoltată şi prevăzute cu un gât mai mult sau mai puţin lung, la extremitatea căruia se află porul de deschidere. Ascele sunt măciucate şi conţin câte 8 ascospori cilindrici sau ovoizi, uni- sau bicelulari, hialini. Conidiile se formează în acervuli de tip Marssonina (conidii fusiforme, arcuite, hialine, bicelulare).
Fig. 4.20 Gnomonia juglandis: peritecie; acervul şi conidii; atac pe frunzele de nuc (B. Iacomi, 2010) Ordinul Myriangiales. Stromă bine dezvoltată; peritecii în loculi neuniformi; asce cu câte 8 ascospori. Familia Myriangiaceae: reprezentanţi cu stromă complexă şi bine dezvoltată, fiind patogeni ai plantelor. Genul Elsinoe: peritecii ascoloculare care conţin asce globuloase sau piriforme cu ascospori alungiţi, hialini, septaţi. Reprezentant tip: E. ampelina (antracnoza viţei de vie). Ordinul Dothideales: stroma este închisă la culoare iar ascele se formează în loculi sferici sau globuloşi. Printre asce apar parafize filiforme. Ascosporii sunt eliberaţi prin ruperea părţii superioare a pseudoteciei. Unii reprezentanţi sunt saprofiţi, dezvoltându-se pe resturi vegetale, alţii sunt patogeni cunoscuţi ai plantelor lemnoase şi ierboase.
63
Familia Venturiaceae: stromă mai mult sau mai puţin dezvoltată. Periteciile sunt globuloase sau piriforme, brune, prevăzute cu peri rigizi în jurulosteolului. Genul Venturia: peritecii globuloase, cufunfate în ţesut, prevăzute cu un gât la partea superioară, înconjurat de peri bruni. Asce: alungite, conţin câte 8 ascospori bicelulari, bruni, cu celule inegale. Forma conidiană de tip Fusicladium (conidioforii scurţi, cilindrici, bruni şi conidii bicelulare la maturitate, alungit-piriforme, brune). Specii tip : V. inaequalis, V. pirina
Fig. 4.21 Venturia inaequalis: peritecie; conidiofori şi conidii; atac pe frunze şi fructe de măr (B. Iacomi, 2009) Familia Mycosphaerellaceae. Genul Mycosphaerella: peritecii ovoide sau globuloase, cufundate în stromă. Asce cilindrice, cu 8 ascospori hialini sau uşor gălbui, bicelulari, elipsoidali. Forma conidiană de tip Ascochyta (picnospori hialini, bicelulari, uşor strangulaţi în dreptul septei), Septoria (picnospori filamentoşi, incolori, septaţi).
Fig. 4.22 Mycosphaerella pinodes: peritecie, picnidie cu picnospori; atac pe păstăi Familia Capnodiaceae: peritecii negre, cu ascospori bruni, multicelulari, septaţi transversal şi longitudinal. Genul Capnodium: miceliu galben-brun, cu picături uleioase în interior. Reprezentant tip: C. salicinum, instalat pe roua de miere a insectelor. Ordinul Helotiales: caracterizat prin prezenţa apoteciilor sub formă de cupă sau disc, cu asce inoperculate şi eliberarea ascosporilor prin ruperea vârfului ascei. Ascospori: sferici, elipsoidali sau asimetrici. Este un ordin bogat în reprezentanţi, cu specii saprofite în sol, pe lemn descompus sau alte materii organice sau patogeni ai plantelor (Monilinia fructigena, Sclerotinia sclerotiorum, Diplocarpon maculatum).
64
Familia Dermataceae: familie heterogenă, încă nu foarte bine cunoscută. Speciile sale au apotecii sesile, formate direct pe stromă. Formă conidiană este de tip acervul (Cylindrosporium, Gloeosporium, Entomosporium). Genul Diplocarpon: ascospori bicelulari, hialini. Forma conidiană de tip Marssonina (conidii bicelualre, hialine, puţin strangulate în dreptul septei). Specie tip: D. rosae. Genul Blumeriella: asce cu ascospori cilindrici; forma conidiană de tip Cylindrosporium (acervuli conidii cilindrice alungite, cu 1-2 septe, hialine, ascuţite la vârf şi rotunjite la bază).
a.
b.
Fig. 4.23 Fabraea maculata (a): conidii şi atac pe frunzele de gutui; Blumeriella jaapii (b): conidii şi atac pe frunze de cireş (B. Iacomi, 2009) Familia Sclerotiniaceae cuprinde cei mai importanţi patogeni ai plantelor, reprezentanţii săi fiind caracterizaţi prin apotecii în general brune, cărnoase, de dimensiuni mici sau medii. Ascosporii sunt hialini, unicelulari, ovoidali. Ca organe de rezistenţă prezintă scleroţi formaţi în interiul sau la suprafaţa organelor atacate (fructe, tulpini, inflorescenţe). În taxonomie, pentru caracterizarea genurilor, au importanţă atât formele asexuate (anamorfa) cât şi cele sexuate (telemorfa). Morfologia fructificaţiilor caracteristice este redată în figura 4.23. Genul Monilinia: scleroţi tari, negricioşi, în interiorul ţesutului atacat (fructe). Apotecii mici, în formă de pâlnie, lung pedunculate, galben-brune. Asce alungite cu ascospori unicelulari, hialini. Forma conidiană de tip Monilia (conidii dispuse în lanţuri simple sau ramificate, elipsoidal-trunchiate, gălbui). Specii importante: M. fructigena, M. laxa. Genul Botryotinia: scleroţi mici, negri, tari, formaţi la suprafaţa ţesutului atacat. Apotecii lung pedunculate. Asce cu ascospori unicelulari, hialini. Forma conidiană de tip Botrytis (conidii unicelulare, ovale, olivacee, formate în ciorchine pe sterigmele unor conidiofori lungi, monopodial ramificaţi). Reprezentant tip: B. fuckeliana. Genul Sclerotinia: scleroţi cu formă neregulată, de la câţiva mm la 1-2cm lungime, negricioşi, formaţi la suprafaţa sau în interiorul ţesutului atacat. Apotecii în formă de pâlnie, pedunculate, în care se dezvoltă asce cu câte 8 ascospori unicelulari, hialini. Nu au formă de înmulţire asexuată. Specie tip: S. sclerotiorum
65
a.
b.
c.
Fig. 4.24 Monilia fructigena (a): sporodochii; lanţuri de conidii; Botryotinia fuckeliana (b): conidiofori şi conidii; atac pe struguri; Sclerotinia sclerotiorum (c): scleroţi şi apotecii 4.2.2.3. Subîncrengătura Basidiomycotina. Cuprinde ciuperci evoluate ciuperci (cca. 14 000 de specii descrise), saprofite pe diferite substraturi sau parazite ale plantelor. Reprezentanţii săi sunt specii utile sau daunătoare: unele specii produc boli importante economic, de tipul tăciuni, măluri şi rugini; altele deteriorează atât plantele lemnoase, producând pagube în silvicultură, cât şi produsele finite din lemn, costurile asociate limitării acestora fiind semnificative. Pe de altă parte, basidiomicetele prezente pe lemnul mort degradează celuloza şi lignina şi sunt principalii componenţi ai ecosistemelor de pădure. Unele basidiomicete sunt parteneri în realizarea micorizelor în sisteme naturale sau cultivate de pădure. Aparatul vegetativ este un tal filamentos septat (Uredinales, Ustilaginales) sau masiv (Hymenomycetales). Caracteristică este prezenţa a trei tipuri de miceliu: primar, secundar şi terţiar. Miceliul primar, haploidal, rezultă din germinaţia basidiosporilor, este redus şi de scurtă durată (cu excepţia celui de la uredinalele heteroice). În general pe acest miceliu nu se formează organe de fructificare, cu excepţia uredinalelor, la care apar picnidii şi picnospori, organe de înmulţire asexuată. Miceliu secundar, dicariotic, reprezintă aparatul vegetativ de lungă durată, pe care se diferenţiază basidiile cu basidiospori. Miceliu terţiar este miceliul de fructificare al basidiomicetelor macromicete. Caracteristică basidiomicetelor este formarea basidiosporilor pe basidii, după derularea plasmogamiei, cariogamiei şi meiozei.
66
Basidiile pot fi alcătuite dintr-un singur articol (basidii monomere) sau din două (dimere), cu o parte bazală – hipobasidie şi una superioară – epibasidie. Basidiosporii, formaţi lateral sau terminal pe basidii, sunt foarte variaţi ca formă, culoare şi mărime şi pot avea peretele ornamentat sau neted. Organele de rezistenţă sunt reprezentate de rizomorfe, scleroţi şi geme. Clasificarea generală a basidiomicetelor este redată în tabelul 4.8. Tabelul 4.8 Clasificarea generală a ciupercilor Basidiomycotina Clasa
Ordin
Familie
Gen
Specii
Ustilaginomycetes
Ustilaginales
Ustilaginaceae
Ustilago
U. tritic, U. zeae
Tilletiaceae
Tilletia
T. tritici, T. indica
Pucciniaceae
Uromyces
U. appendiculatus
Urediniomycetes (Teliomycetes)
Uredinales
U. pisi U. caryophyllinus Puccinia
P. asparagi
Tranzschelia
T. pruni-spinosae
Cuminsiella
C. sanguinea
Gymnosporangium
G. juniperinum G. sabinae
Phragmidium Melampsoraceae
P. mucronatum
Melampsora
M. larici-populina
Cronartium
C. ribicola
Ordinul Ustilaginales cuprinde ciuperci parazite ale plantelor, cca. 1200 de specii clasate în 50 de genuri (Vanky, 1987) fiind responsabile de producerea unor importante boli: tăciuni şi măluri. Se consideră că sunt atacate 4000 de specii de angiosperme, din peste 75 de familii, fiind afectate florile, frunzele şi tulpinile. Aceste ciuperci îşi desfăşoară o parte din ciclul lor ca saprofiţi, putându-se astfel cultiva pe medii de cultură artificiale. Miceliul secundar este cel mai dezvoltat, endofit. Organele de răspândire şi de rezistenţă sunt clamidosporii, unicelulari, binucleaţi, prevăzuţi cu membrană netedă sau ornamentată (echinulată, verucoasă, reticulată). Basidia este dimeră: hipobasidia este reprezentată de clamidospori iar epibasidia este un promiceliu. Morfologia clamidosporilor (spori de răspândire dar şi de rezistenţă) reprezintă un criteriu taxonomic, fiind analizate forma, mărimea, culoarea şi ornamentaţiile. Dintre aceste caracteristici importantă este cel puţin la nivel de specie, ornamentarea suprafeţei sporilor. Ordinul Ustilaginales are două familii importante: Ustilaginaceae (promiceliu septat, basidiospori formaţi lateral sau terminal) şi Tilletiaceae (promiceliu neseptat, basidiospori terminali).
67
Familia Ustilaginaceae cuprinde reprezentanţi cu importanţă economică care produc boli numite tăciuni; patogenii produc alterări la nivelul ovarelor, traduse printr-o hipertrofiere a ţesutului, conţinutul fiind prăfos. În plus, specia Ustilago zeae este un important model experimental în studii de genetică. Stadiul haploid al ciupercii creşte uşor pe medii simple, celulele uninucleate pot fi izolate şi utilizate în diferite studii, teleutosporii sunt obţinuţi prin infecţii artificiale în mai puţin de două săptămâni, timp excelent pentru obţinerea unei generaţii pentru un model eucariot, basidiosporii pot fi caracterizaţi genetic. Genul Ustilago: clamidospori simpli, unicelulari, bruni, globuloşi, cu membrana netedă (U. hordei) sau echinulată (U. nuda, U. tritici). Familia Tilletiaceae are reprezentanţi importanţi care produc boli ale cerealelor, numite măluri. Genul Tilletia: clamidospori izolaţi, globuloşi, bruni, cu episporul reticulat (T. caries) sau neted (T. foetida), formaţi în sori localizaţi în ovarele plantelor. Clasa Urediniomycetes cuprinde, în ordinul Uredinales, ciuperci parazite obligate, evoluate, aflate pe treapta cea mai înlată a parazitismului, care produc boli ale plantelor numite rugini. Sunt repertorizate peste 5000 de specii, clasate în 2 familii şi 140-150 de genuri. Toţi reprezentanţii sunt paraziţi ai plantelor, fiind consideraţi printre cele mai importante basidiomicete din punct de vedere economic. Sunt bine cunoscute ruginile plantelor legumicole, plantelor ornamentale sau pomilor fructiferi. Deşi anumite stadii ale ciclului evolutiv ale unor rugini au fost obţinute în culturi axenice sau pe medii artificiale aceste ciuperci sunt, în natură, obligat parazite, incapabile să supravieţuiască saprofit şi care pătrund în plantă prin stomate sau direct, prin celulele epidermei. Patogenii atacă frunzele sau tulpinile unde produc pustule (grămezi de spori) şi determină reducerea fotosintezei prin distrugerea suprafeţei frunzelor, reducerea nivelul clorofilei şi afectând transpiraţia. La conifere apar cancere şi gale care deformează plantele şi le reduc valoarea lemnului, le sensibilizează la atacul altor patogeni sau la vânt; cloroză şi defoliere prematură a mărului, însoţită de calitatea redusă a fructelor. Plantele atacate pot suferi hipertrofieri (Melampsoraceae) sau atrofieri ale organelor, defolieri premature. Miceliul uredinalelor este endoparazit, intercelular şi prezintă ca organe de absorbţie haustori sferici, spiralaţi. Basidia este dimeră, hipobasidia sclerificată fiind reprezentată prin teleutospor (în teleutospor are loc cariogamia). Prin germinarea teleutosporului (sau a fiecărei celule a acestuia, dacă este multicelular) ia naştere un tub germinativ scurt, cu creştere determinată, cunoscut ca promiceliu – structură în care are loc meioza şi apar basidiosporii. Picnosporii se formează în picnidii, pe miceliul primar, adâncite, cufundate în ţesut şi cu osteol (Pucciniaceae) sau superficiale (Melampsoraceae). Ecidiosporii apar în ecidii, pe miceliul primar, haploid iar formarea lor este precedată de o somatogamie. Ei sunt unicelulari, binucleaţi, globuloşi sau poliedrici, gălbui, echinulaţi. Uredosporii (spori de diseminare în masă) se formează pe miceliul dikariotic, în lagăre numite uredosori. Ei sunt binucleaţi, formaţi în lanţuri sau izolaţi, sferici sau elipsoidali, cu memebrana dublă şi ornamentată, pedunculaţi sau sesili. Teleutosporii (spori de rezistenţă) se formează în teleutosori, pe miceliul dikariotic; pot fi sesili (Melampsoraceae) sau pedunculaţi (Pucciniaceae), unicelulari, bicelulari sau multicelulari. Membrana teleutosporilor este groasă şi poate prezenta diferite ornamentaţii. Prin germinarea lor se dezvoltă un promiceliu septat (epibasidia fragmentată). Basidiosporii sunt spori haploidali şi apar pe epibasidie; sunt uninucleaţi iar prin germinare produc miceliu primar.
68
Uredinalele care au toate cele 5 tipuri de spori au ciclu complet şi se numesc macrociclice; cele la care unul sau mai multe tipuri de spori lipsesc se numesc microciclice. Faza în care apar picnidiile şi ecidiile (faza ecidiană) şi cea în care se dezvoltă uredo-şi teleutosporii pot să se dezvolte pe aceeaşi plantă gazdă, speciile numindu-se autoice (Uromyces appendiculatus) sau pot fi prezente pe două plante gazde diferite, speciile fiind în acest caz heteroice (U. pisi). Morfologia teleutosporilor variază extrem de mult la uredinale, având caracter taxonomic. Clasificarea acestora în familii şi genuri se bazează pe caracterele teleutosporilor: pedicelaţi sau sesili, izolaţi sau grupaţi în grămezi sau coloane, cu suprafaţa netedă sau ornamentată. Culoarea acestora variază de la apropae incolori la brun roşcat închis, la fel de variabile fiind forma, mărimea, caracteristicile pereţilor lor, inclusiv numărul şi localizarea porilor germinativi. Conform informaţiilor de morfologie şi a datelor moleculare uredinalele sunt clasificate în două familii: Pucciniaceae (teleutospori pedunculaţi ) şi Melampsoraceae (teleutospori sesili, grupaţi în coloane sau cruste). Familia Pucciniaceae are reprezentanţii importanţi clasificaţi în genurile Uromyces, Puccinia, Tranzschelia, Phragmidium, Gymnosporangium. Genul Uromyces: teleutospori bruni, unicelulari, pedunculaţi. Speciile acestui gen atacă diferite plante monocotiledonate şi dicotiledonate: U. appendiculatus (fasole), U. pisi (mazăre), U. caryophyllinus (garoafe), U. scilarum (zambile). Genul Puccinia: teleutospori bicelulari, cu un por germinativ, bruni, uşor strangulaţi în dreptul septei, cu peduncul incolor, mai scurt sau mai lung, persistent sau caduc. Reprezentanţi importanţi economic: P. asparagi. Genul Tranzschelia: teleutospori bicelulari, bruni, cu celule sferice, inegale, uşor detaşabile. Specie tip: T. pruni-spinosae. Genul Cumminsiella: teleutospori bicelulari, cu celule egale şi 2 pori germinativi. Reprezentant tip: C. sanguinea. Genul Gymnosporangium: teleutospori bicelulari, bruni, cu 2 pori germinativi, pedicel incolor şi foarte lung, gelatinos în condiţii de umiditate. Aceştia se formează, în general, pe specii de Juniperus. Uredosporii lipsesc. Faza ecidiană apare pe diferite rozacee (măr, păr). Reprezentanţi: G. sabinae, G. juniperinum. Genul Phragmidium: teleutospori bruni, multicelulari, cu pedicel incolor şi papilă (mucron) apicală, fiecare celulă având 2-3 pori germinativi. Specii importante: P. disciflorum, P. rubiidaei.
69
a
b
c
d
e
f
Fig. 4.24. Morfologia teleutosporilor: a. Uromyces; b. Puccinia; c. Tranzschelia; d. Cuminsiella; e. Gymnosporangium; f. Phragmidium 4.2.2.4. Grupul Fungi Imperfecti (Deuteromycetes): ciuperci imperfecte, la care nu se cunoaşte stadiul perfect – organele de înmulţire sexuată şi sporii rezultaţi în urma acesteia. Unele dintre specii pot prezenta doar un miceliu steril (Mycelia sterilia sau Agonomycetes). Majoritatea ciupercilor imperfecte sunt considerate stadii de dezvoltare ale ascomicetelor, unele având caractere de basidiomicete (cele care au miceliu steril). Sistematica ciupercilor imperfecte este artificială. Clasificarea acestor ciuperci are la bază caractere morfologice ale organelor de înmulţire asexuată şi nu relaţiile de filogenie între specii, fiind mai degrabă un mijloc de identificare a reprezentanţilor (tabelul 4.9). Tabelul 4.9 Clasificarea ciupercilor Fungi Imperfecti (Lepoivre, 2004)
Caracteristici Conidiofori liberi la suprafaţa ţesutului gazdei •
Conidiofori izolaţi
•
Conidiofori reuniţi în coremii
• Conidiofori reuniţi în sporodochii Conidiofori grupaţi în structuri specifice •
picnidie
• acervul Miceliu steril
Taxoni Hyphomycetes/Moniliales Dematiaceae, Moniliaceae Stilbacee Tuberculariaceae Coelomycetes Sphaeropsidales Melanconiales Agonomycetes
70
Ordinul Moniliales: conidiile se formează fie direct pe miceliul ciupercii fie pe conidiofori izolaţi sau asociaţi în coremii sau pe sporodochii. Clasificarea ciupercilor Moniliales este redată în tabelul 4.10. Speciile ordinului Moniliales sunt saprofite sau parazite. Conidioforii sunt izolaţi iar conidiile hialine, unicelulare (Microstroma, Botrytis), bicelulare (Trichothecium), multicelulare (Ramularia). Conidiile pot fi colorate, unicelulare (Nigrospora), bicelulare (Cladosporium), multicelulare (Helminthosporium, Heterosporium), muriforme (Alternaria) – fig. 4.25. Tabelul 4.10 Clasificarea ciupercilor din ordinul Moniliales Culoarea conidiilor
Conidii unicelulare Aspergillus
Conidii hialine
bicelulare Cylindrocladium
pluricelulare Ramularia
Botrytis
Fusarium
Fusarium
Cercospora
Penicillium Trichoderma Verticillium
Conidii colorate
Chalara
Cladosporium
Alternaria
Spilocaea
Fusicladium
Stemphylium
Fig. 4.25. Ord. Moniliales - morfologia fructificaţiilor a. Aspergillus; b. Penicillium; c. Trichoderma; d. Botrytis; e. Fusarium; f. Alternaria
71
Ordinul Sphaeropsidales: specii saprofite pe resturi vegetale sau parazite ale plantelor. Specia Darluca filum este un hiperparazit al uredinalelor, picnidiile acestei ciuperci întâlnindu-se frecvent în uredosporii şi teleutosporii diferitelor specii care produc rugini (Uromyces caryophyllinus). Ciuperca Ampelomyces quisqualis hiperparazitează speciile de erisiphacee. Picnidii: sferice sau conice, cu perete mebranos sau cărbunos, cufundate în substrat, care se deschid la partea superioară printr-un por. Picnospori: unicelulari - hialini (Phyllosticta, Phoma, Ampelomyces) sau bruni (Coniothyrium); bicelulari hialini (Ascochyta, Darluca) sau bruni (Diplodia); filamentoşi, multicelulari hialini (Septoria) – fig. 4.26. Principalii reprezentanţi ai acestui ordin sunt prezentaţi în tabelul 4.11. Tabelul 4.11 Clasificarea ciupercilor din ordinul Sphaeropsidales Culoarea conidiilor
Conidii unicelulare Cytospora
Conidii hialine
bicelulare Ascochyta
pluricelulare Septoria
Fusicoccum Phoma Phyllosticta Phomopsis
Conidii colorate
Coniothyrium
Diplodia
Spaeropsis
Fig. 4.26 Tipuri de picnidii la ciupercile Sphaeropsidales (Agrios, 2005)
72
Ordinul Melanconiales (tabelul 4.12) : conidii formate pe conidiofori, în lagăre subcuticulare sau subepidermale - acervuli (fig. 4.27). Conidii: hialine unicelulare (Colletotrichum, Gloeosporium, Sphaceloma), bicelulare (Marssonina) sau multicelulare (Cylindrosporium). Speciile genurilor Melanconium şi Coryneum: conidii colorate, unicelulare, respectiv multicelulare. Tabelul 4.12 Clasificarea ciupercilor din ordinul Melanconiales Culoarea conidiilor
Conidii unicelulare Colletotrichum
Conidii hialine
Gloeosporium
Conidii colorate
Melanconium
bicelulare Marssonina
pluricelulare Cylindrosporium
Sphaceloma Coryneum
Fig. 4.27 Tipuri de acervuli la ciupercile Melanconiales (Agrios, 2005) Intrebări 1. Care sunt elementele care fundamentează noua clasificare a ciupercilor fitopatogene? 2. Enumeraţi principalele caracteristici care diferenţiază celula ciupercilor de bacterii. 3. Care sunt caracteristicile celulare care prezintă un interes în controlul chimic (construiţi răspunsul consultând şi capitolul legat de combaterea chimică a bolilor plantelor). 4. Enumeraţi organele de rezistenţă ale ciupercilor fitopatogene şi specificaţi importanţa dezvoltării acestora în ciclul evolutiv. 5. Argumentaţi importanţa cunoaşterii tipurilor de aparate vegetative şi a fructificaţiilor dezvoltate în urma înm ulţirii sexuate şi asexuate pentru practica horticolă.
73
Capitolul 5.
Rezistenţa plantelor la boli
Conţinut. Obiective. În urma contactului dintre un agent patogen şi plantă, în condiţii de mediu favorabile infecţiei, se iniţiază un dialog molecular care va defini tipul de relaţie (sensibilitate sau rezistenţă) ce urmează să se stabilească. Capitolul prezintă mecanismele de rezistenţă pe care planta le activează în urma confruntării cu agenţii fitopatogeni. Mecanismele de rezistenţă (biochimice, moleculare sau structurale) sunt prezentate în perspectiva înţelegerii şi utilizării mijloacelor de control. Capitolul pregăteşte abordarea ulterioară a unor noţiuni referitoare la controlul chimic şi biologic al agenţilor fitopatogeni. 5.1. Concepte Fiecare specie de plante poate fi afectată de cca. 100 agenţi patogeni diferiţi (bacterii, fitoplasme, ciuperci, virusuri). In general, plantele se pot apăra de atacul agenţilor fitopatogeni prin intermediul caracteristicilor structurale care acţionează ca bariere fizice şi opresc pătrunderea şi răspândirea patogenilor şi prin eliberarea unor compuşi chimici, care există sau se formează în celulele plantei infectate şi care creează condiţii nefavorabile dezvoltării patogenilor. Din punct de vedere al mecanismelor de care dispun plantele, rezistenţa poate fi structurală (morfologică) sau funcţională (biochimică sau fiziologică) iar în funcţie de momentul intrării în acţiune a mecanismelor de rezistenţă aceasta poate fi preinfecţională (pasivă, statică) şi postinfecţională (activă sau dinamică). Diferite combinaţii între caracteristicile structurale şi reacţiile biochimice pot fi utilizate de plantă în diferite sisteme plantă gazdă-patogen. In plus, chiar şi în cadrul aceluiaşi sistem plantă gazdăpatogen combinaţiile pot varia în funcţie de vârsta plantei, tipul organului sau ţesutului atacat, starea de nutriţie a plantei şi condiţiile climatice.
Rezistenţă: capacitatea unei plante de a nu fi decât puţin sau deloc afectată de prezenţa unui parazit care, în condiţii favorabile, ar putea declanşa o infecţie (sau capacitatea plantei de a preveni, limita sau anula efectul potenţialilor agenţi patogeni). Toleranţă: capacitatea plantei de a suporta atacul unui patogen fără ca randamentul ei să fie afectat în mod deosebit. Imunitatea sau reacţia de recunoaştere reprezintă rezistenţa la cel mai înalt nivel. Conceptul care trebuie reţinut este acela că, indiferent de tipul de rezistenţă utilizat de plantă împotriva unui patogen (sau a unui agent abiotic), acesta este controlat, direct sau indirect de materialul genetic (gene) al plantei şi patogenului. Rezistenţa non-gazdă O plantă poate “găsi” că este uşor să se apere sau să reziste când este în contact cu un agent patogen pentru care aceasta nu este gazdă. Acest mecanism este cunoscut ca “rezistenţă nongazdă” şi reprezintă cea mai obişnuită formă de rezistenţa sau de apărare. De exemplu, patogenul Phytophthora infestans (care produce mana cartofului şi tomatelor) nu se poate instala pe grâu şi nici ciuperca Puccinia recondita (rugina brună a grâului) nu poate să apară pe cartof sau tomate.
74
Fiecare plantă poate fi atacată de proprii patogeni şi, în acest caz, există o mare diferenţă între cum planta se poate apăra efectiv (cât este de rezistentă). Chiar şi în condiţii favorabile infecţiei cu un anumit patogen, planta poate să nu dezvolte simptomele caracteristice bolii, numeroase gene fiind implicate în acest tip de protecţie. Sub acţiunea agenţilor patogeni plantele pot avea o rezistenţă naturală, moştenită genetic sau pe parcursul vieţii lor pot dobândi starea de rezistenţă – rezistenţă câştigată, indusă sau dobândită. După numărul şi caracterul genelor implicate în rezistenţa naturală, aceasta poate fi: Oligogenică sau verticală, transmisă de un număr mic de gene majore Poligenică sau orizontală, transmisă de un număr mare de gene minore Rezistenţa verticală (specifică, oligogenică) se manifestă faţă de anumite rase ale patogenului. Acest tip de rezistenţa are o durată scurtă; uneori, după 4-5 ani, o nouă rasă se răspândeşte şi atacă soiul respectiv. Rezistenţa verticală are la bază teoria “genă pentru genă” a lui Flor: pentru fiecare genă de rezistenţa sau sensibilitate a plantei există o genă de avirulenţa sau virulenţa a patogenului. Rezistenţa verticală este controlată oligogenic, de gene majore şi are un caracter calitativ. Este mai puţin eficace faţă de patogenii care formează noi rase precum şi fata de patogenii specializaţi (Phytophthora infestans). Rase fiziologice: subunităţi sistematice (subgrup sau biotip) care se desebesc între ele prin virulenţă, agresivitate, exprimarea simptomelor dar nu morfologic. Când o plantă este atacată de un agent patogen, genele acestuia sunt activate, produc şi eliberează “ arme de atac” (enzime, toxine). La rândul ei, planta se poate apăra prin diferite combinaţii de molecule de apărare (preexistente sau induse) sau structuri de apărare. Acest tip de apărare este cunoscut drept rezistenţă poligenică, generală sau cantitativă deoarece depinde de numeroase gene pentru prezenţa sau formarea diferitelor structuri de apărare sau molecule de apărare. Acest tip de rezistenţa este prezent, la nivele diferite faţă de agenţii patogeni, în toate plantele şi este, de asemenea, cunoscut sub numele de rezistenţă parţială, orizontală, poligenică, de câmp, durabilă sau rezistenţa dată de gene minore. Rezistenţa poligenică este permanentă şi se manifestă faţă de toate rasele patogenului. Rezistenţa poligenică se poate manifesta sub diferite forme (Baicu şi Sesan, 1996): Rezistenţă înceată de tip “slow rusting” sau “slow mildewing”: atac redus al bolii datorită răspândirii şi multiplicării încete a patogenului Rezistenţa întârziată: apariţia cu 10-14 zile mai târziu decât la cele plantele sensibile Rezistenţă parţială: o perioadă de latentă (de incubaţie) mai lungă Rezistenţa durabilă: se păstrează pe o perioadă lungă de timp; interes în cercetare, ameliorare 5.2. Rezistenţa structurală 5.2.1. Rezistenţa structurală preinfecţională Prima linie de apărare a plantelor faţă de atacul patogenilor o constituie: cuticula, structura celulelor epidermice, structura orificiilor naturale, stratul de suber.
75
Cuticula: pentru patogenii care pătrund prin perforarea ţesuturilor cuticula reprezintă prima barieră de protecţie a plantei. Ingroşarea cuticulei frunzelor de prun pe măsura maturării acestora conferă rezistenţă la monilioză (Monilinia laxa); Stratul de ceară de pe frunze şi fructe poate constitui o barieră importantă, formând o suprafaţă hidrofobă, împiedicând formarea unui film de apă în care patogenii se pot dezvolta (prunele cu un strat de ceară pe suprafaţă sunt mai greu atacate de Monilinia laxa) Perozitatea frunzelor – strat hidrorepelent (frunzele cu perozitate mai mare sunt mai rezistente deoarece desimea perişorilor împiedică ajungerea apei şi a tuburilor germinative la epidermă. Stratul de suber din scoarţă rădăcinilor şi tuberculilor – ţesut care uneori împiedică în mod pasiv pătrunderea patogenilor (Spongospora subterranea – râia făinoasă a cartofului); ramurile groase ale pomilor şi tulpina sunt mai greu atacate Stomatele. Pentru patogenii care pătrund prin osteole are importanţă numărul stomatelor, diametrul osteolelor, ritmul de deschidere al stomatelor. 5.2.2. Rezistenţa structurală postinfecţională Patogenii care reuşesc să învingă barierele structurale întâmpină alte bariere pe care plnata le formează ca răspuns la atacul patogenilor; aceste structuri nu există înainte de atacul patogen şi nu sunt specifice unui anumit patogen (fig. 5.1).
Tilozele se formează în vasele xilemice ale plantelor în condiţii de stress sau infecţie cu patogeni vasculari. Sunt evaginări ale protoplaştilor celulelor parenchimatoase care pătrund în vasele xilemului şi pot, prin numărul şi mărimea lor să blocheze expansiunea patogenului (ex. Verticillium albo atrum).
Depunerea de gome este realizată de multe plante în jurul leziunilor produse de patogeni. Rolul lor defensiv constă în faptul că fiind depuse rapid în spaţiile intercelulare şi în celulele care înconjură locul de infecţie formează o barieră impenetrabilă pentru patogen şi toxinele acestuia (Fusarium oxysporum)
Formarea stratului de suber dincolo de punctul de infecţie, ca rezultat al stimulării celulelor gazdă de către activităţile metabolice ale patogenilor blochează răspoândirea ulterioară a acestora şi împiedică şi difuzarea toxinelor. Opresc, de asemenea, scurgerea apei şi a substanţelor nutritive dinspre ţesuturile sănătoase spre cele infectate (Streptomyces scabies)
Straturi de abscizie: pe frunzele tinere ale pomilor sâmburoşi apar, în cazul atacului de Stigmina carpophila sau Xanthomonas pruni (ciuruirea frunzelor) spaţii goale între celulele care înconjură leziunea foliară.
5.3. Rezistenţa funcţională (biochimică) Deşi formaţiunile structurale existente şi cele postinfecţionale pot oferi un oarecare grad de protecţie, rezitenţa plantelor depinde în mai mare măsură de substanţele produse în plantă înainte sau ca urmare a infecţiei.
76
a
b
c
d
Fig. 5.1 Bariere structurale postinfecţionale: a. strat de suber (tubercul de cartof după atac de Rhizoctonia solani); b. strat de abscizie; c. depunere de gome; d. tiloze (Agrios, 2005)
5.3.1. Rezistenţa funcţională preinfecţională Substanţe inhibitoare: în celulele şi ţesuturile plantelor există, independent de prezenţa patogenului, substanţe cu capacitate de a inhiba patogenii – prohibitine (metaboliţi vegetali preinfecţionali care pot reduce marcant sau opri dezvoltarea unui patogen neadaptat acestora) şi inhibitine (metaboliţi vegetali preinfecţionali care, deşi prezenţi în cantităţi detectabile în plantele aparent sănătoase, suportă o creştere postinfecţională marcantă, ca rezultat al interacţiunii plantă-patogen). Aceşti metaboliţi pot acţiona pe două căi: a. repelenţi sau toxici pentru patogeni b. stimulenţi pentru flora antagonistă Exemple: Soiurile de cartof rezistente la atacul de Streptomyces scabies (râia comună) au cantităţi mari de acid clorogenic în lenticelele prin care pătrunde şi se dezvoltă patogenul Alcaloizii (tomatina, solanina) formaţi în plantele de tomate inhibă dezvoltarea unor patogeni - F. oxysporum f. sp. lycopersici, Ralstonia solanacearum Fitoncidele sunt substanţe de origine vegetală emanate de plante ca usturoi, ceapă, hrean, ridichi, muştar şi care au un efect bactericid, fungicid
77
Aciditatea sucului celular poate juca un rol în rezistenţa plantelor la atacul bacteriilor. Bacteria X. vesicatoria atacă mai mult fructele verzi de tomate (aciditate 5.0-5.4) şi mai rar pe cele mature (pH 4.0-4.6 – sub limita acidităţii la care se dezvoltă bacteria) Conţinutul celular în diferite substanţe (glucoză, zaharuri): ciuperca Monilinia laxa atacă fructele de sâmburoase când conţinutul în zaharuri depăşeşte 1%. 5.3.2. Rezistenţa funcţională postinfecţională Plantele produc o multitudine de metaboliţi secundari, majoritatea cu acţiune antimicrobiană şi care formează o barieră chimică, limitând astfel invazia diferiţilor patogeni. Unii metaboliţi sunt produşi de plantă în mod constitutiv - fitoanticipine iar alţii numai ca răspuns la prezenţa patogenului sau a unui stress - fitoalexine Fitoalexinele (phyton - plantă; alixein - substanţă de apărare) sunt definite ca metaboliţi secundari cu masă moleculară mică implicaţi în alterarea integrităţii membranei plasmatice fungice. Ele nu prezintă specificitate în acţiunea lor antifungică. Fitoalexinele nu sunt produşi finali stabili; ele se produc la 6-9 ore de la infecţie pentru ca apoi conţinutul lor să revină la normal. Fitoalexinele nu reprezintă decât o parte din răspunsurile de apărare induse iar mecanismele lor de acţiune antifungică nu sunt încă bine cunoscute. Fitoalexinele nu sunt prezente în ţesuturile sănătoase şi sunt cu siguranţă rezultatul enzimelor sintetizate de novo ca răspuns la infecţia produsă de un patogen (daunători, mamifere) sau a unui factor abiotic – raze UV, compuşi chimici. In general, timpul, rata acumularii si cantitatile relative de fitoalaexine joaca un rol important in rezistenta plantei la atacul agentilor patogeni. Dintre fitoalexinele cunoscute amintim: faseolină, faseolidină; gliceolină; pisatină; viniferină, resveratrol; capsidiol; rishitină, fitotuberină; brassinina, camalexina. Ele pot suprima direct agenţii fitopatogeni (prin interferenţa cu procesele membranare ale patogenilor) sau pot elimina sursele potenţiale de nutriţie, prin uciderea celulelor vegetale şi declanşarea unui colaps oxidativ. Principalele fitoalexine ale plantelor crucifere, agentul care induce formarea lor precum şi activitatea antimicrobiană a acestora sunt prezentate în tabelul 5.1. De exemplu, brasinina este sintetizată de cruciferele: Brassica napus (sub actiunea CuCl2), B. rapa (sub acţiunea factorilor abiotici - raze UV dar şi a patogenilor Erxinia carotovora, Pseudomonas cichorii), Raphanus sativus (sub acţiunea P. cichorii). Ciclobrasinina este produsă în plantele de Brassica carinata, B. nigra, B. rapa si B. juncea (abiotic, sub acţiunea CuCl2 sau razelor UV), B. napus (sub acţiunea patogenului Phoma lingam). Producerea de fitoalexine este considerată ca un răspuns de apărare al plantei, dependent de activarea genelor, unul dintre cele mai rapide observate la plante ca urmare a unei infecţii. O sinteză rapidă de fitoalexine care atinge o concentraţie ridicată se observă în timpul unei relaţii gazdă-patogen de tip incompatibil. Invers, reacţia incompatibilă depinde de mai multe fenomene. Sinteza fitoalexinelor poate fi inhibată de supresori fungici sau sinteza are loc dar acumularea fitoalexinelor este împiedicată de un proces de detoxifiere.
78
Tabelul 5.1 Principalele fitoalexine sintetizate de plantele crucifere Fitoalexina Brasicanal A
Specia de plantă / agentul inducător B. oleracea/Pseudomonas cichorii B. rapa/Pseudomonas cichorii
Brasilexin
B. carinata /CuCl2, Phoma lingam B. juncea/CuCl2, B. juncea/Alternaria brassicae, Phoma lingam B.napus/CuCl2 B.napus/Phoma lingam B. nigra, B. oleracea, B.rapa /CuCl2 Sinapis arvensis/Phoma lingam
Activitate antimicrobiană Bipolaris leersiae Phoma lingam
Phoma lingam
Brasinina
B.oleracea /Ps. cichorii B. rapa/radiaţiiUV B. rapa/Erwinia carotovora, Ps. cichorii R. sativus/Ps. cichorii
Camalexina
A. thaliana/P. syringae Arabis lyrata/Cochliobolus carhonum, Arabis lyrata/Ps. syringae Capsella bursa- pastoris /A. brassicae
Alternaria brassicae Cladosporium sp. Bacillus subtilis Escherichia coli Fusarium oxysporum Listeria monocytogenes Pseudomonas syringae X. campestris Erwinia carotovora Pseudomonas cichorii Phoma lingam Rhizoctonia solani
Cyclobrasinina
B. carinata /CuCl2 B.juncea, B. nigra /CuCl2 B.napus/Phoma lingam
A. brassicae Botrytis cinerea C. cucumericum Fusarium nivale Phoma lingam Pythium ultimum Rhizoctonia solani Sclerotinia sclerotiorum
Mecanismele de detoxifiere a metaboliţilor antimicrobieni au făcut obiectul a numeroase cercetări. Studiile întreprinse până în prezent se referă, în particular, la mecanismele de detoxifiere a fitolaexinelor. Sinteza fitoalexinelor poate fi inhibată de supresori fungici sau aceasta poate avea loc dar acumularea lor este împiedicată de un proces de detoxifiere. In alte cazuri, fitoalexinele sintetizate se pot acumula dar fără a atinge pragul de toxicitate pentru patogen. Rezistenţa plantei model Arabidopsis thaliana ca şi a altor crucifere spontane (Camelina sativa şi Arabis lyrata) la atacul a numeroşi patogeni a fost asociat cu producerea fitoalexinei camalexină. Ciuperca Rhizoctonia. solani, responsabilă de căderea plăntuţelor în culturile de crucifere este capabilă să detoxifice camalexina, transformând-o în 5hidroxicamalexină şi alţi produşi polari, care sunt mai puţin toxici şi toleraţi de acest patogen. Totuşi, corelaţia între capacitatea de detoxifiere a camalexinei şi puterea patogenă a ciupercii nu a fost determinată.
79
Patogenii Alternaria brassicae şi Leptosphaeria maculans (Phoma lingam) sunt incapabili de a detoxifia camalexina şi sunt, a priori, incapabili să infecteze eficace Arabidopsis. thaliana sau Camelina sativa (Pedras şi al., 1998). Fitoanticipine. Reprezentanţii familiei Brassicaceae acumulează cantităţi semnificative din compuşi potenţial antimicrobieni, numiţi glucozinolaţi – un grup de compuşi care conţin sulf şi care, după atacul patogenilor asupra ţesutului vegetal, sunt convertiţi în produşi de tipul izotiocianaţilor (ITC) şi nitrililor, cu activitate antifungică, antibacteriană şi insecticidă. Ca urmare, glucozinolaţii sunt activaţi de enzimele plantelor ca răspuns la deteriorarea ţesuturilor sau la atacul patogenilor. Toxicitatea nu este atribuită glucozinolaţilor, ci produşilor biologic activi rezultaţi prin hidroliza enzimatică: ITC, cianide organice, oxazolidinethione, tiocianat ionic. Aceşti produşi de degradare sunt responsabili de inhibarea a diferite ciuperci patogene, inclusiv ale plantelor brasicacee, dar mecanismele de toxicitate asociate acestora nu sunt încă elucidate. Tipul de glucozinolaţi variază cu specia de plantă, aceşti compuşi fiind extrem de variabili. Numeroşi autori au semnalat faptul că concentraţia în glucozinolaţi variază cu specia, înregistrându-se fluctuaţii cu vârsta. Eficacitatea allyl - ITC a fost evidenţiată în inhibarea patogenilor Rhizoctonia solani, Pythium ultimum (Charron şi Sams, 1999), Aphanomyces euteiches f.sp. pisi (Smolinska şi al., 1997) şi Fusarium sambuccinum (Mayton şi al., 1996). Există semnalări ale faptului că patogenii de sol de tip Fusarium oxysporum sau Sclerotinia sclerotiorum pot fi sensibili faţă de compuşi sintetizaţi de plante crucifere. Astfel, creşterea miceliană a patogenului F. sambuccinum a fost inhibată de compuşii volatili sintetizaţi de ţesuturi verzi macerate de Brassica nigra şi Brassica juncea (Mayton şi al., 1996, Larkin şi Griffin, 2007). De aseemnea, prezenţa allyl - ITC în ţesuturile frunzelor de varză este responsabilă de efectul fungicid faţă de Peronospora parasitica (responsabil de producerea manei); concentraţii ale acestui izotiocianat mai mari de 0.10mg/g ţesut foliar suprimă creşterea miceliană a patogenului F. sambuccinum (Mayton, 1996). A fost semnalată, de asemenea, acţiunea inhibitorie a fenil - etil - ITC faţă de patogenii Botrytis cinerea (Dawson şi al., 1993) şi a benzil - ITC faţă de Monilinia laxa şi Mucor piriformis (Mari şi al., 1993). Testări in vitro au evidenţiat răspunsul unor izolate de Alternaria brassicicola şi A. brassicae faţă de două fitoalexine (camalexina şi brasinina) şi doi ITC (allyl-ITC şi benzil-ITC) prin evaluarea efectului fitotoxic faţa de doi parametri de creştere: creştere miceliană şi germinarea sporilor (Sellam şi al., 2006). Germinarea conidiilor şi elongarea filamentelor germinateive – două aspecte cruciale ale ciclului evolutiv al patogenilor au fost putrenic inhibate de camalexină. Cele două specii patogene s-au dovedit relativ tolerante la brasinină, o posibilă explicaţie fiind cea de detoxifiere a acestei molecule în compuşi mai puţin toxici (pedras şi al., 2004). De asemenea, cei doi izotiocianaţi testaţi s-au dovedit eficace în inhibarea elongării filamntelor germinative. Glucozinolaţii apar în toate ţesuturile plantelor crucifere, dar tipul şi cantitatea produşilor diferă semnificativ. Eficacitatea inhibării patogenilor depinde de cantitatea şi tipul de glucozinolaţi sintetizaţi în plante folosite ca amendamente organice (Mayton şi al., 1996, Smolinska şi al., 1997). Acest lucru determină selectarea plantelor crucifere în funcţie de agentul patogen ţintă. De asemenea, a fost semnalat faptul că concentraţia în glucozinolaţi variază cu specia, înregistrându-se fluctuaţii cu vârsta. Unii factori precum distanţa între plante, umiditatea şi disponibilitatea elementelor nutritive afectează, de asemenea, concentraţia în glucozinolaţi.
5.4. Rezistenţa indusă Plantele nu se pot apăra de atacul agenţilor patogeni prin producere de anticorpi iar majoritatea mecanismelor biochimice sunt inactive până la mobilizarea acestora prin unele semnale caracteristice.
80
Rezistenţa indusă sau dobândită se bazează pe infecţii anterioare, spontane sau experimentale, cu un anumit patogen, cu virulenţă atenuată. In cursul acestor infecţii în plantă iau naştere unele substanţe de protecţie. Această reacţie de protecţie poartă numele de premunitate sau premuniţie (franceză “premunir” – a apăra din vreme) şi poate fi generală (în cazul virusurilor) sau parţială, locală (ciuperci, bacterii). Rezistenţa indusă poate fi realizată şi cu anumite substanţe chimice, numite elicitori. Este cunoscut faptul că unii compuşi chimici, precum acidul salicilic, acidul arachidonic, acidul 2,6-dicloroisonicotinic pot induce rezistenţe localizate şi sistemice. Acidul jasmonic este un alt tip de produs, derivat primar din oxidarea acizilor graşi care conduce la rezistenţa sistemică dobândită, adesea alături de acidul salicilic şi etilenă, determinând producerea de defensine. Acidul salicilic şi acidul isonicotinic sunt activatori ai rezistenţei sistemice dobândite, fără acţiune antimicrobiană directă. Asemenea molecule pot fi eficace în inducerea rezistenţei în plante prin aplicarea lor ca tratamente radiculare, stropiri foliare sau injectarea tulpinilor. Rezistenţa sistemică dobândită acţionează nespecific şi reduce severitatea atacului provocat de toate clasele de agenţi patogeni. Rezistenţa indusă este localizată iniţial în jurul punctului de necroză cauzat de infecţia cu agentul patogen sau o moleculă chimică şi, astfel, este numită rezistenţă locală dobândită. Ulterior, rezistenţa se răspândeşte sistemic şi se dezvoltă distal, în părţi netratate ale plantei rezistenţa dobândită sistemică. Intrebări 1. 2. 3. 4.
Care sunt mecanismele prin care plantele se pot apăra de atacul agenţilor patogeni? Enumeraţi bariere structurale preinfecţionale şi postinfecţionale cu rol în rezistenţă. Care sunt mecanismele biochimice (funcţionale) prin care plantele se apără de atacul patogenilor? Argumentaţi importanţa practică a cunoaşterii mecanismelor care intervin în rezistenţa plantelor la boli.
81
Capitolul 6
Măsuri de prevenire şi combatere a bolilor plantelor
Conţinut. Obiective. Capitolul trece în revistă principalele strategii de prevenire şi combatere a bolilor plantelor – carantina fitosanitară, prognoza şi avertizarea, metode tehnologice, fizice, chimice şi biologice. Noţiunile prezentate contribuie la capacitatea de a alege metode de control, ţinând cont de patogenul ţintă (particularităţi). Totodată, elementele prezentate fac posibilă integrarea cunoştinţelor în contextul alegerii strategiilor de control adecvate. De asemenea, se pot identifica potenţialul, limitele şi dificultăţile de aplicare a combaterii biologice. In afara interesului ştiinţific, justificat, pentru cunoaşterea simptomelor prin care se manifestă bolile plantelor, studierea cauzelor şi mecanismelor de dezvoltare a acestora există un aspect extrem de practic: se permite, astfel, elaborarea de strategii de protecţie a culturilor. Măsurile de combatere diferă considerabil de la o boală la alta, în funcţie de agentul patogen, planta gazdă, interacţiunea dintre aceştia precum şi numeroase alte variabile. In controlul bolilor, plantele sunt considerate, în general, mai curând ca o populaţie decât la nivel individual, deşi aumite gazde (arbori, plante ornamentale, plante infectate cu virusuri) pot fi tratate şi sub acest ultim aspect. Există numeroase mijloace de prevenire şi combatere a bolilor plantelor: carantina şi legislaţie fitosanitară, măsuri culturale, fizice, biologice şi chimice. Un nou tip de control biologic implică transferul de material genetic în plante şi obţinerea de plante transgenice, rezistente la anumite boli. Metodele de prevenire şi combatere a bolilor plantelor mai pot fi grupate şi în următoarele categorii: Metode care împiedică pătrunderea patogenului în arealul de cultură a plantei (carantină, certificarea culturilor, utilizarea de sămânţă sănătoasă sau material de plantat liber de patogeni, utilizarea de pelicule protectoare (compuşi care formează, în urma aplicării prin pulverizare, o peliculă protectoare la suprafaţa organelor plantei – frunze, fructe – care blochează contactul cu agentul patogen şi pătrunderea acestuia).
Metode care determină eradicarea sau reducerea inoculului patogen: în general, de ordin cultural (rotaţia, igiena sanitară, îmbunătăţirea condiţiilor de dezvoltarea a plantei şi defavorizarea patogenului), fizic (sterilizarea solului, termoterapia unor organe ale plantei, radiaţiile), chimic (tratarea solului, a seminţelor, a plantelor în vegetaţie) sau biologic (agenţi biologici de control pentru patogeni de sol sau foliari, amendamente pentru favorizarea florei utile, antagoniste)
Metode de îmbunătăţire/stimulare a rezistenţei plantei (premunizare; inducerea rezistenţei - rezistenţă sistemică dobândită; activarea apărării plantelor prin molecule chimice de sinteză: acid salicilic (acibenzolar S metil), acidul dicloroisonicotinic (INA), benzotiodiazol (Actigard), acid ß-amino-butiric – molecule acre nu au acţiune antimicrobiană dar care mimează inducerea biologică a rezistenţei sistemice dobândite; favorizarea creşterii şi dezvoltării plantelor; utilizarea de varietăţi rezistente; utilizarea de plante transgenice rezistente la stress abiotic sau transformate cu diferite gene de rezistenţă din plante)
Metode directe de protecţie: control biologic, chimic sau integrat.
82
Principalele criterii pentru alegerea măsurilor de prevenire şi combatere a bolilor plantelor sunt considerate a fi următoarele: Eficacitate în combaterea patogenului Eficienţa economică (aplicarea măsurilor al căror cost total să fie sub nivelul venitului obţinut prin valorificarea producţiei salvate) Impactul asupra mediului ambiant (folosirea măsurilor care nu duc la poluarea mediului sau a produselor agricole) 6.1. Carantina fitosanitară: un sistem de principii juridice, organizatorice, administrative şi de norme, reglementări şi măsuri fitosanitare care vizează prevenirea introducerii şi/sau diseminării organismelor de carantină. Activitatea de carantină este reglementată prin acte normative şi legi. Măsurile de carantină sunt destinate să prevină răspândirea unor patogeni periculoşi dintr-o zonă în alta a ţăii (carantina internă) sau dintr-o ţară în alta (carantina externă), în condiţiile intensificării schimburilor comerciale cu material de înmulţire. Carantina fitosanitară internă are în vedere: controlul fitosanitar asupra circulaţiei produselor agricole în interiorul ţării şi întocmirea certificatelor fitosanitare însoţitoare; controlul fitosanitar al culturilor semincere, pepinierelor, materialului de înmulţire depozitat; cunoaşterea circulaţiei şi destinaţiei materialului importat Carantina fitosanitară externă – măsuri aplicate de Inspectoratele vamale fitosanitare: verificarea certificatelor fitosanitare care însoţesc produsele importate sau aflate în tranzit; controlul produselor importate Activitatea de carantină fitosanitară este reglementată şi gestionată de Ministerul Agriculturii şi Dezvoltării Rurale, prin Direcţia fitosanitară (prin legislaţia internă şi europeană, programe de monitorizare a organismelor dăunătoare de carantină) şi prin Laboratorul Central pentru Carantină Fitosanitară. Patogenii de carantină sunt listaţi şi, pentru fiecare dintre aceştia, sunt elaborate fişe fitosanitare. 6.2. Prognoza şi avertizarea bolilor plantelor Prognoză: prevederea apariţiei în masă a aunor agenţi patogeni, în anumite perioade de timp, pe un anumit teritoriu şi cu o anumită gravitate a atacului. In funcţie de perioada la care se referă, prognoza poate fi de lungă durată şi de scurtă durată. Prognoza de lungă durată se face cu mai multe luni înainte, pe baza estimării cantităţii de inocul din anul precedent. In acest scop se realizează controlul fitosanitar al culturilor, notându-se frecvenţa şi intensitatea atacului. Prognoza de surtă durată se face cu puţin timp înainte de apariţia atacului. Ea corectează datele prognozei de lungă durată şi stabileşte cu precizie momentul atacului. Avertizare: stabilirea şi comunicarea perioadelor optime de aplicare a tratamentelor, menţionându-se ziua când începe şi când se încheie acţiunea, fungicidele eficace şi dozele în care se aplică precum şi posibilităţile de amestec cu alte fungicide sau insecticide. Criterii pentru prognoză şi avertizare Criteriul biologic: cuprinde aspecte legate de patogen – parcurgerea stadiilor de dezvoltare, formarea şi eliberarea sporilor, gravitatea atacului în anul precedent. Aceste date sunt importante, ele fiind cele care, în final, ne permit să decidem asupra perioadei de tratament.
83
Criteriul ecologic: are în vedere înregistrarea şi interpretarea datelor meteorologice, date care se corelează cu cerinţele patogenului; atunci când ele se situează în intervalul favorabil infecţiei se poate trage concluzia că infecţia este posibilă şi se poate emite avertizarea. Criteriul fenologic: se bazează pe cunoaşterea relaţiilor patogenilor cu plantele gazdă. Interesează în mod deosebit fenofaza în care planta este receptivă la infecţii ca şi cea în care ea este rezistentă. Aceste date se culeg de pe principalele soiuri ale culturii din zona respectivă.
In general, când aceste trei criterii sunt îndeplinite se avertizează combaterea unei boli, avertizare trimisă fermierilor din zona respectivă. România dispune de o reţea de prognoză şi avertizare (înfiinţată în 1963) pe întreg teritoriul ţării şi la toate categoriile de culturi; prin aceasta se stabilesc hărţile de răspândire şi de prognoză a bolilor (în vederea prevenirii pagubelor) şi se organizează aplicarea raţională a tratamentelor, la avertizare. Reţeaua de prognoză şi avertizare se compune din aproximativ 197 centre teritoriale, fiecare UFJ (Unitate Fitosanitară Judeţeană) dispunând de cel puţin două sau mai multe centre teritoriale. Un exemplu de buletin de avertizare – pentru focul bacterian al rozaceelor, este prezentat în figura 61.
Fig. 6.1. Buletin de avertizare – DADR Ilfov
84
6.3. Măsuri şi metode tehnologice Igiena culturală. Măsurile de igienă culturală urmăresc lichidarea focarelor de ingecţie şi previn transmiterea patogenilor la cultura următoare precum şi diseminarea acestora la alte plante sau pe alte suprafeţe. Astfel, scade presiunea de infecţie şi se crează condiţii de manifestare a rezistenţei plantelor şi reducerea numărului de tratamente. Adunarea şi distrugerea resturilor vegetale infectate Dezinfectarea uneltelor, maşinilor, mâinilor (ex. fosfat trisodic 3% pentru dezinfecţia mâinilor) Curăţarea pomilor de lăstari atacaţi, ramuri uscate, scoarţa exfoliată, muşchi şi licheni atât în timpul vegetaţiei cât şi în perioada de repaus – reducerea importantă a inoculului de foc bacterian, făinări, pătări foliare Elemente de tehnologie a culturii şi rolul lor în protecţia faţă de agenţii patogeni
Alegerea terenului de cultură – în concordanţa cu cerinţele plantei Corectarea reacţiei solului Rotaţia culturilor: întrerupe dezvoltarea patogenilor (în general, se practică o rotaţie de 2-3 ani) Fertilizarea raţională: azotul în exces măreşte sensibilitatea plantelor la boli (plante luxuriante dar cu pereţi celulari subţiri); aplicarea de K şi P măreşte rezistenţa la boli a plantelor Arătura de vară/toamnă: se asigură îngroparea resturilor organice şi se întrerupe, astfel, ciclul evolutiv al patogenilor. Folosirea unei seminţe sănatoase sau a unui material de plantat sănătos – limitează patogenii transmişi prin sămânţă sau material de înmulţire Epoca, adâncimea de semănat, orientarea rândurilor, distanţele dintre rânduri şi dintre plante: în general, recomandările din tehnologia culturii corespund şi celor de ordin fitosanitar. Culturile prea dese sunt expuse patogenilor care produc mănări, făinări datorită menţinerii picăturilor de apă pe frunze şi umidităţii relative crescute create în microclimat. Lucrările de întreţinere a culturilor: culturile aerisite, bine întreţinute, cu evitarea rănirii plantelor sunt supuse mai puţin atacului de putregai cenuşiu - Botrytis cinerea (patogen de răni). Prin lucrări de întreţinere se elimină buruienile gazdă pentru unii patogeni Irigarea culturilor: contribuie la crearea unui microclimat favorabil infecţiilor (în special ciupercile care produc mana dar şi bacteriile sunt favorizate de prezenţa picăturilor de apă pe frunze). Regimul de udare va fi stabilit în concordanţă cu cerinţele plantelor în diferite fenofaze dar şi cu prezenţa infecţiilor cu diferiţi patogeni. De exemplu, bacteriozele şi micozele sunt favorizate de udări dese iar irigarea prin brazde favorizeaza răspândirea patogenilor de sol. Recoltarea culturilor: alegerea momentului de recoltare – mai ales pentru culturile semincere (seminţele care nu sunt coapte, cu umiditatea ridicată, se încing şi se pot instala, astfel, diferiţi patogeni care produc mucegăirea şi determină deprecierea calităţii acestora. Condiţionarea si depozitarea materialului semincer: eliminarea seminţelor uşoare, zbârcite (adesea infectate), a porţiunilor de ţesut vegetal umed (buruieni), unele insecte. Controlul temperaturii şi umidităţii în depozite. Sortarea repetată.
85
6.4. Metode şi mijloace fizico-mecanice
Folosirea căldurii sub formă de aer cald, apă caldă sau vapori fierbinţi are aplicabilitate în dezinfecţia solului, a seminţelor şi materialului de plantat. Tratamentul termic (temperatura, durata) este ales astfel încât să ducă la distrugerea patogenilor fără a afecta facultatea germinativă a seminţelor sau viabilitatea butasilor. Termoterapia se foloseşte cu rezultate bune în eliberarea materialului de inmulţire de virusuri. Folosirea mijloacelor electronice: aparate de sortare a seminţelor (seminţele necorespunzătoare sunt eliminate pe baza diferenţei de culoare – astfel sunt îndepărtate seminţele pătate, posibil contaminate
6.5. Combaterea chimică a bolilor plantelor Combaterea chimică rămâne polul dominant al diferitelor strategii de protecţie, ca urmare a efectului rapid - preventiv şi curativ, a eficacităţii ridicate şi eficienţei economice înregistrate. Domeniul combaterii chimice este unul dinamic, fiind supus diversificării şi perfecţionării continue. Pentru a limita riscurile poluării mediului şi a produselor agricole precum şi cel al apariţiei de rase patogene rezistente (în cazul aplicării necorespunzătoare a tratamentelor chimice), tendinţa actuală este integrarea şi raţionalizarea combaterii chimice într-un complex de măsuri care să presupună aplicarea echilibrată a tuturor componentelor (combatere integrată). Utilizarea produselor chimice poate avea, uneori, repercusiuni defavorabile asupra culturilor sau organismelor utile (microorganisme antagoniste, prădători sau paraziţi ai insectelor dăunătoare, asupra albinelor). O altă problemă de interes agronomic este legată de dezvoltarea izolatelor (raselor) patogene rezistente. Acest fenomen de rezistenţă dobândită, observat la o specie iniţial sensibilă, nu trebuie confundat cu rezistenţa naturală, care priveşte toţi indivizii speciei. Astfel, pentru fungicidele din famila benzimidazolilor, rezistenţa dobândită priveşte, în principal, patogenii Botrytis cinerea şi Venturia inaequalis, în timp ce Plasmopara viticola este o specie cu rezistenţă naturală la reprezentanţii acestei familii. In cazul bacteriilor, speciile de Pseudomonas prezintă o rezistenţa naturală la ß-lactamine. Determinarea speciilor rezistente sau sensibile natural la o moleculă activă permite cunoaşterea spectrului său de acţiune şi, ca urmare, a domeniilor de utilizare. Clasificarea produselor chimice folosite în controlul bolilor plantelor
după organismul ţintă: fungicide/fungistatice şi bactericide/bacteriostatice după modul de acţiune: fungicide de contact (de suprafaţă), care acţionează numai în contact cu patogenul; fungicide sistemice, absorbite în plantă şi care asigură protecţia noilor creşteri ale plantei; fungicide translaminare – aplicate pe o parte a plantei au acţiune asupra patogenului aflat pe partea opusă după acţiunea exercitată la nivelul ciclului parazitar de bază: fungicide preventive (antipenetrante) – acţionează înainte de infecţie; fungicide curative – intrevin în timpul fazei de incubare; fungicide antisporulante – împiedică sporularea patogenului; fungicide eradicante – elimină patogenul deja vizibil. după compoziţia chimică: fungicide anorganice (sulf, cupru) şi organice (de sinteză)
86
după mecanismul celular (ţinta celulară): inhibitori ai biosintezei sterolilor membranari ai ciupercilor, inhibitori ai sintezei melaninei, inhibitori ai sintezei proteice, inhibitori ai respiraţiei mitocondriale etc. după modul de acţiune la nivel celular: fungicide uni - site (cu o singură ţintă de acţiune, o singură cale metabolică perturbată); fungicide multi – site (cu mai multe ţinte de acţiune) după modul de acţiune asupra patogenului: fungicide cu acţiune directă şi fungicide cu acţiune indirectă (stimulează mecanismele de apărare ale plantei) după modul de condiţionare (tabelul 6.1) după toxicitate (tabelul 6.2) Tabelul 6.1 Forme de condiţionare a produselor chimice CA
Concentrat pentru aplicare sub formă de aerosoli
CE = EC
Concentrat emulsionabil (emulsifiable concentrate)
CS = SL
Concentrat solubil în apă (soluble concentrate)
GD = WG
Granule dispersabile (water dispersable granule)
PA
Pastă
PP
Pulbere prăfuit
PS
Pulbere solubilă în apă
PTS
Pulbere pentru tratarea uscată a seminţelor
PU = WP
Pulbere umectabilă (Wetable powder)
PUS = WS
Pulbere umectabilă pentru tratarea seminţelor (wetable powder for seed treatment)
SC = FC
Suspensie concentrată (suspension concentrate concentrate)
- flowable
Tabelul 6.2 Clase de toxicitate Grupa
DL50 [mg/kg corp]
Specificaţie
I
< 50
Extrem de toxice
II
50-200 (inclusiv)
Puternic toxice
III
Peste 200 -1000
Moderat toxice
IV
> 1000
Cu toxicitate redusă
DL 50 = doza, in mg/kg corp care, administrată oral la şobolani albi supuşi în prealabil la un post de 24 ore, provoacă moartea a 50% din lotul experimental, în cursul perioadei de observaţie de 14 zile (la 3 ore de la administrarea produsului, animalele sunt hrănite normal
87
Numeroase produse chimice au fost omologate pentru protecţia culturilor, fiind aplicate pentru tratarea solului, a seminţelor şi materialului de plantat, a plantelor în vegetaţie sau a produselor depozitate. Cele peste 120 de molecule active disponibile sunt, în marea lor majoritate, molecule organice de sinteză, fără a uita, însă, cele câteva substanţe minerale – printre care sulful elementar şi produsele cuprice ca şi antibioticele, autorizate în unele ţăi. Moleculele active sunt din ce în ce mai performante, permiţând reducerea dozelor de aplicare prin tratamente pe organele aeriene de la câteva kg/ha (pentru compuşii pe bază de sulf sau cupru) la 1-2 kg/ha (pentru molecule organice de sinteza din prima generaţie – ditiocarbamaţi) pentru a atinge spre 100 de grame, chiar mai puţin, cu molecule noi (triazoli). Fungicide antiperonosporice Controlează bolile de tip mană, dar şi pătări foliare (alternarioze, septorioze), bacterioze Aparţin grupelor de fungicide anorganice (pe bază de cupru) şi organice (de sinteză, din diferite familii chimice) – tabelul 6.3 Acţiunea lor poate fi de contact sau sistemică. Pentru reducerea riscului apariţiei raselor patogene rezistente, risc ridicat în cazul utilizării repetate a produselor sistemice, există produse comerciale cu formulări complexe (o substanţa activă sistemică + o substanţă de contact): ex. Acrobat MZ (dimetomorf + mancozeb), Ridomil Gold MZ (mefenoxam + mancozeb) Fungicide antioidice Controlează bolile de tip făinare Aparţin grupelor de fungicide anorganice (pe bază de sulf) şi organice (de sinteză, din diferite familii chimice) – tabelul 6.4 Acţiunea lor poate fi de contact sau sistemică Fungicide antibotritice Controlează bolile de tip putregai – putregai brun (monilioze), alb (Sclerotinia sclerotiorum), cenuşiu (Botrytis cinerea) – tabelul 6.5 Fenomenul de rezistenţă la fungicide Rezistenţa dobândită a microorganismelor la fungicide poate fi înţeleasă în două moduri: la nivel individual, ca z în acre se compară caracteristicile izolatelor sensibile şi rezistente pentru a preciza determinismul genetic şi nivelul de rezistenţă, mecanismele biochimice implicate şi al nivelul populaţiei patogene, caz în care sunt precizaţi factorii care pot interfera cu structura lor şi se determină condiţiile de exprimare a unei „rezistenţe practice”, care se traduce prin scăderea eficacităţii unui tratament/unei molecule din programul de protecţie utilizat. Aceste cunoştinţe conduc la elaborarea de strategii „antirezistenţă”, necesare să menţină, în spaţiu şi timp, un bun nivel de eficacitate al produsului chimic. Un nivel scăzut de rezistenţă priveşte, în principal, fungicidele multi-sites, dicarboximidele, inhibitorii biosintezei sterolilor (IBS) fată de unele izolate de ciuperci patogene. Un nivel ridicat de rezistenţă a fost observat la diferite bacterii fată de streptomicină dar şi la ciuperci faţa de benzimidazoli, fenilamide sau strobilurine. Un nivel de rezistenţă intermediar afost întâlnit la fungicidele anilinopirimidine, carboxamide sau polioxine dar şi la streptomicină, în aczul unei rezistenţe plasmidice a bacteriilor.
88
Tabelul 6.3 Fungicide antiperonosporice Produsul comercial
Substanţa activă
Doza [kg/ha; l/ha; l/mp; g/kg] concentraţia [%]
Agenţii patogeni
Interval pauză [zile] (IP)
Anorganice Alcupral 50 WP
Cupru metalic 50% sub formă de oxiclorură de cupru
0,5% 4,0-5,0 kg/ha Plasmopara viticola Phytophthora infestans
Blue Shield 50 WG
Cupru 50%
Cupritim
Cupru 50%
Bouillie bordelaise (zeamă bordeleză)
Cupru metalic 20% sub formă de sulfat de cupru neutralizat
0,75% 7,5 kg/ha
Champion 50 WP
Hidroxid de cupru cu 50% cupru metalic
3,0 kg/ha
Sulfat de cupru
98-99,5% sulfat de cupru cu 25-25,3% cupru metalic
8,0 kg/ha
Phytophthora infestans
0,2% 2,0 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola
14
Organice Antracol 70 WP
Propineb 70%
Dacmancoz 80 WP Dithane M-45
Mancozeb 80%
21
Winner M 80 Previcur 607 SC
Propamocarb 607g/l
0,15%
Proplant 72,2 SC
Propamocarb 722g/l
0,15-0,25% (3-5 l/m2)
Pythium ultimum Phytophthora infestans
Bravo 500 SC
Clorotalonil 500g/l
1,5-2,0 l/ha 0,2%
Phytophthora infestans Pseudoperonospora cubensis Plasmopara viticola
7
Captadin 50PU
Captan 50%
0,25% (3,0-4,0 l/m2) 4 g/kg săm.
Pythium ultimum Phytophthora parasitica
21
Captan 50 WP
Captan 50%
0,2%
Phytophthora infestans Plasmopara viticola
21
Captan 80 WP
Captan 80%
0,125%
Merpan 50 WP
Captan 50%
0,2%
Pythium ultimum
89
Continuare tabel 6.3 Amestecuri Acrobat MZ
Dimetomorf 9% + mancozeb 60%
2,0 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola P. cubensis
Curzate Manox
Cimoxanil 5% + mancozeb 18% + oxiclorură de cupru 50%)
0.2-0.25% 2.5 kg/ha
P. cubensis Plasmopara viticola
Curzate Manox
4% cimoxanil + 25% cupru + 18% mancozeb
2,5 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola P. cubensis
Equation Pro
Cimoxanil 30% + famoxadon 22,5%
0,4% 4,0 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola
Planet 72 WP
Metalaxil 8% + mancozeb 64%
0.25% 2.5 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola P. cubensis
Ridomil Gold MZ 68WP
Mefenoxam 4% + mancozeb 64%
0,25% 2,5 kg/ha
Ridomil Gold Plus 42,5WP
Mefenoxam 2,5% + cupru metalic 40%
0,3% 3 kg/ha
Shavit F 71,5WP
Triadimenol 1,5% + folpet 70%
0,2% 2,0 kg/ha
Phytophthora infestans Plasmopara viticola Peronospora destructor
Phytophthora infestans Plasmopara viticola P. cubensis
Doza : cantitatea de substanţă (preparat) aplicată pe unitatea de suprafaţă (ha) sau volum Concentraţia: cantitatea de substanţă activă (produs) conţinută într-o unitate de volum sau de masă a unei soluţii.
Zeama bordeleză este o suspensie albăstruie, fără miros, la prepararea căreia se foloseşte sulfatul de cupru şi var. Concentraţia zemei bordeleze este dată de cantitatea de sulfat de cupru. Pentru prepararea a 100 litri zeamă bordeleză în concentraţie de 1%, se folosesc 1 kg sulfat de cupru şi 0,5 kg var nestins (sau var stins, 2 kg). Pentru obţinerea zemei bordeleze sunt necesare 2 vase (lemn sau beton); unul cu o capacitate de 110 – 120 l, iar altul de 60 – 70 l. În vasul cel mare se pune varul, stins în prealabil cu puţină apă, peste care se toarnă 50 l apă, rezultând 50 l hidroxid de calciu (lapte de var). Sulfatul de cupru se mărunţeşte bine, se pune într-un săculeţ, care se introduce în 50 l apă (de preferinţă caldă) în vasul cel mic. După dizolvare, sulfatul de cupru se toarnă treptat peste laptele de var. Suspensia obţinută în urma turnării sulfatului de cupru peste laptele de var este formată din particule mai fine, cu depunere ceva mai lentă. O zeamă bordeleză corect pregătită are o reacţie uşor alcalină. Pentru determinarea pH-ului se foloseşte hârtia roşie de turnesol, care la o astfel de reacţie se va albăstri uşor (dacă suspensia este acidă hârtia se va colora în roşu, iar dacă este puternic alcalină, se va colora în albastru). Reacţia suspensiei poate fi apreciată şi după culoarea acesteia: culoarea albastră – verzuie indică o aciditate mare, iar cea albastră – deschis, o alcalinitate mare, în ambele cazuri fiind contraindicată folosirea zemei bordeleze, deoarece produce arsuri. Prepararea zemei bordeleze nu se va face în vase de metal, ci numai în vase de lemn, plastic sau bazine de beton iar agitarea în aceste recipiente se execută numai cu obiecte care nu se oxidează (lemn, plastic). Zeama bordeleză se foloseşte numai în ziua în care a fost pregătită. Limitele concentraţiei: 0,5 – 5%. Frecvent se foloseşte în concentraţie de 0,5 – 1%. Este eficace în combaterea a numeroase bacterioze şi micoze – în special mănări. In România se comercializează preparatele industriale - Bouille bordelaise, sub formă pulbere umectabilă. Zeama bordeleză este foarte selectivă pentru fauna utilă, putând fi introdusă în schemele de combatere integrată.
90
Tabelul 6.4 Fungicide antioidice Produsul comercial
Substanţa activă
Doza [kg/ha; l/ha; l/mp; g/kg] concentraţia [%]
Agenţii patogeni
Clarinet
Pirimetanil 150g/l + fluquinconazole 50 g/l)
0.1%
Podosphaera leucotricha
Karathane FN 75
Dinocap 25%
0.1%
Kumulus S
Podosphaera leucotricha Uncinula necator Leveillula taurica Sphaerotheca pannosa var. persicae
21
0.3%
Podosphaera leucotricha Uncinula necator
4
0.4
Uncinula necator Sphaerotheca fuliginea
4
Podosphaera leucotricha Uncinula necator Efect şi asupra acarienilor
30
Leveillula taurica Sphaerotheca fuliginea Sphaerotheca pannosa var. persicae
7
Sulf 80% Microthiol
Interval pauză [zile] (IP)
Polisulfura de calciu
Max. 3% sulf tiosulfuric + min. 12% sulf polisulfhidric
2% 30l/ha
Rubigan 12 CE
Fenarimol 120g/l
0,03%
Shavit 25 EC
Triadimenol 250 g/l
0.05% 0.5 l/ha
Podosphaera leucotricha Sphaerotheca fuliginea
0.02%
Uncinula necator
Sumi - 8 12.5WP
Diniconazol 12,5%
0.015% 0.15 kg/ha
Podosphaera leucotricha Uncinula necator
Stroby DF
Kresoxim metil
0.2 kg/ha
Uncinula necator
Thiovit Jet 80 WG
Sulf 80%
3.0 kg/ha
Uncinula necator Sphaerotheca fuliginea Podosphaera leucotricha
Topas 100 EC
Penconazol 100 g/l
0.035% 0.025% 0.250 l/ha
Leveillula taurica Sphaerotheca fuliginea Uncinula necator
Zato 50 WG
Trifloxistrobin 50%
0.01%
Podosphaera leucotricha
7 7 28
Doza : cantitatea de substanţă (preparat) aplicată pe unitatea de suprafaţă (ha) sau volum Concentraţia: cantitatea de substanţă activă (produs) conţinută într-o unitate de volum sau de masă a unei soluţii.
91
Tabelul 6.5 Fungicide antibotritice Produsul comercial
Substanţa activă
Doza [kg/ha; l/ha; l/mp; g/kg] concentraţia [%]
Agenţii patogeni
Bavistin
Carbendazim 50%
0.085%
B. cinerea viţă de vie
Calidan SC
Iprodion 175 g/l carbendazim 87,5 g/l)
+
0.15% 2 l/ha
B. cinerea tomate solar B. cinerea viţă de vie
21
Konker
Vinclozolin 250g/l carbendazim 165g/l
+
0,125% 1,25l/ha
Botrytis cinerea Monilinia laxa Monilinia fructigena
21
Rovral 75 WG
Iprodion 75%
0,6-0,8kg/ha
B. cinerea viţă de vie
Sumilex 50PU
Procimidon 50%
0,05%
B. cinerea tomate, ardei, căpşun Alternaria solani tomate Sclerotinia sclerotiorum fasole Monilinia laxa
Sumilex 50WP
Procimidon 50%
0,1%
Botrytis cinerea
Switch 62.5 WG
Fludioxonil 25% ciprodinil 37.5%
0.6 kg/ha
B. cinerea viţă de vie
Topsin 70 PU
Tiofanat metil
0.07%
B. cinerea căpşun Monilia sp.
0.15%
B. cinerea căpşun
0.8-1.0 l/ha
B. cinerea viţă de vie
0.08% 0.8 l/ha
B. cinerea tomate, castraveţi, ceapă, lalele
2.0 kg/ha 0.2%
B. cinerea viţă de vie, tomate, căpşun Monilia laxa, M. fructigena
Teldor 500 SC
Fenhexamid 500 g/l
+
Interval pauză [zile] (IP)
3 - 14
14
Produse biologice Trichodex 25 WP
Trichoderma harzianum
Doza : cantitatea de substanţă (preparat) aplicată pe unitatea de suprafaţă (ha) sau volum Concentraţia: cantitatea de substanţă activă (produs) conţinută într-o unitate de volum sau de masă a unei soluţii.
Mecanisme de rezistenţă Mecanismul de rezistenţă întâlnit în mod frecvent la ciuperci corespunde unei afinităţi mai rduse a ţintei faţă de fungicid. Astfel, pentru benzimidazoli şi fenilcarbamaţi, substituirea unui singur aminoacid al ß-tubulinei conduce la un nivel foarte ridicat de rezistenţă. In funcţie de poziţia în care are loc acest fenomen (198, 200 sau 240) el conduce sau nu la o rezistenţă încrucişată.
92
Detoxifierea moleculelor fungicide constituie un alt mecanism de rezistenţă, atât la bacterii cât şi la ciuperci. In aceste sisteme de degradare ar putea fi implicat glutationul sau alte molecule cu grupare tiol, fie substanţe chelatante. O pătrundere redusă a fngicidelor în celulele microbiene este descrisă pentru Alternaria kikuchiana în cazul polioxinelor.
Strategii antirezistenţă. Scopul unei strategii antirezistenţă este garantarea unei bune eficacităţi a moleculei chimice, în timp şi spaţiu; această strategie trebuie să încetinească – şi chiar să împiedice – evoluţia populaţiilor microbiene către praguri critice de rezistenţă. Datele din practică şi cele rezultate în urma studierii unor modele evidenţiază faptul că stategia de bază constă în limitarea numărului de aplicări a moleculelor active „cu risc”. Obiectivul este acela de a construi programe de tratament eficace şi care să evite apariţia şi instalarea fenomenului de rezistenţă. Pentru o moleculă deja utilizată şi la care se semnalează rezistenţă, studiile de teren pot furniza indicaţii asupra posibilităţilor de limitare a utilizării sale. In schimb, pentru noi molecule active, deciziile sunt luate a priori, din motive de precauţie şi cu necesitatea supravegherii populaţiei patogene. De asemenea, alternarea moleculelor active din familii chimice diferite, cu ţinte celulare diferite, reprezintă un alt element al strategiei antiparazitare. Astfel, în plantaţiile de viţă de vie, diferitele produse antibotritice au o singură aplicare anuală/famile chimică. Asocierea (amestecul) produselor fungicide cu moduri de acţiune diferită constuituie strategia antirezistenţa preferată de firmele fitosanitare (Lepoivre, 2003). Diferite alte măsuri pot fi complementare: supravegherea populaţiei patogene şi limitarea dezvoltării acesteia prin măsuri profilactice (control biologic, măsuri tehnologice) 6.6. Combaterea biologică a bolilor plantelor Combaterea biologică reprezintă o metodă de reducere a pagubelor produse de agenţii fitopatogeni, dăunătorii sau buruienile culturilor agricole prin utilizarea unor organisme vii sau produse ale activităţii metabolice a acestora. Ea răspunde cerinţelor unei agriculturi ecologice sau organice, reducând poluarea mediului şi a recoltei, diminuând apariţia fenomenului de rezistenţă la pesticide. Organismele care au potenţial în combaterea biologică (ciuperci sau bacterii) se numesc Agenţi Biologici de Control (ABC). Combaterea biologică a agenţilor fitopatogeni are ca obiective reducerea inoculului patogenului (diminuarea supravieţuirii între ciclurile de cultură, limitarea extinderii) şi reducerea gravităţii atacului. În acest scop, un agent biologic ideal de control trebuie să îndeplinească o serie de cerinţe: • stabilitate genetică • producere de inocul în cantitate mare • germinare şi creştere rapidă pentru ocuparea substratului • cerinţe diferite faţă de temperatură, umiditate, pH, comparativ cu patogenul ţintă • eficacitate în concentraţii reduse • capacitate mare de supravieţuire în condiţii de mediu extreme; exigenţe nutriţionale reduse • spectru larg de acţiune 93
• • •
toleranţă faţă de alţi ABC; toleranţă sau rezistenţă la pesticide; compatibilitate cu alte tratamente să nu producă metaboliţi secundari toxici – să nu fie patogen pentru plante, om, animale, albine posibilitate de formulare, conservare şi comercializare pe scară largă
6.6.1. Combaterea biologică a bolilor plantelor prin utilizarea ciupercilor Mecanisme de acţiune. Spectrul de acţiune al ABC este variat. De exemplu, specia Trichoderma viride (unul dintre cei mai cunoscuţi şi studiaţi ABC) este eficace faţă de peste 120 de specii de ciuperci fitopatogene; Gliocladium roseum, Chaetomium sp., Epicoccum purpurascens – la peste 20 de specii patogene iar Coniothyrium minitans – la peste 10 specii de ciuperci patogene. Din categoria celor mai cunoscuţi ABC, clasici, fac parte speciile genurilor Trichoderma, Trichothecium, Penicillium, Aspergillus, Chaetomium precum şi Pythium oligandrum sau Fusarium lateritium. Asupra acestora există numeroase cercetări, cele actuale explorând domeniul molecular şi biochimic. Capacitatea speciilor de Trichoderma de a controla patogeni, în special ai solului, este cunoscută de la sfârşitul anilor ‘20 dar abia începând cu 1990 au fost comercializate sub formă de biopreparat, ceeea ce indică necesitatea acumulării de cunoştinţe considerabile înainte de utilizarea practică a unui asemenea mijloc de combatere. Dintre microorganismele nou izolate şi utilizate ca ABC se pot enumera: Coniothyrium minitans, Sporidesmium sclerotivorum, Epicoccum purpurascens, Verticillium bigutattum, Talaromyces flavus, Ulocladium atrum, Cladosporium tenuissimum. Majoritatea agenţilor biologici de control sunt selecţionaţi din grupul ciupercilor Fungi Imperfecti, unul din motive fiind lipsa formelor de înmulţire sexuată, generatoare de recombinări genetice şi mutaţii; se diminuează, astfel, variabilitatea genetică a populaţiilor, stabilitatea genetică este mai mare, ca şi adaptabilitatea la diferite condiţii.
Cele mai importante mecanisme de acţiune ale agenţilor biologici de control sunt: antagonismul microbian şi premuniţia. Studiul acestor mecanisme de acţiune reprezintă o etapă importantă în formularea de preparate biologice deoarece contribuie la selecţia izolatelor eficace sau la ameliorarea genetică a celor selecţionate, răspunde la cerinţele dosarului de omologare şi contribuie la optimizarea metodei şi a momentului de aplicare. Cunoaşterea mecanismelor de acţiune este adesea fragmentară, interacţiunea plantă - patogen – agent biologic de control - alte microorganisme prezente în mod natural - mediu fiind foarte complexă. Aceste interacţiuni sunt studiate adesea in vitro, în scopul simplificării modelului experimental, dar interpretarea lor este delicată deoarece concordanţele între modul de acţiune in vitro şi protecţia furnizată plantei nu se verifică întotdeauna. Antagonismul microbian: asocierea dintre microorganisme, unul dintre acestea exercitând acţiune inhibitorie sau de distrugere a celuilalt. Microorganismele antagoniste pot fi clasificate în 3 categorii: antagonişti adevăraţi - microorganisme cu însuşiri bine fixate ereditar, producătoare de antibiotice în cultură pură şi în lipsa speciei afectate; microorganisme de adaptare (induse), producătoare de antibiotice numai în prezenţa speciei afectate şi microorganisme cu însuşiri slab fixate ereditar, ce se manifestă la izolarea lor din natură dar dispar după cultivarea în laborator. Antagonisţii pot acţiona direct, prin colonizarea substratului, producere de antibiotice, parazitism sau indirect (prin stimularea mecanismelor de rezistenţă ale plantei).
94
Colonizarea substratului şi concurenţa pentru elemente nutritive este un mecanism care intră în joc atunci când acelaşi produs este simultan consumat de mai multe microorganisme. Pentru a fi un competitor eficace, un antagonist trebuie să fie capabil să utilizeze rapid şi eficace elementele nutritive prezente în concentraţii reduse în substrat. Demonstrarea experimentală a acestui mecanism de acţiune este dificilă (fiind implicate şi funcţii metabolice specifice fiecărui microorganism în parte). Competiţia pentru elemente nutritive între izolatele de Trichoderma şi Pythium ultimum (patogen de sol, care atacă plăntuţele în primele faze de dezvoltare) a fost sugerată de observarea unei colonizări rapide de către agentul biologic a substratului, corelată cu diminuarea simptomelor. Există însă şi alte mecanisme: anumite izolate de Trichoderma sunt capabile să metabolizeze rapid exsudatele elaborate de seminţele în curs de germinare, diminuând concomitent germinarea sporangilor patogenului. Ciuperca saprofită Ulocladium atrum s-a dovedit eficace în inhibarea sporuulării patogenului B. cinerea la numeroase gazde. Presupusul mod de acţiune este pre-colonizarea ţesuturilor necrotice, puţine informaţii existând asupra interacţiunii directe între cele două specii. Ulocladium atrum este un promiţător agent biologic de control al patogenului B. cinerea la căpşuni şi alte culturi (plante ornamentale, viţă de vie).
Antibioza (producerea de antibiotice care interferează cu germinarea, creşterea miceliană sau sporularea patogenului ţintă). Este modul de acţiune cel mai studiat la agenţii biologici de control. Astfel de antibiotice (de exemplu gliotoxinele şi glioviridinele elaborate de speciile genului Gliocladium) lizează şi distrug celulele patogenului ţintă. De asemenea, speciile de Trichoderma sunt capabile să producă un număr mare de metaboliţi secundari, dintre care unii au rol în procesul de antagonism (trichodermol, butenolida, harzianolida). Aceşti compuşi antimicrobieni constituie un grup foarte heterogen, ca structură şi mod de acţiune. Parazitismul (micoparazitismul) pare a fi mecanismul cheie al antagoniştilor; cel mai bine studiat mecanism este cel al speciilor genului Trichoderma, care în afara producerii de antibiotice, încolăcesc filamentele patogene şi le penetrează fie mecanic, cu sau fără formare de structuri specializate (haustori), fie prin enzime litice (chitinaze, celulaze, endo- şi exo – 3 glucanaze) care degradează pereţii celulari ai ţintei. Specia Darluca filum (Sphaerellopsis filum) este un micoparazit al uredinalelor; ciuperca colonizează pustulele de spori şi produce conidii diseminate prin picăturile de ploaie. Deşi apare numai natural pe uredinale, poate fi cultivată în laborator, ceea ce demonstrează oportunitatea creşterii ciupercii in vitro şi reintroducerea în câmp. Este un potenţial agent biologic de control mai ales pentru culturi perene deoarece se oferă posibilitatea inoculului să fie transmis de la un an la altul. Patogenii ţintă : Melampsora sp., Puccinia coronata, Phragmidium violaceum. Micoparazitismul este un fenomen natural. Un exemplu tip în acest sens îl constituie ciuperca Ampelomyces quisqualis care penetrează hifele miceliene, conidioforii şi cleistoteciile (periteciile) tinere ale erisiphaceelor; timp de 7-10 zile ciuperca se răspândeşte fără a distruge gazda, la 2-4 zile de la formarea fructificaţiilor sale (picnidii) celulele fiind distruse. Coniothyrium minitans este un micoparazit al scleroţilor, parazitând activ şi degradând scleroţii ciupercii Sclerotinia sclerotiorum. Ca şi gazda sa, C. minitans este răspândită larg şi a fost izolată din numeroase eşantioane de sol. De la descoperirea sa, C. minitans a fost utilizată pentru controlul biologic al unor patogeni ai plantelor, fiind mai eficace faţă de S. sclerotiorum decât Gliocladium catenulatum sau Trichoderma viride.
95
Antagonistul P. oligandrum este folosit în protecţia biologică a culturilor, fiind eficace faţă de numeroşi agenţi fitopatogeni: Botrytis cinerea Fusarium oxysporum Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici, Mycosphaerella pinodes, Phoma medicaginis var. pinodella, Phytium ultimum, Rhizoctonia solani, Verticillium albo-atrum, tratamentele fiind aplicate prin inocularea suprafeţei seminţelor înainte de semănat, pulverizarea plantelor sau tratarea solului. Biopreparatul este comercializat sub numele de Polyversum, fiind formulat pe bază de oospori. Căile indirecte de acţiune ale agenţilor biologici de control sunt reprezentate de stimularea mecanismului de rezistenţă al plantei: agenţii biologici de control care pătrund în ţesuturile rădăcinilor plantelor determină stimularea mecanismului de rezistenţă prin formarea de bariere structurale sau prin acumularea de compuşi fenolici, fungitoxici. Un exemplu tipic îl constituie speciile Trichoderma harzianum, Pythium oligandrum. De asemenea, activarea rezistenţei plantei se poate realiza folosind tulpini hipovirulente (cu virulenţă slabă) ale patogenilor, fenomen cunoscut sub numele de premunizare. Cea mai cunoscută este tulpina hipovirulentă Fusarium oxysporum 47, care stă la baza biopreparatului Fusaclean, pentru combaterea ofilirii legumelor şi plantelor ornamentale, produsă de Fusarium oxysporum. Agenţii biologici de control – ciuperci - formulaţi şi comercializaţi sub formă de biopreparate sunt prezentaţi în tabelul 6.6.
Studiu de caz – Trichoderma sp. Speciile genului Trichoderma sunt, fără îndoială, printre cele mai studiate la nivelul mecanismelor de acţiune. Mai multe mecanisme de acţiune au fost evidenţiate (competiţie, producere de antibiotice, micoparazitism, inducerea rezistenţei plantei, interferenţa cu factorii de virulenţă ai patogenului). Aceste mecanisme pot interveni singular, asociat sau secvenţial. Adaptarea ecologică foarte largă a izolatelor şi posibilitatea de a creşte pe substraturi puţin costisitoare a făcut din Trichoderma un candidat potanţial interesant pentru numeroase aplicaţii în lupta biologică. Totuşi, în ciuda unor selecţii riguroase a celor mai bune izolate, acestea arată adesea performanţe insuficiente în timpul testelor de protecţie în câmp. Sensibilitatea izolatelor la diferiţi factori de mediu explică, în parte, aceste rezultate insuficiente. În cadrul aceleiaşi specii, capacitatea de protecţie diferă de la un izolat la altul în funcţie de temperatură. Umiditatea relativă inadecvată este un alt factor care limitează capacitatea speciilor T. harzianum şi T. viride de a coloniza ţesuturile vegetale; condiţiile de secetă afectează puternic creşterea lor iar lipsa de oxigen devine factor limitativ în condiţii de exces de umiditate. Disponibilitatea elementelor nutritive este, de asemenea, importantă deoarece germinarea conidiilor de Trichoderma necesită un aport exogen de nutrienţi. Aceste cerinţe explică necesitatea dezvoltării unei formulări adecvate care, în caz de aport de elemente nutritive, să nu favorizeze patogenul. O altă limită importantă a utilizării speciilor de Trichoderma rezidă în potenţialul lor patogen faţă de ciupercile de cultură (comestibile) şi plante (batat, portocale, mere). În acest context, la selecţia unei suşe antagoniste, este obligatorie efectuarea unui test de patogenitate faţă de plante. Combaterea biologică trebuie să-şi demosnstreze lipsa de pericol pentru om. În general, speciile de Trichoderma sunt nepatogene pentru om, dar unele izolate de T. viride şi T. koningii s-au dovedit patogene pentru pacienţii imunodepresivi. Unele alergii au fost raportate, de asemenea, în cazul unei concentraţii ridicate de spori de Trichoderma în aer. De asemenea, genul Trichoderma sintetizează şi un număr mare de metaboliţi secundari, ale căror proprietăţi tocicologice şi ecotoxicologice trebuie cunoscute. De exemplu, unele izolate de Trichoderma viride produc gliotoxine cu DL50 relativ ridicată: 25-50 mg/kg corp şobolani. În câmp, utilizarea izolatelor de Trichoderma demostrează rar o eficacitate şi o reproductibilitate suficientă, aceste criterii fiind îndeplinite, mai uşor în condiţii controlate de mediu, în sere. Aplicarea speciilor de Trichoderma poate fi combinată cu tratamentele chimice, aplicate în doze şi la frecvenţe mai reduse faţă de folosirea singulară a produselor chimice. Biopreparatele pe bază de Trichoderma pot fi administrate prin încorporare directă în sol sau în compostul folosit ca îngrăşământ pentru amendarea solului ca şi prin tratarea seminţelor.
96
Tabelul 6.6. Agenţi biologici de control – ciuperci - comercializaţi pentru combaterea patogenilor plantelor
Specia antagonistă
Coniothyrium minitans
Specia ţintă patogeni de sol Sclerotinia sclerotiorum S. minor
Nume comercial
Ţara
Contans Koni
Austria, Germania, Ungaria, Elvetia, USA
Fusarium oxysporum (nepatogen)
F. oxysporum F. moniliforme
Biofox C Fusaclean
USA
Gliocladium virens
Rhizoctonia solani Pythium sp.
SoilGard Primastop
USA Finlanda
Pythium oligandrum
Pythium sp. Fusarium sp. Phytophthora sp. Aphanomyces sp. Rhizoctonia solani Sclerotium cepivorum
Polyversum (Polygandron)
Cehia
Talaromyces flavus
Verticillium dahliae V. albo-atrum R. solani
Protus WG
USA
Trichoderma harzianum
S. sclerotiorum Phytophthora sp. R. solani Pythium sp. Fusarium sp. Verticillium sp. Putregaiuri ale lemnului şi produselor din lemn
BioFungus Binab T Root Pro Root Shield Supresivit Trichopel Trichoderma 2000 Mycotrol
USA UE N. Zeelanda
Trichoderma viride
Rhizoctonia sp. Pythium sp. Fusarium sp.
Trieco
India
patogeni ai filosferei şi produselor depozitate Ampelomyces quisqualis Erysiphaceae AQ 10
USA
Candida albidus
Botrytis cinerea Penicillium expansum
Yield Plus
Africa de Sud
Candida oleophila
Botrytis sp. Penicillium sp.
Aspire
USA Israel
Trichoderma harzianum
Botrytis cinerea Boli foliare
Trichodex Trichoseal
Israel, Grecia, Elvetia, Romania, USA, Ungaria, Croaţia, N. Zeelanda
97
6.6.2. Combaterea biologică a bolilor plantelor prin utilizarea bacteriilor Bacterii PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria). Bacteriile care protejează şi stimulează creşterea şi germinarea plănţuţelor se numesc PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) şi sunt reprezentate de specii din genul Pseudomonas (Ps. putida fluorescens), Bacillus (B. subtilis, B. cereus, B. circulans), Azospirillum (A. brasiliense, A. lipoferum). Rizosfera plantelor este o zonă de intensă activitate microbiană şi unele bacterii din această zonă numite rizobacterii colonizează activ rădăcinile, exercitând efecte benefice asupra creşterii şi dezvoltării plantelor. Aplicate iniţial pentru a mări fertilitatea solului (prin creşterea cantităţii de azot) bacteriile PGPR au fost folosite apoi pentru suprimarea patogenilor de sol. Principalele mecanisme de acţiune ale PGPR activate în controlul biologic sunt: competiţia pentru elemente nutritive mai ales pentru fier (producere de siderofori) şi spaţiu; producere de antibiotice: (pyrolnitrina, pyocyanină, acid cianhidric) şi degradarea toxinelor produse de patogeni; producerea de enzime litice - chitinaze şi β ,3 glucanaze care degradează chitina şi glucanii prezenţi în celulele fungilor; inducerea de rezistenţă. Competiţia pentru fier, rolul sideroforilor. Competiţia cu alte bacterii joacă un rol esenţial în cinetica dezvoltării unei populaţii patogene. O populaţie saprofită care colonizează rizosfera poate limita disponibilitatea în elemente nutritive şi frâna dezvoltarea patogenilor. Fierul este un element indispensabil vieţii microorganismelor aerobe, fiind însă puţin solubil şi ca urmare puţin disponibil în sol, unde se află sub formă de oxizi şi hidroxizi insolubili. În mediile cu carenţă în fier unele bacterii, ca Ps. putida fluorescens sintetizează şi excretă siderofori (pyoverdine, pseudobactine), molecule capabile să chelateze Fe3+. Complexul astfel format este recunoscut, mai mult sau mai puţin specific de proteine membranare receptoare ale bacteriei producătoare şi, odată în interiorul celulei acesta este redus în fier asimilabil Fe2+. Eficacitatea procesului este legată de afinitatea sideroforului pentru fier, cantitatea de siderofori produşi, specificitatea recunoaşterii complexului de către receptorii membranari. Această chelatare a fierului de către siderofori face acest element indisponibil pentru alte microorganisme care vor fi astfel excluse din rizosfera colonizată. Acest mod de acţiune a fost descris la Ps. fluorescens şi a fost confirmat prin utilizarea de mutanţi siderofori negativi care au pierdut capacitatea de a controla boala.
Producerea de antibiotice. În afara producerii de siderofori, unele bacterii ale rizosferei sunt capabile să sintetizeze substanţe antibiotice care inhibă creşterea microorganismlor patogene. Numeroşi compuşi antibiotici au fost izolaţi şi identificaţi la bacteriile rizosferei, mai ales a celor din genurile Pseudomonas şi Burkholderia (fostă Pseudomonas): pyrolnitrina, pyoluteorina, tropolone, phenazina, acidul antranilic, oomicina A şi acidul cianhidric. Rolul biologic al metaboliţilor pare să fie asigurarea unui avantaj competitiv în colonizarea rizosferei, un mediu bogat în nutrienţi exsudaţi de plantă. Acest rol este evidenţiat, în mod obişnuit, utilizând mutanţi care şi-au perdut capacitatea de a-i sintetiza, pierzând astfel şi capacitatea de a inhiba agenţii patogeni. Ca grup, genurile Pseudomonas şi Burkholderia reprezintă o bogată sursă de compuşi interesanţi, care stau la baza sintetizării de molecule chimice moderne, cu spectru larg de acţiune, structural legate de pyrolnitrină – fenilpiroli (fludioxonil). Aceste fungicide sunt active faţă de ascomicete, basidiomicete şi ciuperci imperfecte.
98
În ultimii ani genele responsabile de producerea metaboliţilor antifungici au fost izolate de la tulpinile producătoare (gene care codifică sinteza phenazinei, pyrolnitrinei, pyoluteorinei ş.a.) studiul acestora dând o înţelegere a biologiei şi biochimiei acestor compuşi. În plus, prin inginerie genetică se pot dezvolta tulpini modificate, care produc cantităţi mai mari de compuşi antifungici comparativ cu tulpinile iniţiale şi care au, ca urmare, eficacitate mai mare în biocontrol. De asemenea, enzimele care participă la biosinteza metaboliţilor naturali ar putea fi folosite în strategii de biocataliză în modificarea sau sinteza a noi structuri chimice.
Inducerea rezistenţei. În anii ‘80 studii asupra PGPR au sugerat că unele bacterii activează sistemul de apărare al plante, lipsind o antibioză directă a tulpinilor contra patogenilor sau în corelaţie cu biocontrolul dat de activarea creşterii plantei. În 1991 aceste supoziţii se accentuează. Această activare a rezistenţei plantelor a fost numită rezistenţă sistemica indusă (Induced Systemic Resistance - ISR) şi depinde de colonizarea sistemului radicular de către o populaţie suficient de mare de bacterii PGPR, realizată în principal prin tratarea seminţelor cu suspensii bacteriene. Se consideră că principalele mecanisme prin care este indusă ISR sunt: modificări structurale şi ultra-structurale ale pereţilor celulari ai plantei gazdă (lignificare, bariere structurale – caloze şi acumularea de compuşi fenolici la locul de pătrundere al unor patogeni ca P. ultimum, F. oxysporum f.sp. radicis lycopersici; modificări biochimice şi fiziologice în planta gazdă, ISR fiind asociată cu acumularea de proteine PR (Pathogenesis Related Proteins), sinteza de fitoalexine sau alţi metaboliţi secundari. Bacteria Bacillus cereus stimulează rezistenţa plantelor de tomate la atacul patogenilor Alternaria solani, Phytophthora infestans, Septoria lycopersici iar aplicarea rizobacteriilor concomitent cu fungicide ar permite reducerea dozei acestora. Alte exemple de stimulare a rezistenţei plantelor la atacul unor agenţi patogeni, prin aplicarea bacteriilor PGPR sunt: Pseudomonas sp. WCS 417r faţa de Fusarium oxysporum f.sp. dianth,i F. oxysporum f.sp. raphani, Ps. tomato, A. brassicicola; Ps. putida 89B-27 faţă de F. oxysporum f.sp. cucumerinum ; Ps. fluorescens Pf1 şi FP7 faţă de Rhizoctonia solani, A. solani; Bacillus cereus faţă de P. infestans şi Septoria lycopersici. Prezent şi perspective în formularea bacteriilor PGPR. Bacteriile PGPR sunt vehiculi ideali de protecţie a culturilor, putând fi aplicate la sămânţă sau la sol, înainte de semănat sau la transplantare. În plus faţă de controlul direct asupra patogenilor de sol acestea pot induce rezistenţă sistemică, reprezentând o alternativă la controlul chimic. Un important avantaj este acela că, o dată rezistenţa sistemică indusă, mecanismele naturale de aparare ale plantei rămân operaţionale pentru perioade lungi de timp chiar dacă populaţia bacteriană intră în declin. În 1985, Gustafson Inc. (Texas) au introdus primul produs comercializat pe bază de PGPR în SUA folosind o tulpină de B. subtilis A-1 şi tulpini înrudite GBO3 şi GBO7 (comercializate sub numele de Quantum, Kodiak şi respectiv Epic). Aceste produse pot fi folosite în combinaţii cu fungicidele pentru protecţia seminţelor la atacul patogenilor de sol. În China, bacteriile PGPR se folosesc de peste 20 de ani şi sunt cunoscute ca Yield-Increasing Bacteria (YIB) şi sunt aplicate în culturi, pe scară largă - peste 20 de milioane de hectare. Comercializarea produselor pe bază de PGPR este în continuă expansiune (produsul Kodiak este folosit în culturile de soia, alune şi legume. Aplicarea unui amestec de agenţi biologici este mult mai aproape de situaţiile naturale şi ar putea lărgi spectrul de control şi întări eficacitatea acestuia. Aplicarea unui amestec de trei tulpini PGPR – Bacillus pumilus INR 7, B. subtilis GBO3 şi Curtobacterium flaccumfaciens ME1 ca tratament al seminţelor a dat rezultate mai bune decât aplicarea separată (diferite mecanisme de acţiune pentru fiecare tulpină). Un domeniu important al cercetărilor cu privire la controlul biologic prin utilizarea bacteriilor PGPR este formularea care să păstreze microorganismele active pentru o lungă perioadă de timp, capabilă pentru aplicarea în câmp. Astfel, bacteria Ps. fluorescens poate fi aplicată ca suspensie bacteriană sau ca pulbere. Metodele de aplicare includ tratarea seminţelor, tratarea tulpinilor, a solului sau prin stropiri foliare.
99
Alte bacterii implicate în combaterea biologică a patogenilor plantelor. În afara bacteriilor PGPR, în controlul biologic al patogenilor (de sol, ai filosferei sau ai produselor depozitate) pot fi utilizate bacterii din genurile Agrobacterium, Pseudomonas, Streptomyces sau Bacillus, inoculul acestora fiind prezent în formulări comercializate (tabelul 6.7) Tabelul 6.7 Agenţi biologici de control - bacterii - comercializaţi pentru combaterea patogenilor plantelor (adaptat după P. Lepoivre, 2004) Specia antagonistă
Specia ţintă
Nume comercial
Ţara
patogeni de sol Agrobacterium radiobacter (84)
Agrobacterium tumefaciens
Galltrol A Norbac 84 C Nogall, Diegall
USA
Bacillus subtilis
Fusarium sp. Rhizoctonia solani Aspergillus sp. Pythium sp., Phytophthora sp. Alternaria sp., Verticillium sp. Sclerotinia sclerotiorum
HiStick Nt Epic Companion Kodiak Rhozo-Plus System
Burkholderia cepacia
Rhizoctonia solani Pythium sp. Fusarium sp.
Deny Blue Circle Precept, Intercept
Pseudomonas fluorescens
Fusarium sp.
Conquer
USA, Australia
Streptomyces griseovirides
Fusarium sp. Alternaria brassicicola Phomopsis sp. Botrytis sp. Pythium sp. Phytophthora sp.
Mycostop
USA UE
Streptomyces lydicus
Pytium Rhizoctonia Phomopsis
Acinovate
USA
Bacillus subtilis
patogenii filosferei şi produselor depozitate Erysiphaceae, Oomycetes Serenade Cercospora sp. Alternaria sp. Phytophthora infestans Erwinia amylovora Putregaiuri de depozit
USA Suedia
USA
USA
Pseudomonas chlororaphis
Fusarium sp.
Cedomon
USA
Pseudomonas fluorescens
Erwinia amylovora
BlightBan A 506
USA
Pseudomonas syringae
Botrytis cinerea Penicillium sp. Mucor sp.
BioSave 100 BioSave 1000 BioSave 110
USA
100
Studiu de caz - Agrobacterium radiobacter Agrobacterium tumefaciens este o bacterie de sol care produce cancerul bacterian al plantelor – tumori la nivelul rădăcinilor şi coletului. Unele izolate produc o proliferare a rădăcinilor. Unele tulpini de A. radiobacter au fost izolate şi selecţionate pentru proprietăţile lor antagoniste faţă de A. tumefaciens. Este cazul tulpinii K84 care, aplicată puieţilor în pepinieră (cufundarea rădăcinilor în momentul plantării în suspensia bacteriană), previne formarea tumorilor de A. tumefaciens. Tulpina K84 nu conţine plasmida Ti dar are alte trei plasmide pAgK34, pNoc şi pAgK84, ultima purtând informaţia genetică care codifică în principal pentru producerea de agrocină 84, un analog al adeninei, inhibitor al sintezei de ADN la tulpinile patogene de A. tumefaciens dar nu şi la cea producătoare. Combaterea biologică cu ajutorul lui A. radiobacter părea promiţătoare, aşa cum demonstrează existenţa a diferite biopesticide comercializate pe baza tulpinii K84 (Galltrol-A, Norbac 84-C, Nogall, Diegall). După o fază de succes, au fost constatate mai multe situaţii de eşec (Lepoivre, 2004). Una dintre cauzele acestui eşec îl reprezintă posibilitatea transferului, prin conjugare, a plasmidei pAgK84 a tulpinii A. radiobacter K84 la tulpinile patogene de A. tumefaciens. Acest transfer face izolatele de A. tumefaciens rezistente la bacteriocină, menţinând, totodată şi puterea lor patogenă (capacitatea de a coloniza rizosfera şi de a produce tumori). Ca urmare, a fost propusă utilizarea suşelor de A. radiobacter care au pierdut capacitatea de transfer a plasmidei pAgK84, suprimându-se gena Tra responsabilă de acest transfer şi obţinându-se un substitut al suşei K84 - suşa K1026, mutant. Această soluţie ridică, însă, dificultăţi legate de utilizarea practică a unui organism modificat genetic.
Combaterea biologică a patogenilor produselor depozitate În Europa, combaterea bolilor de depozit presupune, în principal, tratamente cu fungicide care sunt aplicate în săptămânile care preced recoltarea şi/sau imediat după aceasta. Aceste tratamente previn dezvoltarea mucegaiurilor (datorită prezenţei fungicidului) pe produsele recoltate, pe toată perioada depozitării. Exigenţele noi ale consumatorilor şi reglementările în domeniul combaterii chimice, mai restrictive la nivel european, suscită un interes crescut al profesioniştilor spre metodele alternative de combatere a bolilor de depozit. În plus, marile lanţuri de distribuţie rezervă o bună parte a pieţii de fructe şi legume produselor care garantează un număr redus de tratamente şi oferă producătorilor un preţ de cumpărare uşor mai ridicat. În acest context, combaterea biologică a bolilor de depozit pare a fi o alternativă realistă la utilizarea fungicidelor, cu atât mai mult cu cât condiţiile de mediu sunt stabile şi definite în spaţiile de depozitare, protecţia trebuie asigurată pentru o perioadă relativ scurtă de timp şi produsele recoltate prezintă o valoare adăugată care permite suportarea costurilor uneori ridicate ale unui tratament biologic. Fructele au beneficiat de un mare interes în acest sens. Ciuperca Botrytis cinerea (putregaiul cenuşiu) şi unele specii de Penicillium sunt patogenii cei mai frecvent studiaţi, capabili să se dezvolte pe numeroase produse vegetale recoltate, mai ales prin răni. Deşi au apărut izolate rezistente la unele fungicide combaterea chimică rămâne global satisfăcătoare în termeni de eficacitate. Totuşi, numeroase substanţe active omologate se îndreaptă spre o utilizare progresiv interzisă sau supusă la condiţii mai restrictive în Europa. Vinclozolinul nu mai poate fi utilizat la măr şi păr decât în perioada de înflorit pentru protecţie fată de B. cinerea. Captanul este interzis în Germania şi Olanda din motive eco-toxicologice. În alte ţări europene intervalul de pauză (între ultima aplicare a acestei substanţe active şi recoltare a fost prelungit. Negocieri sunt în curs la nivel european pentru instalarea de limitări la utilizarea benzimidazolilor.(Lepoivre, 2004). Ca urmare, atenţia este îndreptată către mijloace alternative de control, combaterea biologică focalizând cercetările actuale. Numeroşi antagonişti sunt capabili să controleze patogenii B. cinerea şi P. expansum, în principal levuri (Acremonium breve, Candida guilliermondii, C. sake, C. oleophila, C. tenuis, Pichia anomala, etc.) dar şi bacterii: Bacillus subtilis, Burkholderia cepacia şi P. syringae. Numai trei biopesticide sunt în prezent omologate şi aplicate pentru combaterea bolilor de depozit ale merelor şi citricelor, două formulate pe bază de levuri (Candida oleophila (suşa I-182) - Aspire şi Candida albidus produsă sub numele de Yield Plus). Cel deal treilea biopreparat este formulat ca suspensii bacteriene de P. syringae şi comercializat sub numele de Bio Save 110 (Eco Science Crop) şi BioSave 1000, pentru combaterea putregaiurilor de răni la mere şi pere.
101
Intrebări 1. 2. 3. 4.
Care sunt principalele metode prin care prevenim instalarea patogenilor într-o cultură? Care sunt principalele mecanisme de acţiune ale agenţilor biologici de control? Care sunt dificultăţile în aplicarea combaterii biologice pe scară largă? Pentru ce tip de boli/tip de cultură/fenofaze ale plantei se poate gândi aplicarea biopreparatelor? 5. Care sunt avantajele şi limitele combaterii chimice? Argumentaţi. 6. Care sunt strategiile utilizate pentru limitarea riscului apariţiei de rase patogene rezistente la fungicide?
102
Capitolul 7
Bolile legumelor solanacee
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale legumelor solanacee, insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului culturii, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de inoculul patogen, factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate.
7.1. Bolile tomatelor Mozaicul tomatelor
Tobacco mosaic virus in tomato (TMV)
Patografie Frunze: mozaic comun (cea mai răspândită formă de manifestare): pete de culoare verdegălbuie, difuze, de mărimi diferite, izolate sau confluente, care alternează cu zone de culoare verde 1 . Limbul foliolelor este mai redus, uneori încreţit. Mozaic aucuba: pete mici, frecvent în spaţiile internervuriene, clorotice apoi albe, dispersate pe toată suprafaţa limbului. Stric: formă de manifestare deosebit de gravă; simptome vizibile după fructificare, pe nervuri şi peţioli: pete brune-negricioase, necrotice, în general sub formă de striuri alungite sau cu forme şi dimensiuni diferite, putând cuprinde uneori întreaga suprafaţă a limbului. Atacul determină uscarea frunzelor. Fructe: mozaic aucuba (în cazul infecţiilor puternice): pete brune-gălbui, cu contur nedefinit, adâncite, dispersate neuniform; stric - pete necrotice, brune-lucioase, de formă neregulată, uşor adâncite în ţesut 2 . Fructele atacate rămân slab dezvoltate, deformate. Plantele intens atacate rămân mai mici, cu un număr mai redus de fructe (atacul produce şi sterilitatea florilor).
1
2
(www.aps.net; vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
103
Agentul patogen. Virusul mozaicului tutunului – Tobacco Mosaic Virus in tomato: particule sub formă de bastonaşe rigide 3 . Sunt identificate mai multe tulpini, diferenţiate între ele prin proprietăţi biologice, biochimice şi biofizice. Inactivarea termică are loc la 90-920C. 3
(www.apsnet.org)
Plante gazdă: tutun, tomate, ardei, vinete, zinia, zârna, laur, măsălariţa, spanac etc. Transmitere şi răspândire. De la un an la altul virusul rezistă în resturile de tomate atacate, pe uneltele care au venit în contact cu plantele bolnave sau pe materialele folosite la cultura tomatelor (araci, sfoară etc.), pe pereţii şi instalaţiile serelor, precum şi pe tocurile şi ramele de răsadniţă. Acest virus rezistă timp îndelungat şi în tutunul din ţigări. Transmiterea virusului se face şi prin sămânţă (extern şi intern). Factori favorabili temperatura scăzută, umiditatea ridicată şi insuficienţa luminii (viroză mai răspândită în ciclul II de cultură din sere, datorită temperaturii mai scăzute şi a nebulozităţii ridicate). Elemente de protecţie cultivarea de soiuri/hibrizi cu toleranţă/rezistenţă la TMV adunarea şi se distrugerea resturilor de plante (inclusiv rădăcinile) igienizarea serelor (pereţi, părţi interioare ale serelor şi înmulţitorului, răsadniţe) prin spălate cu jet de apă (pentru îndepărtarea resturilor vegetale) dezinfecţia pământului la începutul fiecărui ciclu de producţie: termică (cu vapori supraîncălziţi: la adâncimea de 30cm, 90-960C, 1 oră) sau chimică dezinfectarea ghivecelor, lădiţelor, uneltelor, materialelor (sfori, araci) prin cufundare în soluţie de fosfat trisodic (10%) dezinfecţia mâinilor cu soluţie de fosfat trisodic (3%) utilizarea de sămânţă sănătoasă, recoltată de la plante neinfectate, dezinfectată termic (24 ore la 800C) sau chimic. Dezinfecţia superficială a seminţelor se poate realiza prin cufundare 10-30 minute într-o soluţie de hidroxid de sodiu (2%), fosfat trisodic (1%) sau permanganat de potasiu (1%), urmată de clătire în mai multe ape şi uscare. examinarea răsadului, după repicare, cu eliminarea plantelor bolnave; triere foarte riguroasă înainte de plantare. reducerea trecerilor printre plante, pentru evitarea generalizării atacului în seră. Dezinfectarea (prin fierbere) a halatelor de lucru şi schimbarea acestora de 2 ori pe zi, pentru a se evita infecţia prin contact cu sucul lipit mai ales pe mâneci (care ”se înverzesc”), cel puţin până la recoltarea primelor 2 etaje de fructe. menţinerea unei temperaturi 28-300C în zilele senine şi de 20-220C în cele înnorate (mozaicul se manifestă mai intens în condiţii de temperatură scăzută şi luminozitate redusă)
104
prevenirea şi oprirea generalizării infecţiei la plantele tinere: stropiri cu lapte smântânit, diluat cu apă în proporţii egale, cu o oră înainte de repicare, precum şi înainte de legat sau cârnit. premunizarea soiurilor sensibile (protecţie faţă de tulpini virulente de VMT): inocularea tomatelor în faza de răsad cu o tulpină atenuată (sau avirulentă) a virusului
La culturile de tomate din câmp, prevenirea infecţiei se poate realiza prin: rotaţie raţională; agrotehnică corespunzătoare; adunarea şi arderea resturilor de plante după recoltare. In măsura în care este posibil, tomatele se vor amplasa la distanţe cât mai mari de speciile sensibile la VMT.
105
Filozitatea tomatelor
Cucumber masaic virus in tomato (CMV)
Semnalată, în principal, în culturile din câmp şi grădini şi la soiurile tardive. Patografie. Apariţia primelor simptome se observă încă din faza de răsad sau îndată după plantare. Frunze: frunze mici, cu marginile răsucite spre faţa superioară. In cazul unor infecţii timpurii: frunze filiforme, foliole foarte înguste, adesea numai cu nervura principală (“frunze şiret”) 1 . Plantele infectate au o dezvoltare redusă, formează un număr foarte redus de fructe, de dimensiuni mici, deformate, fără gust 2 . Agentul patogen. Virusul mozaicului castraveţilor – Cucumber Mosaic Virus in tomato (CMV). Transmitere şi răspândire. Transmiterea de la un an la altul se face prin seminţe, rata transmiterii fiind de 0,2% la tomate. In câmp, cel mai important rezervor de virus îl constituie buruienile, iar în sere şi solarii - specii de plante înmulţite vegetativ (garoafe, gladiole, muşcate, hortensii etc). În natură virusul este diseminat uşor de către păduchii de frunze Myzus persicae, M. circumflexus, Aphis gossypii etc. în mod nepersistent.
1
2
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images; www.inra.fr/hyp3/images)
Elemente de protecţie amplasarea culturilor de tomate la distanţă faţă de cucurbitacee şi de alte plante gazdă pentru virus amplasarea culturilor de tomate în culise de porumb, cu rânduri perpendiculare pe direcţia vântului dominant (stânjeneşte zborul afidelor, reducând procentul de plante infectate). producerea răsadului în condiţii fitosanitare corespunzătoare, evitându-se apropierea de o serie de specii gazde ale virusului (spanac, ţelină, castraveţi, ardei etc.). eliminarea şi distrugerea plantele suspecte - la repicat şi plantat controlul afidelor (tratamente cu insecticide specifice) distrugerea buruienile din culturi şi din vecinătatea lor dezinfectarea mâinilor (fosfat trisodic 3%) în timpul executării lucrărilor de copilit, defoliat, cârnit etc.
106
Boala petelor de bronz
Tomato Spotted Wilt Virus (TSWV)
Patografie Frunze: cele tinere se curbează în jos şi prezintă nervurile brun-roşiatice; ulterior, pe faţa inferioară apar pete brune sau de culoarea bronzului. Limbul se ofileşte şi se usucă 1 . Plantele tinere infectate se opresc din creştere, rămânând pitice. Tulpini şi peţioli: dungi de culoarea bronzului, apoi brune. Fructe: pete şi dungi inelare, semiinelare etc., de culoare roşiatică sau gălbuie, cu epiderma necrozată 2 . Plantele atacate au un număr redus de fructe, depreciate calitativ.
2 1
(ipm.ncsu.edu/; vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Tomato spotted wilt virus - virus de formă sferică (particule cu diametrul de 70 - 90nm). De la un an la altul, virusul rezistă în buruienile ruderale infectate şi, de asemenea, în tripşii adulţi (Thrips tabaci) aceştia asigurând trecerea virusului de la plantele din flora spontană la solanaceele cultivate. Elemente de protecţie producerea răsadului la distanţă de specii floricole gazdă pentru tripşi (crizanteme, begonii etc.) izolarea tomatelor faţă de culturile de tutun distrugerea buruienilor din apropierea culturilor combaterea chimică a tripşilor: un tratament în răsadniţe şi 1 - 2 tratamente (la 14 zile interval) în solarii şi grădini, la începutul vegetaţiei. irigarea prin aspersie, în perioada migrării tripşilor: reduce atacul, provocând lipirea acestora pe sol şi distrugerea lor. confirmarea prezenţei, prin identificarea cu acurateţe, folosind ca material vegetal frunze sau fructe: benzi QuickSticks™ AS 063PT (Quickguide for testind TSWV www.envirologix.com)
107
Stolburul tomatelor (solanaceelor)
Stolbur disease in tomato
Foarte răspândit în culturile de câmp din sudul ţării; poate produce pierderi mari de recoltă, mai ales în culturile târzii şi în anii secetoşi, favorabili dezvoltării cicadei vectoare Hyalesthes obsoletus (în anii ploioşi şi mai reci, cicadele apar târziu, în număr mic, astfel că, frecvenţa atacului (în luna august) este redusă). Patografie Frunze: primele simptome apar pe la jumătatea lunii iulie, la frunzele de la vârful lăstarilor: frunze mult mai mici, cu marginea foliolelor clorozată. Plantele infectate într-o fază mai tânără rămân mai scunde, lăstăresc puternic, au tulpinile îngroşate în partea dinspre vârf şi o culoare violacee, ca urmare a acumulării pigmenţilor antocianici în celule. Flori: atac specific - sepale mult crescute în lungime, uneori chiar concrescute (caliciu tubular); petale şi stamine atrofiate, adesea de culoare verde 1 . Florile formate în urma infecţiei sunt sterile. Fructe: din florile legate înainte de infecţie rezultă fructe mici, tari, care se maturează încet şi neuniform; culoare portocalie la maturitate, cu pulpa lemnoasă şi fără gust, improprii pentru consum în stare proaspătă sau conservată 2 . 2
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Microorganism de tip fitoplasmă sub formă de particule sferice, ovoide sau mult alungite, de 50-960nm. Transmitere şi răspândire. În condiţii naturale stolburul se răspândeşte prin cicade (în principal Hyalesthes obsoletus). Nu se transmite prin sămânţă. Plante gazdă cultivate şi spontane: ardei, vinete, cartof, tutun, volbura, pălămida. Plantele spontane constituie importante focare de infecţie (fitoplasma rezistă peste iarnă şi este transferată pe tomate de către către cicade, simptomele fiind vizibile după circa 30 de zile de la infecţie - în a doua jumătate a lunii iulie). Elemente de protecţie plantarea cât mai timpurie a tomatelor cultivarea hibrizilor cu precocitate şi cu o bună rezistenţă sau toleranţă la stolbur distrugerea buruienilor gazdă, în special a volburei combaterea insectele vectoare
108
Pătarea frunzelor şi băşicarea fructelor Xanthomonas campestris p.v. vesicatoria Patografie. Frecventă în culturile de câmp şi în anii ploioşi. Plantele pot fi atacate în toate fazele de dezvoltare. Frunze: în răsadniţă: cotiledoane şi frunzuliţe - pete (1 – 4 mm), galben-verzui sau galbenbrune, cu centrul necrozat şi acoperit cu un exsudat cu aspect de lacrimă. În câmp: (din luna iunie) - pete mici (1-2 mm), hidrozate, iniţial verzi-gălbui, circulare sau colţuroase, înconjurate de o zonă translucidă 1 . În dreptul petelor apare exsudatul bacterian. Ţesuturile din dreptul petelor se usucă, devin brune, pergamentoase, cu partea centrală negricioasă. Frunzele puternic atacate se necrozează, se usucă, se fărămiţează sau se desprind şi cad. Fructe: atac specific, frecvent în jurul inserţiei pedunculului: vezicule mici (de 2-8 mm), uşor proeminente, izolate sau grupate, umede, iniţial de culoare verde apoi brune. Veziculele conţin un exsudat apos în care se găsesc bacteriile. Prin ruperea epidermei exsudatul se scurge, în locul veziculelor rămânând nişte adâncituri crateriforme 2 . Atacul nu progresează în adâncime, fructele putând fi consumate; valoarea comercială este scăzută. Pe fructele mature infecţia nu se mai produce. 1
2
Agentul patogen. Xanthomonas vesicatoria, bacterie sub formă de bastonaş. Transmitere şi răspândire. Transmiterea de la un an la altul se face prin seminţe şi prin resturile de plante atacate rămase pe sol. Infecţia frunzelor se face prin stomate iar cea a fructelor prin leziuni (produse de nisipul transportat de vânt, de înţepăturile de insecte, prezenţa altor răni). Factori favorabili verile/regiunile cu ploi abundente şi cu temperatura de 23-28oC; irigarea excesivă a culturilor Elemente de protecţie distrugerea (ardere sau îngropare sub brazdă) resturilor vegetale după recoltare utilizarea de sămânţă sănătoasă, tratată chimic sau termic (introducerea seminţei în apă caldă de 500C timp de 10 minute). tratamente chimice în răsadniţe: Maneb, Dithane sau zeamă bordeleză, la interval de 3-4 zile. tratamente chimice în vegetaţie soiuri şi hibrizi cu rezistenţă/toleranţă 109
Ofilirea bacteriană a tomatelor Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Foarte păgubitoare pentru culturile forţate din sere şi solarii. In cazul atacurilor precoce pierderile (cantitative şi calitative) pot ajunge până la 30% din producţie. Patografie. Boala se manifestă pe toate organele aeriene, în toate fazele de dezvoltare ale plantelor. Frunze: Plăntuţe: pete rcirculare (1 - 3mm), albicioase; ţesuturile din dreptul petelor se necrozează, frunzele puternic atacate se usucă. Plante dezvoltate: simptom specific veştejirea frunzelor, începând cu cele bazale, intensificată, în general, în timpul înfloritului. Adesea ofilirea este însoţită de o uşoară răsucire în sus a marginilor foliolelor sau de uscarea vârfului frunzei 1 . Procesul de ofilire este lent, cuprinzând planta în întregime după circa 2 luni; iniţial ofilirea este reversibilă (plantele îşi revin în timpul nopţii) apoi devine definitivă. Prin uscarea plantelor, recolta este declasată şi chiar compromisă. Un alt simptom întâlnit frecvent este cel de arsură a frunzelor, atac manifestat iniţial sub forma unor pete “opărite”, de culoare verde, umede, care mai târziu se usucă şi devin galbene-pergamentoase, dispuse pe suprafaţa limbului sau pe marginile acestuia 1 . În sere şi solarii, în condiţii de umiditate ridicată (peste 85%): peţiolul frunzelor ofilite, uneori şi pe nervuri: striuri longitudinale, iniţial verde-deschis apoi cenuşii-negricioase; în secţiune transversală, vasele de la baza peţiolului frunzei infectate sunt îngălbenite sau brunificate. Tulpina: dungi longitudinale (mai ales în partea superioară), de culoare deschisă; ţesuturile din dreptul striurilor se adâncesc, crapă, formându-se răni deschise (ulceraţii). În secţiune longitudinală, tulpina atacată prezintă în dreptul vaselor liberiene o zonă liniară iniţial albcrem apoi galbenă sau brună-roşcată 2 . Măduva poate fi complet dezorganizată, prezentând cavităţi şi o consistenţă făinoasă caracteristică. Fructe: a. infecţie sistemică sau vasculară (prin peduncul): nu sunt vizibile simptome externe, doar o înmuiere parţială a ţesuturilor şi o îngălbenire a vaselor. Fructele se coc prematur şi au pulpa de consistenţă slabă, apoasă. Seminţele rămân mici, brune sau negre, cu facultatea germinativă mai redusă. b.Infecţie localizată (bacterii vehiculate de apa de ploaie de pe tulpină, peţioli): pieliţa fructelor: pete mici (1-3mm), albe, uşor proeminente, cu un punct mic, brun, în centru, izolate sau dispuse în grupuri - formă de atac cunoscută sub numele de “ochi de pasăre” 3 . Atacul local al fructelor se întâlneşte mult mai rar comparativ cu forma vasculară dar recunoaşterea lui atrage atenţia existenţei atacului în cultură. Agentul patogen. Bacteria Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Transmitere şi răspândire. Transmiterea bolii de la un an la altul se realizează prin resturile vegetale rămase după recoltare la suprafaţa solului şi prin seminţe (infecţie externă şi internă). Bacteria este foarte rezistentă la uscăciune şi îşi păstrează viabilitatea în resturile vegetale până la 2 ani (în sol piere în 15-40 zile).
110
În cursul vegetaţiei răspândirea bacteriilor în cultură se face, în special, prin intermediul omului (copilire, defoliere) şi a picăturilor de apă. Infecţia are loc prin rănile proaspete (prin răni mai vechi de 72 ore infecţia nu se mai realizează). Perioada de incubaţie este de 15-25 zile pe plante şi de 3-7 zile pe fructe.
1
2
3
Factori favorabili temperatura de 23-280C şi de umiditatea atmosferică de 80-100%. în general, soiurile care nu necesită lucrări de copilire, defoliere sunt mai slab atacate (lipsa porţile de intrare a bacteriilor). Elemente de protecţie recoltarea seminţelor din fructe sănătoase, din culturi neinfectate. În cazul în care nu se cunoaşte provenienţa seminţei, aceasta se va trata chimic (cu rezultate numai pentru infecţii externe) sau termic (pentru infecţii interne: apă caldă, la 52-540C, 60 minute; atenţie, la 550C sunt afectaţi germenii seminţlor). dezinfectarea patului germinativ (termic sau chimic) folosirea unui răsad sănătos; tratarea răsadului: produse cuprice sau amestecuri (Alcupral, Oxicupron, Bouillie bordelaise, Manoxin Forte, Manoxin Total etc). La plantare, ghivecele se îmbăiază într-o soluţie de produs cupric - 0,3%.
111
eliminarea plantelor cu simptome (transport în saci de polietilenă şi distrugere); locul rămas gol se dezinfectează cu Dithane M45; se suspendă aspersia (udare pe sol). Evitarea trecerii printre plante când frunzele sunt umede. în timpul perioadei de vegetaţie (pentru diminuarea sursei de infecţie de pe frunze): tratamente cu produse cuprice (Super Champ Fl, Alcupral) sau cu Dithane-cupromix, Dithane M45, a doua zi după cicatrizarea rănilor rezultate de la lucrările de copilire, defoliere sau cârnire. adunarea şi distrugerea resturilor de plante. rotaţia culturilor: minim 3 ani. preventiv: altoirea tomatelor pe răsad de vinete de aceeaşi vârstă, plantele devenind, astfel rezistente la infecţiile din sol.
112
Căderea şi putrezirea plăntuţelor
Pythium ultimum
Patografie. Boala se manifestă în faza de cotiledoane până la apariţia a 2 - 3 frunze adevărate. Plăntuţe: pe axa hipocotilă, la nivelul solului (baza tulpiniţei): pete brun - negricioase, care se adâncesc şi se extind repede, cuprinzând coletul de jur-împrejur. În porţiunea atacată tulpiniţa se subţiază, devine ca un fir de aţă neagră, se zbârceşte, cade la pământ şi putrezeşte 1 . Boala apare în vetre şi se extinde rapid, în condiţii favorabile dezvoltării ciupercii (20-30oC şi umiditate peste 90%) plăntuţele putând fi distruse în 2-3 zile. La suprafaţa ţesuturilor atacate ca şi la suprafaţa solului apare un mucegai fin, albicios (miceliul patogenului).
1
(www.ipmimages.org/images) Agentul partogen. în principal Pythium ultimum (Oomycetes) Transmitere şi răspândire. Patogenul se transmite de la un an la altul prin oospori, în resturile vegetale infectate. Răspândirea în cursul vegetaţiei are loc prin zoospori şi prin extinderea miceliului pe suprafaţa solului. Factori favorabili umiditate excesivă, desime mare a plăntuţelor, luminozitate redusă Elemente de protecţie dezinfectarea amestecului pentru patul germinativ - esenţial pentru obţinerea unui răsad sănătos: cu aburi (92-950C, 45 minute), apă clocotită sau cu produse fumigante; dezinfectarea tocurilor răsadniţelor şi uneltelor: formalină (2,5%.) dezinfectarea seminţei: Apron (2,5 g/kg), Tiramet, Mancoben, Captadin (4 g/kg), Super Homai (5 g/kg). udarea patului germinativ (după semănat): suspensie de Captadin, Folpan. Tratamentul se repetă înainte de repicat. La o săptămână de la repicat: un tratament cu Proplant (0,15 - 0,25%). reglarea umidităţii solului: aplicarea la suprafaţa lui a unui strat subţire de nisip sau de muşchi (Sphagnum). udarea numai la 3-4 zile de la semănat cu cantităţi moderate de apă, dimineaţa, preferabil în zile senine. evitarea excesului de umiditate şi aerisirea în timpul răsăririi şi dezvoltării răsadurilor la apariţia focarelor de atac: lichidarea acestora cu sol cu tot; vetrele rămase goale se stropesc cu zeamă bordeleză 1-2% sau se prăfuiesc cu Captadin (sau alte fungicide antiperonosporice). Plantele rămase se tratează cu Folpan, Captadin.
113
Mana tomatelor
Phytophthora infestans
Răspândită atât în culturile din câmp (în special în anii cu veri ploioase) cât şi în cele din sere şi solarii. Pierderile de recoltă sunt ridicate (procentul de fructe atacate: 1 - 15 % în culturile tratate; 30 - 60 %, în cele netratate). In anii favorabili bolii culturile de toamnă sunt puternic atacate astfel încât recolta pentru industrializare şi conservare poate fi total compromisă. Patografie. Mana se manifestă pe toate organele aeriene ale plantelor: frunze, tulpini şi fructe. Frunze: în câmp, primele simptome apar spre sfârşitul lunii iunie, pe frunzele bazale, la vârful sau pe marginea acestora: pete mai mult sau mai puţin circulare (3-15 mm), iniţial verzi-gălbui, cu aspect umed, apoi cenuşii-brune, înconjurate de o zonă îngustă decolorată. În condiţii favorabile petele se măresc, confluează şi acoperă întreaga suprafaţă a foliolelor 1 . Pe faţa inferioară a frunzelor, în dreptul petelor, apare un puf fin albicios (conidiofori şi conidii). În câteva zile frunzele atacate se usucă şi se răsucesc spre partea superioară. Uneori, în special în adăposturi cu folii de polietilenă, atacul evoluează rapid: pete cu aspect de opărit şi brunificarea ţesuturilor (cultură cu aspect “de ars”). Tulpini: pete mici, ovale, cenuşii-brunii, care se extind şi înconjoară tulpina pe porţiuni mari (10-20cm). In general, tulpinile putrezesc şi se rup sau se îndoaie, în caz că sunt palisate, producţia de fructe fiind astfel compromisă. Fructe: formă de atac foarte frecventă şi gravă; infectate de la formare până la începutul maturării: pete de formă neregulată, uşor cufundate în pulpă, verzi-măslinii, apoi măslinii închis; petele se extind şi cuprind porţiuni mari din fruct 2 . În condiţii de umiditate ridicată la suprafaţa petelor apare, ca şi pe frunze, un puf fin albicios. Fructele bolnave se desprind şi cad, ca urmare a putrezirii pedunculului. 1
2
(B. Iacomi, 2008)
114
Agentul patogen. Phytophthora infestans (Oomycetes). Transmitere şi răspândire. De la un an la altul patogenul rezistă în resturile de plante (tomate, cartof – tuberculi, fructe infectate, rămase pe sol). In general, pentru tomatele din câmp, sursa de infecţie o reprezintă culturile de cartof atacate (la tomate, mana apare la 12 15 zile după apariţia ei pe cartof - în a doua jumătrate a lunii iulie). Conidiile, diseminate de curenţii de aer, asigură propagarea patogenului. Perioada de incubaţie oscilează în funcţie de temperatură şi umiditate, de la 2 ½ la 11 zile. Factori favorabili precipitaţii dese, urmate de o perioadă cu cerul acoperit, cu atmosfera saturată în apă, prezenţa picăturilor de apă pe frunze şi temperaturi de 10 - 25oC. nopţi răcoroase, zile cu ceaţă şi rouă excesul de îngrăşăminte cu azot irigare excesivă; culturi nearăcite în solarii: luna mai: diferenţele mari de temperatură dintre zi şi noapte generează un condens bogat; picăturile cad pe plante, care se menţin aproape tot timpul umede; în sere: în ciclul II de cultură (septembrie), când temperaturile sunt, în general, scăzute (sub 150C noaptea) iar diferenţele de temperatură dintre zi şi noapte determină apariţia cindensului. Elemente de protecţie În câmp: asolament raţional; evitarea cultivării tomatelor în vecinătatea cartofilor adunarea şi arderea resturile de plante; arătură adâncă evitarea recoltării de seminţe din fructe atacate la apariţia bolii: tratamente chimice - gamă largă de fungicide, aplicate în alternanţă: cuprice (oxiclorură, hidroxid de Cu), organice de contact (ditiocarbamaţi, ftalimide etc.), organice sistemice (metalaxil, cimoxanil, oxadixil), amestecuri (Acrobat MZ, Patafol, Galben M, Ridomil Gold MZ, Equation Pro, Ridomil Gold plus, Curzate plus T, Curzate Manox) În sere
distrugerea resturilor de plante dezinfectarea termică sau chimică a pământului evitarea cultivării de cartofi şi tomate în jurul serelor supravegherea condiţiilor de temperatură şi umiditate: temperatura să nu scadă sub 20oC şi să nu fie însoţită de prezenţa apei libere pe frunze eliminarea plantelor/organelor de plante atacate, la apariţia primelor focare (se taie şi se scot din seră, în saci); adunarea fructelor căzute pe sol şi distrugerea lor tratamente chimice, cu produse omologate pentru combaterea manei, alternând produsele de contact cu cele sistemice. stoparea atacului: şoc termic (ridicarea temperaturii la 250C, timp de 3 zile)
115
Făinarile tomatelor
Leveillula taurica; Oidium lycopersici (O. neolycopersici)
Patografie Făinarea endofită (Leveillula taurica) se manifestă pe toate organele aeriene ale plantelor, dar îndeosebi pe frunze: pete gălbui, de formă neregulată, vizibile mai ales pe faţa superioară; pe faţa inferioară a limbului, în dreptul petelor apare un puf fin, abia vizibil, cenuşiu-albicios (conidiofori şi conidii) 1 . Ţesuturile din dreptul petelor se necrozează, se brunifică şi se usucă. Într-o fază mai avansată apar şi periteciile ciupercii, sub forma unor punctişoare mici, brune-negricioase. Fructe: mici, fără gust şi cu un conţinut scăzut de substanţe nutritive. Făinarea epifită (Oidium (neo)lycopersici) se manifestă pe toate organele verzi, mai frecvent pe faţa superioară a frunzelor bazale: pete de dimensiuni diferite, albicioase, pulverulente 2 . Petele confluează şi acoperă parţial sau total suprafaţa frunzelor, care apoi se îngălbenesc şi se usucă. Plantele puternic atacate sunt defoliate treptat, începând de la bază, iar producţia este mult diminuată. 1
2
(www.photoshelter.com/img; getpoljoberza.net)
Agenţi patogeni. Leveillula taurica (Erysiphales, forma conidiană - Oidiopsis taurica). Peritecii poliasce, globuloase, brune, cu apendici simpli, lungi, bruni, inseraţi bazal. Ciuperca iernează ca peritecii, miceliu sau conidii în resturile de plante care rămân pe sol. Oidium (neo)lycopersici: conidii unicelulare, cilindrice, incolore, dispuse în lanţ. Conidiile sunt diseminate prin curenţi de aer, apă, insecte. Până în prezent nu au fost puse în evidenţă periteciile. Factori favorabili: În culturile din sere: temperaturi de 8-24oC, umiditate relativă 55 - 75% mai frecventă în serele şi solariile cu udarea pe sol (irigarea prin aspersie stânjeneşte evoluţia bolii vreme uscată, cu temperaturi de peste 260C Elemente de protecţie În sere şi solarii rotaţia culturilor dezinfectarea pământului
116
după apariţia bolii: tratamente cu Rubigan, Bayleton, Tilt. Atacul de făinare epifită poate fi controlat şi cu produse de contact (Karathane), cu efect preventiv şi asupra atacului de făinare endofită. Tratamentele se efectuează la interval de 10 - 14 zile, pentru fungicidele sistemice şi 6 - 8 zile, pentru cele de contact.
In câmp rotaţie de 3 - 4 ani controlul buruienilor (favorizează circulaţia aerului printre plante) adunarea şi distrugerea resturile de plante infectate, apoi arături adânci. tratamente chimice
117
Pătarea albă a frunzelor de tomate
Septoria lycopersici
Răspândită în culturile de tomate din câmp şi în răsadniţe. În anii ploioşi şi culturi netratate pierderile pot atinge 20 (30) - 80% din producţie. Patografie Frunze: începând din primele faze de dezvoltare ale plăntuţelor, până toamna târziu: pete mici, circulare (1- 4 mm), bine delimitate, brune, apoi cu centrul albicios-cenuşiu. În dreptul petelor, pe ambele feţe ale frunzelor apar punctişoare mici, negre (picnidii). In condiţii de umiditate ridicată plăntuţele din răsadniţa pot fi distruse. În câmp: începând cu primele zile ale lunii iunie (temperatura 24 - 260C, umiditate peste 70%): atac asemănător cu cel din răsadniţă, începând cu frunzele bazale 1 . Frunzele puternic atacate se brunifică, se usucă şi cad, plantele rămânând doar cu câteva frunze tinere în partea de la vârf. Agentul patogen. Septoria lycopersici (Fungi Imperfecti, Sphaeropsidales): picnidii: globuloase sau uşor turtite, prevăzute cu un ostiol larg; picnospori: incolori, filamentoşi, multicelulari 2 . 1
2
Transmitere şi răspândire. Transmiterea patogenului se realizează prin picnidii sau miceliu în resturile infectate; răspândirea în timpul vegetaţiei are loc prin picnosporii eliberaţi din picnidii şi antrenaţi de precipitaţii, curenţi de aer sau insecte. Infecţia are loc prin stomate. Perioada de incubaţie durează 4 - 14 zile, la temperaturi medii de 12-240C. Factori favorabili umiditate ridicată (ploi, rouă); temperaturi de 15-280C excesul de îngrăşăminte azotate Elemente de protecţie plantarea de răsad sănătos (eventual, eliminarea frunzuliţelor cu simptome specifice) tratarea răsadurilor, la apariţia bolii: Dithane M 45, Bravo, Mycoguard, Captan În câmp: arătura adâncă (distrugerea resturilor vegetale) respectarea rotaţiei (2-3 ani) şi a unui asolament raţional. În perioadele propice apariţiei bolii: 3-4 tratamente preventive, repetate la interval de 7-10 zile.
118
Pătarea cafenie a frunzelor de tomate
Fulvia fulva (Passalora fulva)
Specifică în sere şi solarii unde frecvenţa plantelor atacate poate atinge valori de 25 (30) – 75 şi până la 100 %. Patografie. Atacul se manifestă pe frunze şi doar rareori pe tulpini, pedunculi, sepale, petale şi fructe. Frunze: începând cu cele bazale: pete mari, verzui sau gălbui, difuze, de forme variate, izolate sau confluente. Pe faţa inferioară apare un mucegai dens (conidiofori şi conidii), iniţial albicios-cenuşiu apoi brun-violaceu 1 . Ţesuturile din dreptul petelor se necrozează şi se brunifică; frunzele puternic atacate se usucă, dezvoltarea fructelor fiind astfel foarte mult stânjenită. Fructe: atacate mai rar, dar în toate fazele de dezvoltare, fiind afectate mai frecvent cele din etajul superior: la suprafaţă, în jurul pedunculului apar pete de decolorare apoi brune, adâncite în pulpă, care se extind şi ocupă zone mari din fruct. In general, seminţele infectate sunt mai închise la culoare decât cele normale, cu pete mici, negricioase şi hilul de culoare neagră. Agentul etiologic. Fulvia fulva (Fungi Imperfecti, Moniliales). Conidiofori: cilindrici, septaţi, simpli sau uşor ramificaţi, de culoare brun-oliv, cu aspect noduros la locul de prindere al conidiilor; conidii sferice, ovoidale sau elipsoidale, uni-, bi- sau tricelulare, galben-brune 2 .
2 1
(B. Iacomi, 2009)
Transmitere şi răspândire. Transmiterea patogenului are loc prin conidii (viabilitate până la 9 luni) sau prin miceliul din resturile de plante atacate şi prin seminţe. Diseminarea de la o plantă la alta se realizează prin conidii antrenate de curenţii de aer, picăturile de apă sau de unele insecte (musculiţa albă de seră - Trialeurodes vaporariorum). Patogenul prezintă numeroase rase fiziologice, cuprinse în 5 grupe (A – E), faţă de care s-au creat soiuri rezistente. Factori favorabili temperatura ridicată (22-260C), umiditatea peste 95 %, nebulozitatea persistentă, lipsa aerisirii prezenţa picăturilor de apă pe frunze (serele şi solarii neaerisite, cu multă umiditate, slab luminate)
119
Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente menţinerea umidităţii relative a aerului sub 90% (udări mai rare, aerisiri repetate, defolierea etajelor inferioare ale plantelor - o mai bună ventilare la nivelul solului); temperatura sub 220C; evitarea diferenţelor de temperaturi de la zi la noapte (ridicarea temperaturii determină transpiraţia intensă a plantelor şi picăturile de apă depuse pe frunze favorizează germinarea conidiilor). tratamente chimice: la apariţia petelor (Dithane, Captan, Bavistin, Topsin): Până la lichidarea atacului tratamentele se repetă la 6-8 zile (produse de contact) sau la 10-12 zile (produse sistemice). adunarea şi distrugerea (prin ardere) resturilor vegetale
120
Ofilirea fuzariană (fuzarioza)
Fusarium oxyporum f.sp. lycopersici
Una din cele mai grave boli ale tomatelor. Apare anual, cu frecvenţă care poate atinge 40 – 50% şi generează pierderi mari de recoltă în sere şi solarii. Patografie. Primele simptome apar în timpul înfloririi: iniţial, albirea nervurilor, apoi îngălbenirea şi pierderea turgescenţei frunzelor, începând cu cele bazale. În primele faze ale bolii frunzele îşi recapătă turgescenţa în timpul nopţii, însă ziua, treptat se îngălbenesc, se usucă şi cad. Uneori, evoluţia acestei boli este foarte rapidă, planta ofilindu-se în totalitate în decurs de câteva zile 1 . În timp ce soiurile sensibile pier repede după ce au fost atacate, cele rezistente sau tolerante rămân în viaţă până spre sfârşitul perioadei de vegetaţie. Timpul de la apariţia primelor simptome ale bolii până la pieirea plantelor variază în funcţie de soi, de condiţiile de mediu etc. Rădăcini (în special cele tinere, laterale): brunificate şi putrezite. Fructe: plantele atacate fructifică slab, fructele având dimensiuni reduse; ele se maturizează înainte de vreme şi au un colorit roşu aprins. După pieirea plantelor, ciuperca fructifică (în condiţii de umiditate mai ridicată), pe rădăcini şi colet fiind vizibil un mucegai roz-pal. La microscop, în secţiuni transversale prin tulpini şi rădăcini, se constată prezenţa miceliului ciupercii în lumenul vaselor conducătoare. Un simptom foarte important pentru diagnosticarea bolii: brunificarea vaselor, vizibilă în secţiuni prin porţiunea bazală a tulpinii, prin rădăcini sau prin peţiolul frunzelor ofilite 2 . Agentul patogen. Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici. Microconidii: ovoide, unicelulare, incolore; macroconidii: fusiforme, curbate şi ascuţite la capete, cu 1-5 septe, incolore 3 . Organe de rezistenţă – clamidospori : globuloşi sau ovoidali, cu pereţi groşi, dispuşi terminal sau intercalar.
3
1
2
(www.hort.uconn.edu/ipm/veg; ohioline.osu.edu/hyg-fact//images; www.colostate.edu)
121
Transmitere şi răspândire. Transmiterea patogenului are loc prin clamidosporii din sol sau prin miceliul din resturile vegetale şi seminţe. Infecţia are loc prin pătrunderea miceliului în perişorii absorbanţi ai rădăcinilor, direct sau prin răni. După dezvoltarea în rădăcini, miceliul invadează vasele lemnoase ale coletului şi tulpinii provocând blocarea parţială sau totală a sevei, urmată de fenomenul de ofilire al plantelor. Fenomenul de ofilire mai poate fi determinat şi de acţiunea enzimelor pectolitice, de toxinele ciupercii şi de gomele şi tilele rezultate din metabolismul modificat al plantei. Diseminarea patogenului se realizează prin intermediul apei de stropit, a curenţilor de aer, instrumentelor, răsadului bolnav, resturilor vegetale. Perioada de incubaţie variază cu vârsta, soiul şi condiţiile de mediu între 4 şi 32 de zile. Factori favorabili temperaturi de 27-28oC (peste 340C şi sub 200C nu apar simptome); umiditatea ridicată a solului; aciditatea - pH = 5-5,6 (la pH =7,2 frecvenţa atacului se reduce) dezechilibru între azot, fosfor şi potasiu prezenţa leziunilor pe rădăcini (la repicat, leziuni produse de nematozi sau alţi dăunători) Elemente de protecţie cultivarea de hibrizi rezistenţi/toleranţi tratarea seminţele înainte de semănat (termic sau chimic) dezinfectarea pământului din răsadniţe, toamna. producerea răsadurilor la ghivece (rădăcinile nu se mai rup cu ocazia transplantării). evitarea utilizării frecvente a îngrăşămintelor de tip azotat de amoniu, superfosfat (favorizează acidifierea solului) în vegetaţie: 2-3 tratamente, aplicând 0,5 l suspensie (Bavistin, Benlate, Topsin, Metoben) la baza fiecărei plante. La culturi de mare valoare tratamentele încep imediat după plantare şi se repetă, la interval de 2 - 3 săptămâni. La culturile comerciale se va da atenţie mai ales măsurilor preventive de dezinfecţie (cost ridicat al tratamentelor efectuate la baza plantelor). În condiţii de câmp: respecta rotaţiei culturilor (4-5ani), în care tomatele să nu urmeze după plante atacate de Fusarium oxysporum (pepeni, fasole, garoafe etc) distrugerea prin ardere a resturile vegetale infectate; arătura adânci distrugerea buruienilor (Malva, Amaranthus, Digitaria) O măsură biologică, cu efect lent, care, adăugată la celelalte măsuri preventive, asigură menţinerea sub control a speciilor de Fusarium parazite, constă în folosirea repetată de mraniţă şi bălegar bine descompus, care aduc în sol un aport important de microorganisme antagoniste (Trichoderma sp. etc.).
122
Alternarioza
Alternaria solani; A. lycopersici; A. tenuissima
Patografie. Plantele pot fi atacate în toate fazele de dezvoltare, boala manifestându-se pe tulpini, frunze şi fructe. În răsadniţă atacul apare în porţiunea bazală a tulpiniţei: pete alungite, brune, care se extind de jur împrejur, determinând ofilirea şi uscarea răsadului. Frunze bazale: cea mai frecventă şi mai caracteristică formă de atac, care se observă după transplantarea în câmp: pete izolate, mai rar confluente, circulare, brune, cu suprafaţa zonată concentric 1 . La atac puternic are loc veştejirea şi defolierea parţială sau chiar totală a plantelor. Tulpini, peţioli, pedunculi: pete eliptice, brune-negricioase, de dimensiuni mici, uşor cufundate, bine delimitate. Fructe: infecţia începe de obicei în zona cavităţii pedunculare - pete mici, circulare, uşor adâncite în pulpă, brun-negricioase, lucioase, zonate concentric 2 . Dacă fructele sunt atacate când sunt mici, se înnegresc şi cad cu uşurinţă de pe plante. La suprafaţa ţesuturilor atacate se dezvoltă o eflorescenţă brună-negricioasă - conidioforii şi conidiile ciupercii. Agenţi patogeni. Alternaria dauci f.sp. solani (sin. Alternaria porri ) – atacă, mai ales, la începutul vegetaţiei; Alternaria alternata f.sp. lycopersici; Alternaria tenuissima - spre sfârşitul vegetaţiei şi pe fructele recoltate. In ţesuturi se dezvoltă un miceliu septat, brun, pe care se formează conidiofori simpli, bruni, septaţi; conidii multicelulare, cu septe transversale şi longitudinale 3 .
1
2
(apsnet.org; B. Iacomi, 2009)
3
Alternaria solani; A. lycopersici
123
Patogenii pot ataca şi alte solanacee: Solanum tuberosum, S. melongena, Datura stramonium, Hyosciamus albus, Atropa beladona etc. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin resturile vegetale atacate, seminţe infectate, unele buruieni gazdă. Perioada de incubaţie este de 5-8 zile. Factori favorabili amplitudinea mare de temperatură dintre zi şi noapte (condens pe foliaj, menţinut în cursul dimineţii până la orele 11-12 în lipsa aerisirii, timp suficient pentru germinarea conidiilor). soluri cu un conţinut scăzut în humus şi microelemente, în mod deosebit în magneziu. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri şi hibrizi rezistenţi sau toleranţi dezinfectarea seminţei: termic (cu apă caldă la 50oC timp de 25 minute) sau chimic (Tiuram). rotaţia culturilor (3-4 ani) distrugerea buruienilor şi a resturilor de plante după recoltare arătura adâncă de toamnă fertilizarea raţională aerisirea solariilor seara târziu şi dimineaţa devreme (evitarea condensului pe frunze) în timpul vegetaţiei: tratamente la interval de 7-10 zile (Tiuram, mancozeb, Bravo)
124
Putregaiul cenuşiu
Botrytis cinerea
Frecvent în culturi protejate (sere, solarii). Patografie. Atacul se manifestă în toate fazele de dezvoltare ale plantelor, pe toate organele aeriene. Frunze: bazale: pete verzui-gălbui, acoperite în scurt timp cu un puf abundent, cenuşiu (conidiofori şi conidii) 1 - sursă de infecţie pentru celelalte organe ale plantei Tulpină: în dreptul primei frunze infectate sau a rănilor (produse în urma defolierilor, copilitului): pete eliptice, uşor cufundate, brune, care se extind de jur-împrejurul tulpinii şi se acoperă cu o pâslă cenuşie pulverulentă 2 ; atacul determină ofilirea şi pieirea plantei. Fructe: cel mai păgubitor este atacul pe fructele verzi: pete cenuşii, care se extind începând de la pedunculul infectat; sub mucegaiul apărut, pericarpul fructului se macerează şi apar orificii 3 . In această fază, orice măsură de combatere este tardivă, pulpa este afectată în profunzime, fructele sunt compromise, putrezesc umed şi cad. In câmp, atacul grav poate surveni în culturi afectate de grindină. In condiţii mai puţin favorabile aatcului, pe suprafaţa fructelor însorite apar pete albicioase, circulare (2- 4 mm), superficiale, cu un punct necrotic, brun-negricios în centru (“pete fantomă “). Agentul patogen. Botrytis cinerea (Fungi Imperfecti). Conidiofori: lungi (1-2mm), simpli, bruni-olivacei la bază, ramificaţi în treimea superioară, mai subţiri şi incolori; la capătul ramificaţiilor, pe sterigme mici, se dezvoltă conidii unicelulare, incolore sau uşor gălbui, grupate sub formă de ciorchine 4 .
3 1
2
4
(omafra.gov.on.ca; www.plantmanagementnetwork.org/pub/php/resear; B. Iacomi, 2008)
Transmitere şi răspândire. Patogenul rezistă de la un ciclu la altul pe resturile vegetale, ca saprofit, sursa de infecţie fiind astfel asigurată permanent. Transmiterea la anul următor: prin miceliul şi scleroţii de pe resturile infectate, provenite de la diferite plante cultivate şi de la buruieni. In sere, o sursă frecventă de inocul pentru tomate o reprezintă salata infectată. Pătrunderea filamentelor de infecţie în ţesuturi se face prin străpungerea epidermei sau prin leziunile produse în timpul lucrărilor de întreţinere (copilit, cârnit, defoliat).
125
Factori favorabili umiditatea ridicată (peste 95%) corelată cu temperaturi de 16-200C, mai multe zile la rând şi cu nebulozitate persistentă fertilizare excesivă irigarea excesivă prezenţa leziunilor pe plante (grindină, lucrări de copilit, cârnit, defoliere) prezenţa polenului scuturat din flori, pe tulpini şi frunze (favorizează germinarea conidiilor şi producerea infecţiilor). Elemente de protecţie aerisirea regulată a serelor şi solariilor evitarea cultivării intercalate a unor plante foarte sensibile la Botrytis (salata) îndepărtarea periodică a fructelor atacate şi eliminarea frunzelor bazale (asigurarea circulaţiei aerului). evitarea rănirii plantelor; rănile rezultate prin defoliere să fie cât mai mici (îndepătarea frunzelor se va face cu cuţitul lăsând câţiva centimetri din peţiol). Indepărtarea polenului de pe tulpini, fructe şi frunze (prin “şpriţuire” cu apă, operaţie urmată imediat de o bună aerisire pentru zvântarea plantelor – se întârzie apariţia atacului. tratamente chimice: iniţiate când al doilea ciorchine este în floare (în serele neîncălzite şi în solar) sau la apariţia primelor simptome (în sera încălzită); ideal după lucrările de defoliere şi copilit; fungicide de contact (Bravo, Rovral, Sumilex) sau amestecuri cu substanţe sistemice (Calidan, Labilite, Systhane Z) şi, ca ultim tratament, produsul biologic Trichodex. Petele de pe tulpini se pensulează cu Rovral 50 - 10 %. La apariţia atacului în solarii sau sere, fructele pot fi protejate, aplicând tratamente preventive, prin pensulare cu acelaşi fungicid (soluţie concentrată), în zona pedunculară. Dacă sunt necesare mai multe tratamente într-o perioadă de vegetaţie se impune alternarea produselor pentru a se evita apariţia fenomenului de rezistenţă.
Temă Elaboraţi un program de protecţie a culturilor de tomate.
126
7.2. Bolile ardeiului Mozaicul comun
Tobacco mosaic virus in pepper (TMV)
Patografie Simptome grave, cu evoluţie rapidă: pete şi striuri brune de-a lungul tulpinilor, peţiolilor şi pedunculilor. Plăntuţele infectate pier sau, dacă supravieţuiesc, stagnează în creştere, au frunzele mici, mozaicate şi formează puţine fructe. Fructe: pete clorotice sau necrotice, adâncite în jurul unor zone proeminente, de culoare normală 1 ; fructe deformate şi de calitate inferioară 2 . La ardeiul iute se înregistrează, frecvent, căderea fructelor infectate. Aceste simptome sunt agravate în condiţii de luminozitate slabă şi temperatură mai scăzută, în ciclul I de cultură din sere. In condiţii de temperatură ridicată şi lumină intensă, în câmp şi în ciclul II de cultură din sere apare forma cronică de atac, manifestându-se prin mozaicarea frunzelor, fără repercusiuni grave asupra recoltei. 1
2
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Tobacco mosaic virus in pepper. Transmitere şi răspândire. Transmiterea virusului se realizează prin resturile vegetale infectate (tomate, ardei) precum şi prin sămânţă (în proporţie de 0,2 - 0,5 %), unelte folosite, scheletul serei şi răsadniţelor sau lădiţele şi ghivecele reciclate fără a fi dezinfectate corect. Diseminarea virusului se face mecanic, prin contactul dintre plante şi prin mâinile şi hainele muncitorilor. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri sau hibrizi cu rezistenţă la TMV utilizarea de seminţe de la plante neinfectate detecţie precoce (molecular; kit-uri bazate pe tehnici ELISA) în sere: dezinfecţia termică a pământului; dezinfecţia cu fosfat trisodic (10%) a scheletului serei, uneltelor, lădiţelor etc. izolarea răsadul de ardei de cel de tomate. eliminarea plantelor infectate la plantare evitarea amplasării culturilor de ardei după cele de tomate dezinfectarea mâinilor muncitorilor cu fosfat trisodic (3%), după fiecare plantă vizitată. iluminarea suplimentară în sere, în perioadele noroase la încheierea culturii, adunarea resturilor infectate, apoi lucrarea adâncă a solului.
127
Piticirea şi îndesirea ardeiului
Cucumber mosaic virus in pepper (CMV)
Patografie Frunze: dese, mozaicate sau cu pete mari, galbene, pe care apar inele concentrice de culoare brună 1 . Frunzele de la vârful plantei au dimensiuni reduse şi sunt lipsite de luciu. Plantele infectate au internodiile scurte. Fructe: număr redus de fructe, de mici dimensiuni, deformate şi cu pete gălbui pe suprafaţă 2 . 1
2
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Cucumber mosaic virus in pepper (virusul mozaicului castraveţilor). Se transmite la ardei prin afide. Elemente de protecţie amplasarea culturilor de ardei la distanţă faţă de cucurbitacee combaterea buruienilor gazdă (Stellaria media, Capsella bursa-pastoris etc) şi a afidelor vectoare.
Făinarea ardeiului
Leveillula taurica
Patografie Frunze: pete de culoare galbenă-pal, cu margini difuze şi cu puf alb-cenuşiu (conidiofori cu conidii) pe faţa inferioară a limbului. La atac puternic, frunzele se îngălbenesc, se răsucesc şi cad, plantele fiind defoliate rapid, fapt care afectează producţia. Agentul patogen. Leveillula taurica. Transmitere şi răspândire. Transmiterea are loc prin miceliul existent în resturile vegetale infectate. Patogenul atacă şi alte solanacee (tomate, vinete). Elemente de protecţie în câmp: respectarea rotaţiei de 3 - 4 ani adunarea resturilor de plante atacate şi distrugerea prin ardere; arătura adâncă. tratamente în vegetaţie: alternativ, fungicide de contact (aplicate preventiv): Karathane şi sistemice (cu efect curativ): Saprol, Rubigan, Tilt, Topas
128
Verticilioza (ofilirea micotică a ardeiului)
Verticillium dahliae
Patografie. Verticilioza este o boală cu evoluţie lentă; deşi infecţia se face adesea imediat după plantare, primele simptome se observă abia după înflorit sau, chiar mai târziu, în plină fructificare. Frunze: începând cu cele bazale: zone de îngălbenire pe jumătate din limb; se răsucesc spre faţa superioară şi se ofilesc. Ulterior, îngălbenirea şi ofilirea se extind treptat spre vârful plantei, mai frecvent de-a lungul unei singure ramificaţii, pentru ca, în final, să cuprindă întreaga plantă. In secţiuni transversale prin tulpina şi rădăcina plantei cu simptome de ofilire se constată brunificarea inelului de vase; prin secţionarea tulpinii în lungime ssunt vizibile brunificări extinse în porţiunile care preced fiecare ramificaţie. Plantele se dezvoltă slab, fructifică slab; fructele au dimensiuni reduse, un conţinut scăzut de substanţă uscată şi vitamine, consistenţă slabă. Agentul patogen. Verticillium dahliae. Veştejirea plantelor de ardei poate fi provocată (în cca. 5 - 10 % din cazuri) şi de ciuperca Fusarium oxysporum, caz în care ofilirea evoluează rapid iar plantele pot pieri în câteva zile (în sere) sau în câteva săptămâni (în câmp). Eventuala confuzie între verticilioză şi fuzarioză nu ridică probleme pentru practică, combaterea fiind aceeaşi. Transmitere şi răspândire. Patogenul formează microscleroţi, prin care rezistă în sol o perioadă lungă de timp. Transmiterea se realizează prin resturi vegetale infectate şi prin seminţele provenite de la plante bolnave. Ca sursă de infecţie pot servi şi buruienile gazdă: Cirsium, Taraxacum, Abutilon, Solanum, Chenopodium, Amaranthus, Urtica ş.a. Răspândirea în cursul vegetaţiei: prin conidii şi prin particule de sol contaminat. Factori favorabili: udarea abundentă şi continuă, după plantare; concentraţie ridicată de săruri în sol (ofilire accentuată în perioadele calde, secetoase); prezenţa leziunilor la nivelul rădăcinilor (generate la repicat sau plantat, produse de nematozi sau insecte din sol). Elemente de protecţie în câmp: aplicarea măsurilor menţionate la combaterea ofilirii fuzariene a tomatelor, insistându-se pe cele preventive: distrugerea buruienilor, combaterea dăunătorilor din sol, rotaţia culturilor, distrugerea resturilor infectate, cultivarea de soiuri rezistente etc. evitarea cultivării ardeiului după plante sensibile la Verticillium (bumbac, lucernă). tratarea răsadului în momentul plantării: fungicide carbendazimice după plantare: evitarea udării în exces (în prima săptămână se udă doar atât cât să se menţină plantele în viaţă). în sere şi solarii: acolo unde a apărut boala în ciclurile precedente de cultură - atenţie sporită măsurilor de dezinfecţie a solului şi tratării răsadului la plantare. tratamente în vegetaţie: Bavistin, Carbendazim, Derosal, Topsin - prin aplicarea la baza fiecărei plante (0,5 – 1 litru soluţie). Tratamentul este foarte costisitor şi se recomandă numai pentru culturi de mare valoare (soiuri noi, parcele experimentale). Pentru protecţia culturilor de ardei pe toată perioada de vegetaţie: 3 tratamente: după plantat, la 15 - 21 zile şi la 45 de zile după aceea.
129
Alternarioza
Alternaria longipes, A. capsici
Patografie Fructe: pete mici, adâncite, cu ţesuturi decolorate, umede, moi. Petele se extind iar la suprafaţa lor apare un mucegai cenuşiu apoi negricios 1 . Fructele atacate putrezesc. Seminţe: formă ascunsă de atac (frecvent la fructele de ardei gras şi gogoşar cu vârful întors spre interior şi un mic orificiu în locul punctului pistilar): miceliul ciupercii pătrunde în fruct, se extinde pe pereţii acestuia sub forma unor dungi cenuşii sau brune-negricioase. Miceliul cuprinde şi seminţele, pe care se dezvoltă un puf cenuşiu, abundent; acestea se brunifică 2 , îşi pierd germinaţia. Treptat, pericarpul este străbătut de miceliul ciupercii şi la suprafaţa fructului apar pete moi, decolorate, moment în care atacul poate fi observat. 1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
2
(B. Iacomi, 2009)
Agenţi patogeni: Alternaria longipes, Alternaria capsici annuui, Alternaria alternata Transmitere şi răspândire. Transmiterea are loc prin resturi vegetale infectate şi prin sămânţă. Elemente de protecţie evitarea cultivării soiurilor şi hibrizilor care prezintă frecvente defecţiuni de închidere a punctului pistilar. evitarea rănirii fructelor combaterea buruienilor folosirea de sămânţă recoltată din fructe neatacate adunarea şi arderea resturilor de plante infectate tratarea seminţei (Tiramet) tratamente în vegetaţie: Mancozeb, Captadin, Bravo Temă Elaboraţi un program de protecţie a culturilor de ardei.
130
Capitolul 8
Bolile cucurbitaceelor
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale legumelor cucurbitacee, insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului culturii, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate. Mozaicul comun
Cucumber mosaic virus (CMV)
Patografie Frunze: mozaic (pete verzi - gălbui care alternează cu ţesut de culoare verde); uneori, zonele de culoare verde se bombează spre faţa superioară. Plantele infectate în stadiu tânăr rămân mici, dau recolte neînsemnate. După o perioadă cu temperaturi scăzute, pe frunzele mature apar necroze, începând de la periferie spre centru. Plantele infectate, surprinse de scăderea temperaturii în perioada de incubaţie a bolii se pot ofili rapid, complet. Fructe: marmorate, mai ales la temperaturi ridicate (peste 270C) 1 ; la fructele tinere de pepene galben, pe lângă marmorare, pot să apară şi mici ridicături de culoare verde-închis. 1
(aggie-horticulture.tamu.edu/publications)
Agentul patogen. Cucumber mosaic virus. Virusul este capabil să infecteze peste 200 de specii cultivate şi spontane. Transmitere şi răspândire. Virusul rezistă peste iarnă în plante spontane (Stellaria media, Capsella bursa-pastoris, Lamium purpureum, Arctium lappa, Cirsium arvense etc) dar şi în plante cultivate (spanac de toamnă, lucernă, semiceri de varză şi de sfeclă, mentă) sau plante lemnoase (Cornus, Ligustrum, Forsythia, Ribes, Cerasus, Prunus). Se transmite şi prin sămânţă. In cursul vegetaţiei, virusul este răspândit de către afide, în mod nepersistent. Elemente de protecţie respectarea distanţelor de izolare faţă de plantele gazdă pentru virus combaterea buruienilor din culturi şi din vecinătatea acestora, precum şi din spaţiile dintre sere şi solarii folosirea de sămânţă provenită de la plante neinfectate sau tratată termic prevenirea pătrunderii afidelor în spaţiile de producere a răsadului (plase fine la deschiderile pentru aerisire) combaterea afidelor vectoare în faza de răsad şi după plantare cultivarea soiurilor rezistente
131
Pătarea unghiulară a frunzelor de castraveţi Pseudomonas syringae pv. lachrymans Patografie. Atacul se manifestă la toate organele aeriene ale plantelor. Plăntuţe: cotiledoane: pete mici, hidrozate, brune; uneori, ţesuturile sunt perforate, distruse iar plăntuţa piere. Frunze: pete unghiulare (limitate de nervuri), de 2-7 mm, hidrozate, mai închise la culoare în comparaţie cu ţesuturile libere de atac, apoi cenuşii - albicioase, izolate sau confluente 1 . La suprafaţa petelor, pe vreme umedă, se observă prezenţa unor picături vâscoase - exsudatul bacterian, care, prin uscare, apare ca o crustă albă-cenuşie. Ţesuturile atacate se necrozează, se desprind şi cad, frunza apare perforată, zdrenţuită. Flori: cele infectate cad. Fructe: pete mici (1-3 mm), adâncite în ţesuturi, albicioase; din ele se scurg picături de sevă cu exsudat bacterian; fructele tinere se deformează.
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen: Pseudomonas syringae pv. lachrymans - bacterii bastonaş, cu 1 - 5 cili dispuşi la unul din capete. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin seminţe şi resturi vegetale infectate, nedescompuse. In timpul vegetaţiei, bacteriile sunt răspândite de picăturile de apă antrenate de vânt, de insecte şi, de asemenea, prin unelte, mâinile şi hainele muncitorilor (mai ales dacă se lucrează la plante cu frunzişul umed). Factori favorabili: umiditatea ridicată (peste 90%), prezenţa picăturilor de apă pe organele aeriene ale plantei şi temperaturi între 18 şi 28 0C. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente îndepărtarea frunzelor şi fructelor puternic atacate folosirea de sămânţă sănătoasă, dezinfectată termo-hidric (530, timp de 1 oră) sau chimic (Super Homai, Prosemin). după răsărire: eliminarea plantelor cu infecţie pe cotiledoane şi aplicarea primului tratament, la apariţia bolii reducerea udării prin aspersie şi evitarea trecerii printre plante când frunzele sunt ude. tratamente chimice în vegetaţie: produse cuprice (Champion, Cuzin, Funguran etc.) adunarea şi resturilor infectate; arătura adâncă. în câmp: respectarea rotaţiei de 3 - 4 ani. 132
Mana cucurbitaceelor
Pseudoperonospora cubensis
Patografie Frunze: pe faţa superioară, pete poligonale (limitate de nervuri), verzi-gălbui, apoi galbene şi, în final, brun-deschis. Pe faţa inferioară a limbului apare un puf cenuşiu - violaceu (conidiofori cu conidii) 1 . Frunzele se usucă şi cad. Flori şi fructe tinere: cad sau se usucă.
1
(B. Iacomi, 2008)
Agentul patogen. Pseudoperonospora cubensis (Oomycetes). In ţesuturi se formează oosporii, prin care ciuperca rezistă peste iarnă. Factori favorabili: prezenţa picăturilor de apă pe frunze, nebulozitate prelungită şi temperaturi de 16220C. sensibilitatea soirilor (soiul Cornichon este foarte sensibil). Elemente de protecţie adunarea şi arderea resturilor; arătura adâncă rotaţie de 4 - 5 ani. crearea unor condiţii mai puţin favorabile patogenului: în sere suspendarea irigării prin aspersie, asigurarea aerisirii; în câmp, în zonele unde mana reprezintă o problemă: cultura castraveţilor pe spalieri (favorizează aerisirea, picăturile de ploaie se zvântă mai repede; crează condiţii mai bune pentru trecerea cu aparatele de stropit, printre rânduri). tratamente chimice, de la depistarea primei pete de mană: produsele cuprice menţionate la bacterioză, produse organice de contact (Mancozeb, Captan) şi amestecuri: Aliette C, Curzate Cuman, Mikal M, Ridomil MZ, Ripost M.
133
Făinarea cucurbitaceelor
Sphaerotheca fuliginea
Prezentă în culturile de castraveţi, pepeni, dovlecei din câmp, sere şi solarii, atacul generând pierderi cantitative şi calitative de recoltă. Patografie. Patogenul atacă toate organele aeriene ale plantelor: frunze, flori, vreji şi fructe. Frunze: pete albe, mari, pâsloase, pulverulente la formarea conidiilor. Spre sfârşitul vegetaţiei, în miceliu apar puncte brun- negricioase - cleistoteciile ciupercii 1 . Frunzele se brunifică şi se usucă, atârnând pe plante. Fructe: mici, zbârcite, lipsite de suculenţă şi aromă; miceliul alb-cenuşiu se instalează şi pe fructele normal dezvoltate. Coaja fructelor destinate conservării se poate macera în 2 - 3 săptămâni (rămâne miezul, fenomen frecvent spre toamnă, la soiul Cornichon).
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Sphaerotheca fuliginea (Erysiphaceae, Ascomycetes), f.c. Oidium leucoconium. Conidii: unicelulare, elipsoidal-trunchiate; cleistotecii: sferice, brune, monoasce, prevăzute cu apendici pe toată suprafaţa. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin miceliul sau cleistoteciile prezente pe resturile infectate, rămase în câmp. Diseminarea are loc prin conidii. Factori favorabili umiditatea relativă peste 70%; temperatura ridicată (26-280C); spre deosebire de mană şi bacterioză, atacul de făinare este frânat de prezenţa picăturilor de apă pe organele plantei. fertilizarea cu azot, în exces Elemente de protecţie distrugerea resturilor infectate; rotaţia culturilor; dezinfecţia generală a serelor şi a pământului cultivarea de soiuri rezistente în sere, pe vreme însorită, plantele (fără atac de mană sau bacterioză) pot fi udate “şpriţuind” frunzele cu furtunul, operaţie care frânează extinderea făinării. Frunzele cu atac puternic vor fi eliminate şi distruse (prin ardere sau compostare)
134
Protecţia chimică: tratamente repetate, alternând produsele din diferite grupe chimice: pe bază sulf (Kumulus, Microthiol, Thiovit, Sulf muiabil), fungicide organice de contact (Karathane, Bravo 500), fungicide sistemice (Afugan, Saprol, Rubigan, Bayfidan, Bayleton, Bumper, Systhane, Tilt, Topas, Shavit) sau amestecuri (Labilite, Mirage F, Systhane MZ), respectându-se doza sau concentraţia indicată, precum şi intervalul de pauză de la ultimul tratament până la recoltare.
135
Antracnoza cucurbitaceelor
Colletotrichum lagenarium
Frecventă şi păgubitoare la culturile de pepeni verzi şi pepeni galbeni, castraveţi şi dovlecei, din solarii şi câmp. Patografie Frunze: pete circulare sau colţuroase, verzi-gălbui apoi brun-roşcate. Frunzele se usucă. Peţioli şi vreji: pete alungite, adâncite în ţesuturi; strangularea zonei şi uscarea părţii apicale dacă petele înconjură tulpina de jur împrejur. Fructe: atac păgubitor şi caracteristic: pete circulare sau eliptice, mari (1 - 2 cm), adâncite, gălbui sau roşiatice, cu bordură brună. La suprafaţa petelor apar punctişoare roz, brune, apoi negricioase, dispuse uneori concentric (lagăre de conidiofori cu conidii) 1 . Iniţial este afectată numai coaja, apoi miceliul ciupercii pătrunde în pulpă, ducând la putrezirea acesteia. Boala evoluează şi în cursul depozitării şi valorificării, generând pierderi ridicate, atât cultivatorilor cât şi distribuitorilor. 1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Colletotrichum lagenarium (Fungi imperfecti); acervuli: conidiofori simpli, cilindrici, incolori, aşezaţi în palisadă, la vârful cărora apar conidii ovoide sau cilindrice, unicelulare, incolore. Printre conidiofori se observă ţepi (trichi) lungi, septaţi, bruni (rol în eliberarea conidiilor prin ruperea epidermei). Transmitere şi răspândire. Transmiterea la cultura următoare are loc prin miceliul din resturile vegetale infectate şi prin sămânţă. In timpul vegetaţiei, ciuperca se răspândeşte prin conidii purtate de vânt, insecte, şi picăturile de apă. Elemente de protecţie In câmp rotaţia de 3 - 4 ani. adunarea şi arderea resturilor infectate; arături adânci. recoltarea seminţei din fructe sănătoase; tratare chimică (Super Homai, Tiramet) In sere şi solarii măsuri generale de dezinfecţie a pământului plantare de răsad sănătos. măsuri pentru menţinerea condiţiilor de microclimat mai puţin favorabile evoluţiei bolii (aerisire, udarea pe brazde). îndepărtarea şi distrugerea prin ardere a frunzelor puternic atacate la apariţia primelor pete de antracnoză: tratamente chimice (mancozeb)
136
Ofilirea micotică
Fusarium oxysporum; Verticillium dahliae
Frecvenţă mai ridicată în în culturile de pepeni în câmp (până la 15 - 20%). Patografie. La plantele infectate de Fusarium se instalează o ofilire treptată (mai rar acută) vizibilă de obicei, în faza de înflorire sau fructificare. La ofilirea acută (temperaturi ridicate) plantele pier în câteva zile, uscându-se fără să-şi piardă culoarea verde. In general, fenomenul de ofilire durează 1 - 2 luni: frunzele se ofilesc şi se usucă una după alta, începând de la baza plantei; vrejii ajungând să aibă numai câteva frunzuliţe la vârf, apoi se usucă complet. In secţiune prin tulpinile cu frunze ofilite se constată brunificarea vaselor 1 . La suprafaţa ţesutul afectat, pe vreme umedă şi la vrejii acoperiţi de buruieni, apare un mucegai albicios roz, situat mai ales la nodurile tulpinii. De-a lungul tulpinii atacate apar iniţial striuri gălbui apoi fisuri. Plantele fructifică slab, cu fructe lipsite de dulceaţă şi aromă, pălite. Adesea, miceliul trece şi în fruct, care putrezeşte şi este acoperit pe porţiunea respectivă de un mucegai albicios, fin. Atacul de Verticillium dahliae se întâlneşte mai ales la culturile din spaţiile protejate. In acest caz, ofilirea şi uscarea frunzelor începe de la mijlocul vrejului, extinzându-se atât spre vârf, cât şi spre baza plantei. Diferenţierea între cele două specii se face prin examen microscopic (morfologia sporilor) subliniind, însă că elementele de protecţie sunt aceleaşi.
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agenţi patogeni. Fusarium oysporum, cu formele specializate cucumerinum, melonis şi niveum; Verticillium dahliae (Fungi imperfecti). Transmitere şi răspândire. Transmiterea la cultura următoare se realizează atât prin resturile vegetale infectate cât şi prin sămânţă. Elemente de protecţie In câmp măsuri preventive generale: rotaţia culturilor, adunarea şi distrugerea resturilor infectate, combaterea buruienilor, arături adânci, evitarea terenurilor infestate cu dăunători care provoacă leziuni la rădăcinile plantelor eliminarea plantelor uscate din cultură
137
In sere şi solarii dezinfectarea pământului (termic sau chimic); evitarea introducerii particulelor de sol contaminat din afara serei (cu unelte, maşini şi încălţămintea muncitorilor) tratarea seminţei ( Rovral TS). protecţie chimică, în cursul vegetaţiei: fungicide carbendazimice (Benlate, Topsin, Bavistin, Chinoin-Fundazol), 1 litru la baza fiecărei plante, imediat după plantare şi, apoi la intervale de 3 - 4 săptămâni. Fiind foarte costisitor, procedeul se va aplica numai la culturi de mare valoare.
Temă Elaboraţi un program de protecţie a culturilor de cucurbitacee.
138
Capitolul 9
Bolile legumelor crucifere
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale legumelor crucifere, insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului culturii, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate.
Mozaicul conopidei
Cauliflower mosaic virus
Patografie Frunze: la frunzele tinere - decolorarea (clarefierea) nervurilor 1 ; ţesuturile dintre nervuri se clorozează, limbul se gofrează şi se răsuceşte spre faţa inferioară. Plantele infectate de timpuriu au talia redusă şi dau recolte mici şi de slabă calitate. Foile de varză au nervurile îngroşate şi mezofilul redus.
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Cauliflower mosaic virus. Virusul atacă numeroase crucifere, inclusiv buruienile. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin semincerii de crucifere, cruciferele de toamnă (rapiţă) precum şi prin buruienile crucifere perene. In timpul vegetaţiei, virusul este diseminat de către afide. Elemente de protecţie prevenirea infecţiior timpurii: distrugerea resturilor infectate, rămase de la culturile târzii de crucifere izolarea răsadniţelor faţă de culturile de crucifere de toamnă (de preferat, cu benzi de cereale) şi protejarea prin tratamente repetate contra afidelor vectoare amplasarea culturilor de consum la distanţă faţă de cele semincere combaterea permanentă a buruienilor din culturi şi din jurul acestora.
139
Nervaţiunea neagră a frunzelor
Xanthomonas campestris
Patografie Plăntuţe: cotiledoanele decolorate; se usucă rapid. Frunze: bazale: pete mari, clorotice, alungite în direcţia nervurilor principale; în porţiunea îngălbenită, nervurile se înnegresc, ieşind în evidenţă pe fondul clorozat. Ţesuturile atacate se întăresc, devin pergamentoase iar frunzele atacate se usucă 1 . In secţiune prin peţiol şi nervurile frunzei se constată brunificarea vaselor conducătoare. Tulpină: în secţiune se constată brunificarea vaselor, urmată de apariţia de cavităţi. Coceanul putrezeşte uscat, transformându-se într-un mănunchi de fibre lemnoase. Pe vreme umedă, în ţesuturile respective se instalează şi alte bacterii, saprofite, care provoacă un putregai moale, cu miros neplăcut.
1
(vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images; www.umassvegetable.org/soil_crop_pest_mgt/dis)
Agentul patogen. Xanthomonas campestris pv. campestris. Bacteriile au forma de bastonaşe, monotriche. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin resturi vegetale infectate, seminceri şi sămânţă. Sunt atacate şi alte crucifere cultivate: muştarul negru, ridichea de lună, ridichea de iarnă precum şi cruciferele spontane: traista ciobanului, urda vacii etc. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente adunarea şi distrugerea resturilor infectate arătura adâncă; rotaţia de 3 - 4 ani seminceri sănătoşi, sămânţă necontaminată, tratată (hipoclorit de sodiu 1%, prin imersie 50 de minute) folosirea de răsad sănătos controlul buruienilor la apariţia bolii: tratamente cu produse cuprice (Cuzin 15, Oxiclorură de Cu) sau organice (Dithane M 45) până la începutul formării căpăţânii. Culturile semincere pot fi tratate, la nevoie, până la începutul coacerii seminţelor.
140
Hernia rădăcinilor
Plasmodiophora brassicae
Caracter endemic, cu frecvenţă ridicată în zone cu soluri acide si regim pluviometric bogat (Sibiu, Caraş-Severin). Poate să apară şi în alte zone ca urmare a acidifierii solului prin utilizarea unilaterală a îngrăşămintelor chimice fiziologic acide (azotat de amoniu, superfosfat) şi a menţinerii terenului imbibat cu apă, pe perioade lungi. Destul de frecvent, boala apare şi în solarii, ca urmare a folosirii de răsad infectat. Patografie Răsad: îngroşarea rădăcinii principale. În câmp: plantele infectate stagnează în creştere şi pot fi culcate de vânt (înrădăcinare slabă). Pe vreme caldă, plantele se ofilesc, apoi se usucă, de obicei, fără să formeze căpăţâni sau inflorescenţe. Rădăcini: îngoşări evidente (cu diametrul de până la 30 de ori mai mare) care alternează cu strangulaţii (aspect de hernie) 1 .
1
(www.gov.mb.ca/.../images/;www.umassvegetable.org/soil_crop_pest_mgt/dis; vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/Images)
Agentul patogen. Plasmodiophora brassicae (Plasmodiophoromycetes). Elemente de protecţie rotaţie de minimum 4 - 5 ani pe solurile acide: corectarea reacţiei (aplicarea de amendamente). Acelaşi lucru trebuie avut în vedere şi pentru amestecul de pământ folosit la producerea răsadului, amestec care, obligatoriu va fi dezinfectat înainte de folosire. utilizarea de răsad sănătos la plantare, pe teren în care boala a fost prezentă în anii precedenţi: udarea cu soluţie fungicidă (Mancoben). smulgerea şi distrugerea prin ardere a plantelor atacate distrugerea buruienilor din culturi şi de pe canalele de irigaţii (cu tot cu rădăcini) în vegetaţie: tratamente chimice (Benlate (0,1%) - 0,25 l soluţie, la baza fiecărei tulpini. adunarea resturilor infectate; arătura adâncă.
141
Mana verzei
Peronospora brassicae
Patografie Plăntuţe: cele mai sensibile în faza de 3-4 frunze adevărate: pe faţa superioară, pete mici, de formă neregulată, verzi-gălbui, cu puf abicios pe faţa inferioară; frunzele se usucă sau putrezesc, planta cu atac puternic piere. Frunze: pete circulare, cu puf alb-cenuşiu 1 ; ţesuturile se necrozează, frunzele se usucă. Atacul continuă şi în depozite, afectând foile exterioare ale căpăţânii 2 . Plante semincere: frunze, tulpini, inflorescenţe şi silicve: pete gălbui, apoi cenuşii sau brun – închis; atacul duce la uscarea florilor şi scăderea drastică a recoltei de sămânţă. 1
2
(www.gov.mb.ca/.../image)
Agentul patogen. Peronospora brassicae (Oomycetes). Conidiofori: incolori, ramificaţi dichotomic, cu sterigme pe care se formează conidii unicelulare, ovoidale. Transmitere şi răspândire. In ţesuturile atacate patogenul formează oospori globuloşi, prin care rezistă peste iarnă. Transmiterea mai are loc şi prin sifonoplastul din rădăcinile plantelor ca şi prin sămânţa infectată. Poate rezista şi în culturile de toamnă (rapiţă) sau în buruienile perene, infectate. Factori favorabili temperaturi de 10-150C, umiditatea peste 90%, prezenţa picăturilor de apă pe organele plantei Elemente de protecţie In câmp rotaţia de 3-4 ani, adunarea si distrugerea resturilor infectate; arături adânci. combaterea buruienilor. sămânţă sănătoasă, dezinfectată termic (apă caldă, 500C, 30 minute) sau chimic (Tiuram ). protecţia chimică trebuie asigurată în special culturilor semincere, utilizând produse antiperonosporice. In sere aerisirea serelor înmulţitor şi răsadniţelor, cu evitarea excesului de umiditate. tratarea răsadurilor cu produse antiperonosporice (Ridomil plus 48, Curzate plus T, Captadin).
142
Alternarioza
Alternaria brassicae, A. brassicicola, A. japonica
Intâlnită frecvent în culturile de crucifere, mai ales în regiunile umede. Patografie Plăntuţe : axa hipocotilă şi cotiledoane : pete clorotice apoi necrotice, brun-negricioase. Un atac puternic de alternarioză în primele stadii de vegetaţie poate determina căderea plăntuţelor. Plăntuţele care supravieţuiesc atacului devin surse importante de inocul pentru noi infecţii secundare în timpul perioadei de vegetaţie. Frunze: pete circulare sau elipsoidale, brune, apoi negricioase, zonate concentric 1 , fază care corespunde cu momentul sporulării ciupercilor. Atacul este depistat mai ales pe frunzele inferioare, contribuind la necrozarea acestora. Tulpini: pete mai ales în partea dinspre vârf, sub forma unei linii alungite în direcţia axului. Inflorescenţe: conopidă : pete, mici brun-negricioase, sau mari care afectează parţial sau toată inflorescenţa. La suprafaţa petelor caracteristice, patogenii pot fructifica iar în condiţiile de umiditate ridicată pot evolua în putregaiuri, datorită instalării bacteriilor. Aceste pagube sunt vizibile în preajma recoltării şi pot determina, în cazuri grave, imposibilitatea comercializării recoltei. Căpăţânile diferitelor varietăţi de varză: pete mai mult sau mai puţin circulare izolate sau confluente, brune-negricioase 2 . 1
2
(www.infonet-biovision.org/; www.avrdc.org/LC/cabbage/alter3s; B. Iacomi, 2009)
Silicve verzi: în anii ploioşi, atac frecvent şi păgubitor: pete iniţial punctiforme sau liniare, negricioase, uşor cufundate, care confluează, formând zone mari, cu aspect neregulat. Dispunerea petelor pe linia de sudură a silicvelor antrenează deschiderea acestora şi scuturarea seminţelor înainte de recoltare.
143
Seminţe: cele adiacente zonei de atac de pe silicve: mici, decolorate şi zbârcite, îşi pierd facultatea germinativă. La suprafaţa petelor de pe organele atacate se observă o eflorescenţă brun-negricioasă conidiofori şi conidii. În general, recolta este afectată cantitativ şi calitativ. Pierderile semnificative sunt determinate de reducerea potenţialului fotosintetic, accelerării senescenţei, deschiderii premature a silicvelor şi contaminării seminţelor. Agenţi patogeni. Alternaria brassicae, A. brassicicola, A. japonica. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se realizează prin resturi vegetale şi sămânţă. O sursă de inocul care trebuie avută în vedere o constituie şi buruienile crucifere, precum şi resturile culturilor de rapiţă sau muştar. Factori favorabili ani bogaţi în precipitaţii pentru culturile semincere: umiditate atmosferică ridicată, temperaturi de 20-280C, îngrăşămintele pe bază de azot aplicate în exces. Elemente de protecţie măsuri culturale: rotaţia culturilor, adunarea şi distrugerea resturilor de plante infectate, efectuarea de arături adânci etc. sămânţă neinfectată, verificată şi tratată (Tiuram, Tiramet) examinarea semincerilor (atât la plantare cât şi ulterior) identificarea precoce in cultură combaterea buruienilor culturile de sămânţă: protectie chimică, mai ales după apariţia silicvelor (tratamente cu dicarboximide, strobilurine). Atentie: rezistenţă de teren semnalată la fungicidele dicarboximide (Rovral). In Franţa, au fost deja identificate izolate de teren aparţinând speciei Alternaria brassicicola multirezistente la dicarboximide şi fenilpiroli, cauză a eşecului unor programe de protecţie chimică a culturilor semincere de crucifere (Iacomi şi al., 2004, Avenot şi al., 2005).
Temă Elaboraţi un program de protecţie a culturilor de crucifere.
144
Capitolul 10
Bolile leguminoaselor
10.1. Bolile fasolei Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale leguminoaseor pentru boabe (fasole, mazăre), insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului culturii, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate. Mozaicul comun al fasolei
Bean common mosaic virus
Patografie. Manifestarea bolii diferă funcţie de momentul infecţiei, soiul cultivat, tulpina de virus implicată, şi condiţiile de mediu. Frunze: atac slab: mozaic; atac grav: deformarea, îngustarea şi încreţirea frunzelor 1 , insule sau benzi de culoare verde de-a lungul nervurilor. Plantele provenite din sămânţă infectată sunt clorozate, rămân mici, formează păstăi puţine, deformate şi de dimensiuni reduse. Păstăi: pete de culoare verde mai închisă sau de culoare verde normală, pe fond clorotic. La temperaturi sub 180C şi peste 300C simptomele bolii sunt mascate. 1
(www.infonet-biovision.org)
Agentul patogen. Bean common mosaic virus: virus filamentos (750 nm). Transmitere şi răspândire. Virusul se transmite la cultura următoare prin sămânţă (localizare în embrion, cotiledoane şi, mai rar, în tegument) în proporţie de până la 83%. Diseminarea în cursul vegetaţiei are loc prin afide (în mod nepersistent) şi prin polenul provenit de la plantele infectate. Virusul infectează, în mod natural, şi alte plante: Gladiolus sp., Vicia faba, Vigna sinensis etc. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente folosire de sămânţă neinfectată. Pentru obţinerea de sămânţă liberă de virus, culturile semincere vor fi amplasate la minimum 500 de metri faţă de alte culturi de fasole. In cursul vegetaţiei (în faza de 1-2 frunze trifoliate, la începutul înfloritului şi după înflorit) se verifică culturilor semincere, eliminând toate plantele cu simptome. O ultimă verificare se face înainte de recoltare, când plantele virozate se menţin încă verzi, în timp ce plantele neinfectate au ajuns la culoarea plantelor mature. limitarea diseminării prin afide prin cultivarea fasolei de sămânţă în culise (perdele) de porumb; combaterea chimică a afidelor
145
Arsura bacteriană a fasolei
Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli
Patografie. Boala se manifestă pe toate organele aeriene. Plăntuţe: cotiledoane: pete mici, circulare, galben-brune, uşor adâncite, cu exsudat pe suprafaţă. Frunze: în cursul lunii iunie (de obicei în preajma înfloritului), pe ambele feţe ale limbului: pete colţuroase, traslucide, hidrozate, verzi - gălbui, cu exsudat; petele se extind, ocupând porţiuni din ce în ce mai mari din limb. Ţesuturile atacate se brunifică, fiind mărginite de o zonă (aureolă) de culoare galbenă, cu lăţimea de 2 - 5 mm. La atac puternic, frunzele apar ca arse 1 . Tulpini: pete brun-roşietice, alungite, adesea cu exsudat pe suprafaţă. Păstăi: pete mici, de culoare verde - închis, hidrozate, cu exsudat vâscos pe suprafaţă; petele se extind, devin gălbui, cu un contur roşu-cărămiziu; adesea petele confluează, acoperind păstaia în întregime 2 . Seminţe: pot fi infectate atât direct (de la petele aflate pe păstaie, în dreptul lor) cât şi sistemic (prin vasele conducătoare). Boabele infectate în stadiu tânăr rămân mici, zbârcite, gălbui sau brune. Atacul tardiv (când bobul a ajuns la mărimea normală sau este în curs de coacere) se manifestă pe tegument: pete gălbui, difuze 3 , tegument zbârcit. Infecţia sistemică este mai greu de observat: hilul gălbui. Seminţele infectate îşi pierd germinaţia şi putrezesc, după semănat, ducând la reducerea densităţii culturii. Seminţele infectate, care germinează, totuşi, dau naştere la plăntuţe cu pete pe cotiledoane, evidente din momentul când răsar.
2
(B. Iacomi, 2009)
3 1
Agentul patogen. Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli: bacterii bastonaş, prevăzute, frecvent cu un singur cil polar, rar, mai mulţi. Transmitere şi răspândire. Calea principală de transmitere de la un an la altul o constituie sămânţa infectată. Dintr-un singur focar (o sămânţă infectată), în condiţii favorabile diseminării bacteriei, se pot infecta cca. 10 mii de plante, pe o suprafaţă de 200m2. Resturile culturilor infectate, constituie o altă sursă de inocul primar. Propagarea bacteriei se face prin picăturile de apă antrenate de vânt.
146
Factori favorabili: temperaturi de 26 – 280C; vreme ploioasă, cu vânt irigarea prin aspersie (mai ales în zonele cu vânt aproape permanent) rizosfera plantelor de grâu crează condiţii favorabile pentru supravieţuirea şi înmulţirea bacteriei în sol (în schimb, rizosfera orzului inhibă dezvoltarea acesteia) Elemente de protecţie folosirea de sămânţă sănătoasă; sămânţă aleasă (manual sau cu maşini electronice) se tratează (Mancoben - 4 kg/t). rotaţia de 3 - 4 ani, cu folosirea orzului ca plantă premergătoare, izolarea lotului semincer la cel puţin 500 m faţă de alte culturi de fasole însămânţarea fasolei în culise de porumb, cu rânduri perpendiculare pe direcţia vântului (se vor avea în vedere vânturile din luna iunie). erbicidarea culturii semincere, evitându-se praşilele (prin atingere se diseminează bacterii de la o plantă la alta); în cazul efectuării de praşile nu se intră în cultură când frunzele sunt umede de rouă sau ploaie la apariţia focarelor de bacterioză în culturile semincere: distrugerea plantelor, prin stropire cu soluţie acidă de sulfat de cupru (3 %) evitarea irigării prin aspersie a culturilor semincere tratamente chimice în culturile semincere: la avertizare: I - după răsărire, în stadiul de 1- 2 frunze trifoliate; al II-lea - înainte de înflorit; al III-lea - după formarea primelor păstăi. Următoarele 1 - 2 tratamente se fac în funcţie de evoluţia bolii şi a condiţiilor climatice. Produse cuprice, simple sau amestecuri cu fungicide organice (Champion, Cuzin 15, Cuprofix M, Super Champ). curăţarea maşinilor de praf (prevenirea contaminării seminţelor la recoltare); evitarea recoltării când plantele sunt umede. pentru culturile de consum: rotaţia culturilor, combaterea buruienilor, folosirea de sămânţă neinfectată, tratată; dacă este necesar, tratamente chimice: la fasolea de grădină, pentru păstăi, se pot face 2 tratamente, până la înflorit; adunarea şi distrugerea resturilor de plante; arătura adâncă.
147
Antracnoza
Colletotrichum lindemuthianum
Patografie. Ciuperca atacă toate organele plantei. Plăntuţe: cotiledoane: pete circulare, adâncite, iniţial gălbui apoi brun-negricioase. Pe axa hipocotilă: pete ruginii, alungite, adâncite în ţesuturi. Rădăcinile: putrezesc, acoperite de mucegai roz; consecinţa atacului este pieirea rapidă a plantei. Frunze: pete mici, unghiulare, dispuse lângă nervuri sau “călare” pe acestea 1 , verzi gălbui, apoi brune şi, în final cenuşii, conturate (bordură brun – roşcată). La suprafaţa petelor apar punctişoare brune-negricioase (acervuli). Petele se extind, ţesuturile atacate se necrozează iar frunza apare zdrenţuită. Tulpini: pete alungite, brun - închis, adâncite; la atac puternic, tulpinile se frâng sau se usucă. Păstăi: pete rotunde, mult adâncite, brun - gălbui, cu bordură proeminentă, brun - roşiatică sau brun - închis. La suprafaţa petelor apar punctişoare roz 2 , apoi brune şi, în final negricioase (acervuli). La atac puternic petele confluează iar păstăile rămân sterile şi se usucă sau formează boabe mici, zbârcite, cu tegumentul brunificat. La atac tardiv, când seminţele au ajuns la mărimea normală, petele de pe păstaie se imprimă pe seminţe 3 (pete brune, tegument zbârcit).
2 1
3
(B. Iacomi, 2009)
Agentul patogen. Colletotrichum lindemuthianum (Fungi imperfecti); acervuli: conidiofori cilindrici, simpli, aşezaţi în palisadă; conidii unicelulare, ovale, cilindrice sau reniforme, hialine. Printre conidiofori se găsesc trichi (ţepi): lungi, bruni, septaţi, sterili. Conidiile eliberate se prezintă, la suprafaţa petei, ca o masă gelatinoasă de culoare roz. Transmitere şi răspândire. De la un an la altul, transmiterea are loc atât prin miceliul din seminţele infectate cât şi prin resturile vegetale infectate, rămase în câmp. Diseminarea are loc prin conidii, antrenate de picăturile de apă sau de vânt. Factori favorabili vreme ploioasă, temperaturi de 18–250C irigarea prin aspersie, monocultura şi îmburuienarea culturilor 148
Elemente de protecţie rotaţia culturilor (3 - 4 ani) adunarea resturilor infectate arături adânci combaterea buruienilor (microclimat favorabil, menţinând umiditatea ridicată în interiorul lanului) folosirea de sămânţă neinfectată, tratată, înainte de semănat (Mancoben; Tiramet ). la culturile semincere de mare valoare, se verifică atent plantele după răsărire şi se elimină cele care prezintă pete pe cotiledoane. în cursul vegetaţiei: 2 tratamente absolut necesare, indiferent de destinaţia culturii: imediat după răsărire şi înainte de înflorit. Pentru culturile destinate consumului de păstăi, sunt de reţinut numai aceste tratamente; pentru culturile de fasole boabe tratamentele se continuă şi după formarea păstăilor (mai ales la culturile semincere). In total, se aplică 4 - 5 tratamente, folosind produse din diferite grupe chimice, pe bază de mancozeb, captan, diclofluanid. Dacă în cultură este prezent şi atacul de bacterioză, se va folosi un produs complex (Cuprofix M).
149
Rugina fasolei
Uromyces appendiculatus
Patografie. Boala se manifestă pe toate organele aeriene. Frunze: primăvara (luna mai), pe frunzele bazale: pete galbene, cu picnidii şi ecidii. In luna iunie: pustule mici, brun- roşcate, pulverulente (lagăre cu uredospori). Spre sfârşitul vegetaţiei (la culturile târzii, în cursul lunilor august şi septembrie): pustule pulverulente, negre - lagare cu teleutospori 1 . La atac puternic, frunzele se usucă, Pe tulpini şi păstăi: aceleaşi simptome descrise pe frunze; păstăile şi boabele sunt depreciate. Seminţe: pete cenuşii, uşor adâncite, greu de observat
1
(B. Iacomi, 2010)
Agentul patogen. Uromyces appendiculatus (Uredinales, Basidiomycetes). Specie macrociclică autoică. Uredospori: unicelulari, galben - bruni, cu suprafaţa echinulată, sferici sau ovali. Teleutospori: unicelulari, sferici, ovoidali sau elipsoidali, bruni – închis, prevăzuţi la vârf cu o papilă hialină iar la bază cu un pedicel incolor. Transmitere şi răspândire. Ciuperca rezistă de la un an la altul sub formă de teleutospori pe resturile de plante infectate şi ca miceliu în seminţele infectate. In vegetaţie diseminarea are loc prin uredospori. Patogenul poate infecta şi alte leguminoase: Vigna sinensis, Phaseolus coccineus, Ph. lunatus. Factori favorabili temperaturi de 16 - 240C; umectarea prelungită a frunzelor irigarea (pierderi de recoltă de cca. 4 ori mai mari în culturile irigate, comparativ cu cele neirigate) Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente. rotaţia culturilor de minimum 3 ani; distrugerea resturilor vegetale infectate; arătura adâncă; sămânţă tratată (Tiramet sau Mancoben), provenită din culturi neinfectate. În lipsa unor produse omologate special pentru rugina fasolei se pot utiliza produse pe bază de ciproconazol (Alto, Alto Combi) sau produsele Plantvax, Bayleton, Bumper.
150
Veştejirea fuzariană a fasolei
Fusarium oxysporum f.sp. phaseoli
Patografie Infecţiile sunt iniţiate din sol. La început este afectat sistemul radicular, care putrezeşte şi se usucă, determinând stagnarea în creştere, îngălbenirea, ofilirea şi căderea frunzelor, urmată de uscarea parţială sau totală a plantei, Ca urmare, plantele infectate formează păstăi puţine, ofilite, cu seminţe mici, şiştave. Contaminarea se poate produce şi direct, la păstăile situate în apropierea solului, fenomen urmat de infectarea boabelor. In urma infecţiei, boabele prezintă pete întinse, cenuşii, difuze şi putrezesc în timpul germinaţiei, fiind acoperite de un mucegai fin, incolor. De la aceste seminţe miceliul trece la plantele sănătoase, generând infecţii (fenomen frecvent la fasolea semănată în cuiburi). Agentul patogen. Fusarium oxysporum f.sp. phaseoli (Fungi imperfecti). Transmitere şi răspândire. Transmiterea de la un an la altul are loc prin resturi vegetale infectate şi prin sămânţă. Răspândirea în cursul vegetaţiei se realizează prin conidii şi prin particule de sol contaminat. Factori favorabili monocultura; umiditatea ridicată în primele 2- 3 săptămâni de vegetaţie, urmată de vreme secetoasă prezenţa dăunătorilor (nematozi) în sol Elemente de protecţie evitarea terenului contaminat, respectând rotaţia culturii (minimum 3 ani) adunarea şi arderea resturilor vegetale infectate; arătura adâncă. sămânţă neinfectată, tratată (Tiramet, Mancoben) tratamente în vegetaţie, pentru loturi de mare valoare (verigi superioare de înmulţire a soiurilor, terenuri experimentale). Preventiv: două tratamente: primul la 2 săptămâni după semănat, iar al doilea, după alte 3 săptămâni - produse carbendazimice (Bavistin, Benlate, Metoben); suspensia se administrează la baza plantelor (3 - 5 l/m2 sau 0,4 - 0,5 l/cuib). In lipsa aplicării tratamentelor preventive, la apariţia primelor plante cu simptome se efectuează un tratament cu aceleaşi produse, în concentraţie de 0,1 %.
151
10.2. Bolile mazării Mana mazării
Peronospora viciae f.sp. pisi
Patografie Frunze: începând cu cele de la bază, ca şi pe stipele: pete gălbui pe faţa superioară, circulare sau poligonale; puf cenuşiu pe faţa inferioară 1 (conidiofori şi conidii); ţesuturile atacate se necrozează, frunzele se usucă. Păstăi: pete similare celor de pe frunze. La atac timpuriu, păstăile putrezesc sau se usucă, fără a forma seminţe 2 . La atac tardiv, după formarea boabelor, miceliul pătrunde la sămânţă.
2
1
(www.umassvegetable.org/soil_crop_pest_mgt/dis)
Agentul patogen. Peronospora viciae f.sp. pisi (Oomycetes). Conidiofori: incolori, ramificaţi dichotomic, cu sterigme scurte, inegale, pe care se formează conidii (unicelulare, ovoide, sau elipsoidale, gălbui la maturitate). Ca rezultat al procesului sexuat, ciuperca formează oosporii, în ţesuturile infectate, formă sub care rezistă peste iarnă. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se poate realiza prin resturi infectate (cu oospori) şi prin seminţe. In cursul vegetaţiei, patogenul se răspândeşte prin conidii. Factori favorabili: temperatură moderată, umiditatea ridicată (100%), timp noros şi prezenţa picăturilor de apă pe frunze Elemente de protecţie rotaţia culturilor (3-4 ani); îngroparea resturilor infectate prin arături adânci; folosirea de sămânţă sănătoasă, tratată (Apron, Beret). Nu se practică tratamente în timpul vegetaţiei. Dacă este necesar, se pot aplica produse antiperonosporice (mancozeb, captan, metalaxil, cimoxanil etc.).
152
Antracnoza (ascochitoza)
Mycosphaerella pinodes
Patografie. Sunt atacate toate organele plantei, mai frecvent, frunzele, tulpinile şi păstăile. Frunze şi stipele: pete circulare (2 - 10 mm), brune apoi cenuşii, cu sau fără bordură brună; în zona centrală a petelor se observă punctişoare mici, brune-negricioase 1 (picnidiile ciupercii). Ţesuturile atacate se necrozează, dar, în mod obişnuit, frunzele rămân active. Tulpini: atac foarte păgubitor, în special când se manifestă la baza plantei: pete brune, adâncite, care înconjoară tulpina, ducând la strangularea ei şi generâmd uscarea întregii plante sau a ramificaţiei atacate. Păstăi: atac foarte grav: pete brune sau cafenii, uşor adâncite, conturate, cenuşii prin necrozarea ţesuturilor; la suprafaţa petelor apar punctişoare brune (picnidii) 2 . La atac timpuriu, porţiunea infectată a păstăii se usucă. In condiţii foarte favorabile atacului petele confluează, determinând uscarea întregii păstăi; în acest caz seminţele nu se mai formează sau se brunifică, se zbârcesc şi se usucă. Boabe: deja dezvoltate: pete cafenii, cu marginile difuze; tegument încreţit în porţiunea infectată. Plantele provenite din sămânţa infectată pier la scurt timp după apariţie sau rămân debile, prezentând pete de antracnoză pe cotiledoane şi constituind sursă de infecţie pentru plantele din jur. 2
(B. Iacomi, 2008)
1
Agenţi patogeni: Mycosphaerella pinodes, cls. Ascomycetes. fc. Ascochyta pinodes; A. pisi cantonată, mai ales, pe frunze şi păstăi; A. pinodella (atac puternic la baza tulpinilor). Picnidii: globuloase, brune, cu perete pseudoparenchimatic; picnospori cilindrici, rotunjiţi la capete, bicelulari (rar, tricelulari), incolori, cu diferenţe în privinţa dimensiunilor, în funcţie de specie. Peritecii (la Mycosphaerella pinodes): apar pe organe ale plantei deja uscate şi se maturează târziu, în primăvară; ele conţin asce cilindrice, cu câte 8 ascospori bicelulari, incolori. Transmitere şi răspândire. Transmiterea de la un an la altul are loc prin sămânţa şi resturile vegetale infectate. Diseminarea ciupercii în perioada de vegetaţie se face prin picnospori şi ascospori, antrenaţi de curenţii de aer. Factori favorabili umiditatea ridicată (peste 90 %) şi temperaturi de 25 - 30oC fertilizarea cu azot în exces îmburuienarea culturii, monocultură
153
Strategii de prevenire şi combatere cultivarea de soiuri rezistente folosirea de sămânţă sănătoasă rotaţia culturilor (3 - 4 ani) adunarea şi distrugerea resturilor infectate, efectuarea de arături adânci combaterea buruienilor tratarea seminţei (Tiramet, Mancoben, Beret, Caroben) în timpul vegetaţiei nu se practică tratarea culturilor de mazăre. Pentru producerea de sămânţă de calitate se pot aplica 1 - 2 tratamente după formarea păstăilor, folosind produse recomandate pentru antracnoza fasolei. Temă Elaboraţi un program de protecţie a culturilor de leguminoase.
154
Capitolul 11
Bolile pomilor seminţoşi
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale pomilor seminţoşi (măr, păr, gutui), insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului plantaţiei, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate. Cancerul bacterian
Agrobacterium tumefaciens
Boala este păgubitoare în pepiniere, la pomii şi arbuştii fructiferi, viţă de vie şi la unele plante decorative (trandafir, crizanteme, muşcată etc). Patografie Rădăcini şi baza tulpinii (în zona coletului, mai rar, pe trunchi): tumori de diferite mărimi, iniţial mici, netede, lucioase, moi, de culoare albă. Treptat, excrescenţele cresc în dimensiuni, capătă aspect rugos, devin brună, de consistenţă lemnoasă 1 . Pomii se dezvoltă slab (coroana lor atinge cca. 1/3, comparativ cu aceea a pomilor sănătoşi); de cele mai multe ori, frunzele acestora sunt uşor clorozate şi îngustate. Pomii infectaţi fructifică slab.
1
Agentul patogen. Agrobacterium tumefaciens. Bacterii bastonaş, lofotriche. Transmitere şi răspândire. Bacteriile pot supravieţui în sol mai mulţi ani. Răspândirea la distanţe mari se face cu materialul infectat, folosit la plantare. Diseminarea în pepinieră are loc prin intermediul apei, uneltelor (folosite în pepinieră sau la cizelarea rădăcinilor în vederea plantării), dăunătorilor din sol şi prin particulele de sol transportate pe roţile maşinilor, pe încălţămintea muncitorilor, cu animale. Factori favorabili: existenţa leziunilor proaspete, cu suc pe suprafaţă (dacă rana este spălată, sau se zvântă, infecţia nu se mai produce) soluri slab alcaline, cu un raport C/N mai ridicat plantele cultivate pot şi ele influenţa supravieţuirea bacteriei în sol (exsudatele rădăcinilor de porumb inhibă dezvoltarea bacteriilor).
155
Elemente de protecţie cultivarea de cereale (porumb) sau lucernă, timp de 2 - 3 ani în parcelele de pepinieră în care s-a depistat atacul combaterea dăunătorilor din sol; evitarea terenului infestat cu dăunători distrugerea (prin ardere) a pomilor depistaţi cu tumori la scoaterea din pepinieră. Restul pomilor proveniţi din parcela respectivă vor fi dezinfectaţi (îmbăierea rădăcinilor şi coletului în soluţie de sulfat de cupru (1%), 15 minute). Soluţia respectivă poate fi adăugată la prepararea mocirlei în care se introduc rădăcinile pomului, în momentul plantării (tratament necesar dacă se bănuieşte că terenul în care se înfiinţează livada ar putea fi contaminat). deoarece infecţiile se produc în rănile proaspete se recomandă ca după finisarea rădăcinilor să nu se planteze imediat, lăsând suficient timp pentru uscarea leziunilor provocate prin tăieri (uni autori recomandă să treacă 2-3 zile până la plantare). combatere biologică: tratarea rădăcinile cu preparate pe bază de tulpini nepatogene ale bacteriei Agrobacterium radiobacter var. Radiobacter (Nogall, Galeine, Galltrol-A )
156
Arsura bacteriană comună a merilor şi perilor Pseudomonas syringae pv. syringae
Patografie Frunze: se brunifică şi se usucă. Flori şi fructe tinere: distruse; se usucă, rămânând prinse pe ramuri. Lăstari, ramuri şi trunchi (frecvent în jurul nodurilor rămase de la tăieri): plăgi uscate (fără exsudat), adâncite, de culoare cenuşie, scoarţa în dreptul lor fiind aderentă la lemn 1 . Ramurile cuprinse de jur împejur se usucă.
1
Agentul patogen. Pseudomonas syringae pv. syringae. Bacterii sub formă de bastonaş, mono sau lofotriche. Transmitere şi răspândire. Bacteria rezistă peste iarnă în scoarţa ramurilor atacate şi în muguri. Răspândirea în cursul vegetaţiei se poate face prin insecte, picături de apă, unelte. Infecţia se produce prin leziuni şi prin stomate sau lenticele. Elemente de protecţie tăierea şi arderea lăstarilor şi ramurilor cu simptome de atac eliminarea tufelor de liliac aflate în preajma livezilor (în special de păr) - sursă bogată şi permanentă de inocul pentru infecţii distrugerea gramineelor infectate (costrei) tratamentele cu produse cuprice (toamna, la căderea frunzelor, la înflorit), recomandate la combaterea focului bacterian sunt eficace
157
Focul bacterian al rozaceelor
Erwinia amylovora
Boala este foarte păgubitoare în diferite zone de cultură a mărului, părului şi gutuiului. Patografie Inflorescenţe: primele semne ale bolii (la scurt timp după fecundare). Florile şi fructele abia legate, se ofilesc, se usucă, devenind brune-negricioase. Frunze: se brunifică, se răsucesc şi se usucă. De la flori, bacteria trece în lăstari, pe care se formează ulceraţii, cu scurgeri de exsudat. Lăstari: se ofilesc, îndoindu-se de vârf în formă de cârjă 1 , apoi se brunifică şi se usucă. Fructele tinere: se înnegresc (păr, gutui) sau se brunifică (măr), rămânând, prinse pe lăstari, ca şi florile şi frunzele (cele mai multe, rămân acolo şi peste iarnă). Atacul apare şi la fructele dezvoltate, chiar şi în curs de maturare: pete rotunde decolorate, apoi brune şi cu picături de exsudat pe suprafaţă 2 . Pe ramuri şi trunchi: pete mari, adâncite; scoarţa atacată se necrozează şi este lipită pe lemn. Indepărtând scoarţa, se observă lemnul colorat în brun-roşcat. La suprafaţa plăgilor apar picături de exsudat, cleioase şi incolore la început, apoi acestea se întăresc, devin galben brune (chihlimbarii). Bacteriile se propagă rapid, atât în coroana pomului respectiv, cât şi la pomii vecini, astfel încât, în condiţii favorabile de vreme (ploaie cu vânt), infecţia se generalizează, pomii par a fi arşi de flăcări şi, după cca. 3 luni, livada se usucă aproape total.
1
2
Agentul patogen. Erwinia amylovora. Bacterie bastonaş, Gram-negativă, lofotrichă. Transmitere şi răspândire. Bacteriile rezistă iarna în ulceraţiile dezvoltate din contaminări tardive şi dificil de reperat. Răspândirea se face prin materialul vegetal infectat, transportat dintr-un loc în altul; pe plan local - prin picăturile de ploaie duse de vânt, insecte (albine, muşte, viespi, afide, psilide, furnici). Păsările migratoare (graurii) au avut şi au un rol important în transportul bacteriei dintr-o ţară în alta. Infecţiile se fac prin leziuni sau prin deschiderile naturale (stomate, lenticele, nectarii). 158
Factori favorabili plante gazdă contaminate în vecinătatea livezii: arbori ornamentali (Cotoneaster, Pyracantha, Sorbus) sau pomi seminţoşi condiţii climatice: temperaturi > 210C în timpul înfloririi; furtună, ploi sau grindină în perioada de creştere factori agronomici: sensibilitatea varietală (soiurile aflate în prezent în cultură sunt sensibile la focul bacterian); prezenţa de flori secundare; fertilizare în exces cu azot, vigoarea pomilor Evaluarea riscului: perioada de risc: prezenţa florilor; temperaturi > 240C sau temperaturi minime >120C şi temperaturi maxime >210C în aceeaşi zi Condiţii care satau la baza prognozarii si avertizării focului bacterian: Inflorescenţe deschise, petale intacte; precipitaţii de cel puţin 0.25mm, ceaţă deasă sau precipitaţii care depăşesc 2.5 mm în ziua anterioară; o temperatură medie zilnică de 15.60C Elemente de protecţie distrugerea sistematică a focarelor din livadă şi în vecinătate monitorizarea constantă a plantaţiei, mai ales în perioadele de risc aplicarea măsurilor de carantină este obligatorie. In zonele situate aproape de focarele depistate: control riguros al tuturor pomilor, imediat după înflorit, pentru depistarea eventualelor focare de infecţie apărute. Se controlează şi gardurile vii, perdelele de protecţie din lungul şoselelor, parcurile precum şi arboretele din luncile râurilor etc. atenţie la echilibrul alimentar al pomilor şi la raportul Ca/K. Insuficienţa fertilizării azotate poate induce alternanţe, deci a doua înflorire şi o creştere a riscului. Evitaţi şi fertilizarea exagerată cu azot (generează creşteri vegetative suculente, sensibile la foc bacterian). realizarea tăierilor înainte de martie pe timp uscat, începând cu livezile sănătoase. Evitarea tăierilor excesive de iarnă care stimulează creşteri vegetative în sezonul următor. Intârzierea tăierilor de vară până când mugurele terminal a apărut şi când prognoza meteo anunţă 2-3 zile consecutive însorite, uscate. evitarea irigării în exces (foliajul şi ulceraţiile umede favorizează diseminarea bacteriei) eliminarea şi distrugerea părţilor atacate, tăind 30-60 cm sub zona afectată. Dezinfectaţi cu hipoclorit de sodiu sau alcool instrumentele de tăiere. Lăstarii atacaţi tăiaţi se vor distruge prin ardere, operaţie urmată imediat de tratamente chimice când uscarea a depăşit 50 % din coroană, pomul va fi eliminat din plantaţie Poziţionarea tratamentelor: când riscul de temperatură este atins. Tratamente chimice: înainte de înflorit (produse cuprice - Champion, Funguran OH, Kocide); în timpul înfloritului: 2- 3 tratamente, la interval de 5-7 zile (Aliette, Kasumin); ultimul tratament - toamna, înainte de căderea frunzelor, cu produse cuprice (Champion). Atenţie: risc de fitotoxicitate al unor produse în timpul înfloririi repetarea tratamentelor după precipitaţii (15-20 mm) sau imediat după căderea grindinei; 3 zile după tratamentul precedent dacă pragul este constant depăşit şi la 4-5 zile dacă pragul este atins din nou
159
Făinarea mărului
Podosphaera leucotricha
Prezentă în toate bazinele de cultrură a mărului, provocând pierderi de recoltă, la soiurile sensibile Patografie Frunze: nu se deschid complet, sunt înguste, curbate 1 şi, treptat, se brunifică. La suprafaţa lor apare o pulbere albă - gălbuie (conidiile ciupercii), uşor de observat în “luntriţa” formată de frunzele pliate 1 . Flori: petale decolorate; se brunifică şi se usucă 2 . Lăstari proveniţi din mugurii infectaţi: ţesătură fină de miceliu, de culoare albă; miceliul acoperă întreg lăstarul, frunzele şi florile aflate pe acesta şi este vizibil sub forma unei pâsle dense, albe. Lăstarii atacaţi se disting uşor în coroana pomilor (culoare albă, care contrastează cu frunzişul verde) 3 . De la lăstarii cu infecţie primară ciuperca trece la alte organe, provocând infecţii secundare, care apar ca pete izolate, albe, pâsloase, pulverulente. Fructe tinere: uscarea şi căderea lor; frecvent, apariţia unei reţele brune de ţesut suberificat, foarte evidentă după ce fructul s-a dezvoltat 4 . 1
(B. Iacomi, 2008)
2
4
3
Agentul patogen. Podosphaera leucotricha (Erysiphaceae; f.c. Oidium farinosum). Lanţuri lungi de conidii cilindrice, unicelulare, incolore. In unii ani, spre sfârşitul vegetaţiei, în pâsla miceliană care îmbracă lăstarii ca un manşon apar punctişoare brune-negriciose- cleistotecii. Transmitere şi răspândire. Transmiterea are loc prin miceliul cuibărit între solzii mugurilor (aşa se explică faptul că, încă de la apariţie, lăstarul este acoperit de o plasă fină de miceliu). In condiţiile din ţara noastră, rolul cleistoteciilor în transmitere este neglijabil. Răspândirea în cursul vegetaţiei se face prin conidii.
160
Factori favorabili temperaturile de 10-200C (între 0-100C: lipsă dezvoltare; peste 380C conidiile sunt alterate) Umiditatea puternică a aerului este suficientă pentru declanşarea unor infecţii puternice, dar conidiile îşi pierd facultatea germinativă în mediu umed. Sensibilitatea varietală. Unele soiuri valoroase (Ionathan, Ionared, Mc. Intosh, Boiken, Idared) sunt foarte sensibile. Soiurile Golden Delicious, Pătul, Parmen Auriu etc. sunt mijlociu de sensibile, iar Astrahan Roşu, Şovari, Red Delicious, Maşanschi, Roşu de Stettin, Reinette Ananas sunt slab atacate de făinare. Soiuri rezistente: Pionier, Voinea, Generos, Romus 2, Romus 3. Sensibilitatea foliară. La măr, numai frunzele tinere sunt sensibile: perioada de receptivitate este limitată la 3-6 zile care urmează apariţiei frunzelor. După 14-17 zile, frunzele sunt definitiv imune. Elemente de protecţie tăierea şi arderea lăstarilor atacaţi, imediat după înflorit şi în perioada de repaus, cu ocazia tăierilor care se fac anual; îngroparea fragmentelor de lăstari prin lucrarea solului fertilizarea cu doze moderate de azot şi fosfor şi potasiu evidenţa parcelelor atacate în anul precedent pentru a nu pierde momentul optim pentru combaterea chimică este necesară o bună evidenţă a parcelelor atacate în anul precedent. In aceste parcele, după efectuarea tăierilor, se aplică un tratament cu Zeamă sulfocalcică (20%) sau Polisulfură de bariu (6%). In timpul vegetaţiei: tratamentele încep la dezmugurit (sulf muiabil, Kumulus, Thiovit, Microthiol). Următoarele tratamente: în faza de buton roşu (la deschiderea primelor flori) folosind aceleaşi produse şi concentraţii; la sfârşitul înfloritului fungicide carbendazimice (Benlate, Bavistin, Derosal), care nu dăunează polenului şi nu sunt toxice pentru albine. In continuare se pot utiliza diferite produse, din gama celor omologate, cum sunt: Rubigan, Baycor, Punch, Systhane, Sumi 8, Topas 100, Trifmine, Score Top. după tăierea şi adunarea ramurilor, se va lucra solul (se îngroapă fragmentele scurte de lăstari, care au căzut la tăieri şi nu au putut fi adunate). Poziţionarea tratamentelor: perioada C3 - F2 Livezi slab infectate: la reluarea vegetaţiei, cu produse pe bază de sulf Livezi puternic infectate: privilegiaţi un produs curativ (IBS) pentru primele intervenţii, pentru a frâna dezvoltarea focarelor primare; aplicaţi apoi produse de contact Din stadiul F2 în iulie: asociaţi protecţia cu cea contra rapănului Perioada estivală: Unele fungicide IBS utilizate contra rapănului sunt eficace şi pentru făinare dar: o utilizare repetată favorizează apariţia de izolate rezistente; nu depăşiţi 3-4 aplicări pe an şi alternaţi familiile chimice; nu le utilizaţi pe focare declarate, la temnperaturi mai mici de 150C Evaluarea riscului Iarna: observarea mugurilor cu făinare (contaminări primare) După înflorire: control vizual 100 organe (2/pom pe 50 de pomi repartizaţi în livadă). Observaţi 5 frunze de la extremitate situate sub prima frunză complet derulată. Consideraţi frunza cu făinare dacă miceliul este vizibil fără lupă pe faţa inferioară. Notaţi frecvenţa lăstarilor care au una sau mai multe frunze atacate. Mai puţin de 5% frunze cu făinare – adăugaţi sulf la produsele de contact anti rapăn. Peste 5% frunze cu făinare: utilizaţi produse de sinteză curative.
161
Rapănul mărului şi părului
Venturia inaequalis; V. pirina
Rapănul (pătarea cafenie a frunzelor şi fructelor şi rapănul ramurilor) este considerată a fi cea mai importantă boală a mărului, fiind prezentă în fiecare an, în toate bazinele pomicole. Patografie. Patogenul atacă toate organele verzi ale pomului; frunze, lăstari, fructe. Frunze: pe ambele feţe ale limbului foliar: pete mici, cenuşii, cu dezvoltare radiară; acestea cresc (5 - 10 mm), devin brune-olivacee, cu aspect catifelat 1 . Ulterior, începând din centrul petei, ţesuturile atacate se necrozează şi puful de pe suprafaţă se exfoliază, rămânând prezent pe margini, ca o bordură brună. Frunzele puternic atacate cad prematur. In primăverile reci şi ploioase, la unele soiuri sensibile (Golden delicious) se produce îngălbenirea şi căderea în masă a frunzelor atacate, fapt care duce la oprirea creşterii lăstarilor şi a fructelor. Ulterior, pomii îşi formează frunze noi, însă fructele rămân foarte mici (multe din ele, având şi codiţa foarte lungă, se aseamănă cu cireşele) şi de calitate inferioară, putând fi valorificate numai la industrializare. Fructe: pete rotunde, asemănătoare celor de pe frunze, cu consecinţe grave: fructele tinere, puternic atacate, se usucă, iar cele cu atac parţial cresc deformat şi crapă în porţiunea petelor 2 . Crăparea este foarte frecventă la fructele de păr atacate. Pe fructele dezvoltate sau chiar mature: pete rotunde, acoperite de puful brun-olivaceu; petele se adâncesc puţin şi chelesc, începând din centru, la fel ca petele de pe frunze. Fructele cu pete de rapăn au o valoare comercială redusă, nu rezistă la păstrare (putrezesc în depozite) sau prezintă "dopuri de plută" sub fiecare pată şi sunt refuzate la export. Lăstari: pete rotunde sau alungite, cafenii; foarte grav la păr: în urma atacului, scoarţa se exfoliază, luând aspect răpănos. 2
2
1
(B. Iacomi, 2008)
Agentul patogen. Venturia inaequalis, cu f.c. Fusicladium dendriticum (măr) şi Venturia pirina cu f.c. Fusicladium pirinum (păr) - Venturiaceae, Dothideales, Ascomycetes. Fusicladium dendriticum: conidiofori simpli, bruni, cilindrici; la vârful lor se formează, succesiv, conidii piriforme, galbene la maturitate, iniţial unicelulare, apoi bicelulare. In urma desprinderii conidiilor mature, la vârful conidioforului rămân cerculeţe (dendrite) concentrice. F. pirinum: conidiofori bruni, cu protuberanţe (noduri) în jumătatea superioară, pe care se formează conidiile (galbene, bicelulare-alungite, la maturitate).
162
Transmitere şi răspândire. Transmiterea patogenilor peste iarnă are loc prin periteciile din frunzele căzute dar şi prin miceliul şi conidiile de pe ramurile atacate. In timpul vegetaţiei diseminarea se realizează prin ascospori şi conidii. Factori favorabili Infecţii primare: când temperatura a depăşit 60C şi au căzut 0,3 mm precipitaţii, frunze care rămân umede timp de 30 de ore (12 ore la 110C sau 9 ore la 250C). Elemente de protecţie Strategia de protecţie presupune prognozarea riscului şi intervenţia atunci când acest risc este atins. Atenţie: începutul strategiei de protecţie: peritecii mature şi iniţierea proiectării ascosporilor. Stadiul sensibil: C-C3. cultivarea de soiuri rezistente; gruparea soiurilor, la plantare, în funcţie de gradul de rezistenţă (este posibilă, astfel, aplicarea diferenţiată a tratamentelor) reducerea sursei de infecţie: îngroparea prin arătură, a frunzelor căzute; tăierea şi arderea lăstarilor infectaţi; eliminarea pomilor bătrâni, răpănoşi, din vecinătatea livezilor tinere. Atenţie: aportul de uree înainte de căderea frunzelor favorizează degradarea periteciilor dar poate avea efecte secundare de nenglijat (ulceraţii, Nectria). Adunarea sau distrugerea frunzelor toamna reduce notabil inoculul. protecţie chimică. în perioada de repaus: Zeamă sulfocalcică (20%), Polisulfură de bariu (6%). In perioada de vegetaţie, primul tratament se face la dezmugurire, al doilea în faza de buton roşu - începutul înfloritului, al treilea - la sfârşitul înfloritului. Tratamente preflorale: produse cuprice; la sfârşitul înfloritului: fungicide carbendazimice (Bavistin, Benlate, Derosal, Topsin); în funcţie de avertizare, tratamentele continuă, alternând produse din diferite grupe chimice. Pentru controlul simultan al făinării: fungicide polivalente (Rubigan, Captasulf, Systhane C, Topas C, Shavit F, Clarinet, Score Top) numărul de tratamente într-o perioadă de vagetaţie este variabil (5 - 12), funcţie de rezistenţa soiurilor, condiţiile meteo, rezerva biologică a patogenului în zona respectivă. în condiţii de atac mediu sau slab: tehnica S.A.T. (Single Application Treatment): un singur tratament la dezmugurit, într-o concentraţie mai mare (ex. ditianona - 0,6%). In acest mod se asigură protecţia pomilor timp de o lună. Poziţionarea tratamentelor Intervenţie “stop” când riscul este atins: a) cu un produs de contact sau penetrant în cele 24-48 ore după iniţierea perioadei de umectare favorabile infecţiei; b) cu un produs curativ (tip IBS – Inhibitor al Biosintezei Sterolilor) în 3-5 zile dupa iniţierea umectării frunzelor (în funcţie de produs) repetarea tratamentelor: în caz de spălare a produsului (protecţia este deficitară în cazul a 20-25 mm precipitaţii); în caz de creştere vegetativă: frunzele formate după tratament nu sunt suficient protejate, cu excepţia cazului utilizării unui produs sistemic Atenţie: există limite de utilizare a produselor curative de tip IBS şi a celor penetrante din grupa strobilurinelor şi anilinopirimidinelor utilizarea mult repetată favorizează apariţia izolatelor patogene rezistente păstraţi IBS pentru intervenţii curative, când protecţia preventivă sau “stop” nu a putut fi asigurată nu depăşiţi 3-4 aplicări/an şi alternaţi familiile chimice nu le utilizaţi în cazul apariţiei petelor (accelerează riscul de inducere a raselor patogene rezistente) nu utilizaţi IBS la temperaturi sub 150C se recomandată adăugarea unui produs de contact la un produs din grupa IBS
163
Evaluarea riscului de infecţie presupune: eterminarea perioadelor de contaminare, pe baza datelor climatice: durata de umectare a frunzelor, temperatură, pluviometrie, higrometrie. Pentru pomicultor aceste informaţii provin de la reţeaua de prognoză şi avertizare. Riscul de infecţie se poate calcula şi de către pomicultor, calculul fiind însă mai fastidios.
Inoculul primar este constituit de ascosporii din periteciile purtate de frunzele căzute pe sol. Ascosporii sunt eliberaţi când precipitaţiile umezesc periteciile pe frunzele moarte. Eliberarea ascosporilor (90-95%) are loc, în general, în primele două ore de la iniţierea unui episod ploios, fiind foarte strâns dependentă de lumină (numai un mic procent de ascospori este eliberat noaptea, între ora 19 si ora 8). In livezile cu cantitate redusă de inocul ascosporii nu sunt eliberaţi semnificativ noaptea. Intr-o livadă cu inocul ridicat de ascospori, chiar dacă procentul ascosporilor eliberaţi este mic, numărul total de ascospori va fi ridicat, ceea ce poate cauza focare importante de infectii primare de rapăn. Cantitatea de ascospori eliberată depinde de temperatură: cu cât este mai cald, cu atât aceasta este mai importantă. Inoculul secundar este reprezentat de conidii, răspândite de vânt şi ploaie. Germinarea lor necesită o perioadă de umectare minimă, în funcţie de temperatură. Condiţii necesare pentru apariţia unei infecţii primare de rapăn: 1. Prezenţa inoculului. Patogenul supravieţuieşte peste iarnă în frunzele infectate rămase pe sol. Ploile puternice toamna crează condiţii favorabile infecţiei foliare la sfârşitul sezonului, după ultimele tratamente cu fungicide. După o iarnă caldă urmată de o primăvară umedă, rata de supravieţuire a patogenului este mai ridicată, ca şi cantitatea de inocul. Putem clasifica livezile ca având cantităţi ridicate sau mici de inocul, în funcţie de numărul de unităţi PAD (Potential Ascospore Dose) sau DPA (Doza Potenţială de Ascospori) prezente în toamna care precede recolta. 2. Tesuturi vulnerabile. Infecţiile cu rapăn se produc imediat ce apar ţesuturi verzi, frunzele fiind cel mai vulnerabile până la sfârşitul dezvoltării lor; la 5-8 zile după apariţie ele devin rezistente la infecţie. Totuşi, programele de protecţie cu fungicide trebuie repetate pentru protecţia noilor frunze, care apar într-un ritm destul de rapid şi sunt vulnerabile. Fructele rămân vulnerabile până la recoltare, dar durata de umectare necesară infecţiei creşte cu vârsta fructului. 3. Condiţii climatice favorabile: temperatura şi umiditatea. Pentru a calcula riscul de infecţie utilizăm modelul lui Mills – care consideră dezvoltarea optimă a patogenului la temperaturi între 16 240C; atunci durata de umectare necesară producerii infecţiei este cea mai scurtă. La temperaturi mai ridicate sau mai scăzute, ţesuturile trebuie să rămână umede mai mult timp pentru ca infecţia să devină posibilă. Intr-o livadă cu un risc scăzut de rapăn, trebuie calculată durata de umectare în timpul zilei (de la ora 8 la ora 19) de la ora începerea ploii până când frunzele sunt uscate (nu se includ ploile nocturne). Intr-o livadă cu risc ridicat, trebuie calculată perioada de umectare de la începutul ploii până când frunzele sunt uscate, indiferent de ora începerii ploii (se includ şi ploile nocturne). 4. Ascospori maturi. Ascosporii se formează la dezmugurit, în frunzele infectate, rămase peste iarnă. Cu cât atacul de rapăn a fost prezent în anul anterior, cu atât ascosporii vor fi mai numeroşi primăvara. Concentraţia ascosporilor în aerul livezii atinge, în general, un vârf în stadiul de buton roz şi căderea petalelor, dar epidemiile sunt declanşate de infecţiile precoce. Ca urmare, este esenţială începerea unui program de control înainte de iniţierea primei perioade de infecţie – cu fungicide preventive, dacă livada a înregistrat atac de rapăn la sfârşitul sezonului precedent. In livezile în care nu s-a înregistrat atac de rapăn în anul anterior, numărul total de ascospori eliberaţi în atmosferă va fi scăzut şi aceştia vor avea mai puţine şanse de a contamina organe verzi.
164
Tabelul lui Mills (http://www.nysaes.cornell.edu/pp/extension/tfabp/mills.shtml) Temperatura medie (in timpul perioadei de umectare) 0 C
Perioada de umectare minimă necesară infecţiei (ore)
Perioada de incubare (înainte de apariţia simptomelor) (zile)
23-17
6
9-10
16
6,1
9-10
14-15
7
12-13
12-13
8.3 - 8
14
11
9
15
10
11
16
6-7–8-9
18 – 15.4 - 13,4 – 12.2
17
Determinarea perioadelor de infectie cu rapan. Infectia primara poate sa apară dacă sunt prezenţi ascospori maturi iar umiditatea este adecvată, condiţii care permit eliberarea ascosporilor. La dezmugurit vor fi întotdeauna ascospori maturi, numărul acestora depinzând de cantitatea de inocul în frunzele căzute în anul anterior (cantitate mică sau ridicată). Determinarea nivelului de inocul primar (Orts R., Giraud L., Darthout L. 2006. Protection integreé pommierpoirier. CTIFL Ed., 2éme edition) 1. Tehnica PAD (DPA). Pentru prognozarea nivelului de inocul primăvara în plantaţie, trebuie realizată o estimare a frunzelor cu rapăn prezente toamna - Potential Ascospore Dose PAD sau Doza Potenţială de Ascospori DPA). La sfarşitul lunii septembrie sau la începutul lunii octombrie, înainte de căderea frunzelor, se realizează o estimare a rapănului pe frunze. Selectaţi o schemă din cele de mai jos, numărul total de lăstari examinaţi fiind 600. 20 de lăstari analizaţi - 30 pomi (bloc de 300-900 pomi); 15 lăstari analizaţi - 40 pomi (bloc de 400-1200 pomi) 10 lăstari analizaţi - 60 pomi (bloc de 600-1800 pomi) Protocol: La fiecare pom selectat examinaţi lăstari de la la vârf, bază, interiorul şi exteriorul coroanei; este foarte important să analizăm si lăstari din vârful pomului (nivel la care rapănul se poate instala ca urmare a unei pulverizări deficitare cu fungicide) Analizaţi suprafaţa frunzelor (inferioară şi superioară) şi înregistraţi numărul de frunze cu una sau mai multe pete de rapăn (inclusiv petele pe care le credeţi/suspectaţi a fi de rapăn). Înregistraţi numărul total de frunze cu pete de rapăn. Dacă numărul de frunze cu pete de rapăn este mai mic sau egal cu 50, se poate estima că livada are un risc scăzut de inocul pentru următorul an Dacă numărul de frunze cu pete de rapăn este cuprins între 50-100, se iau măsuri de reducere a acestui inocul toamna (adunarea frunzelor) – apoi se poate estima că livada are un nivel scăzut de inocul pentru anul următor. Atenţie! Dacă numărul de frunze cu pete de rapăn este mai mare de 100 – nivelul de inocul în livadă este ridicat, fiind necesar un program de tratament fungicid la începutul sezonului următor. Această metodă de determinare a riscului de rapăn nu poate fi folosită când au fost aplicate în sezon fungicide din grupa IBS, în special dacă acestea au fost aplicate după apariţia infecţiei (leziunile de rapăn sunt doar inhibate dar nu şi distruse şi nu pot fi detectate). 2. Estimarea inoculului primar potenţial (J.M. Olivier) Notarea se face toamna (octombrie) pe 100 de lăstari (2 lăstari/pom)/parcelă. Căutaţi prima frunză cu rapăn pe lăstar plecând de la vârf , observând faţa superioară şi inferioară. Verificaţi 2-3 etaje pe acelaşi lăstar. Fiecare lăstar are deci o notă 0 sau 1 cu un calificativ F sau I. Totalizaţi notele.
165
lipsă pete de rapăn
inocul lipsă
nota 0
cel putin o pată de rapăn
inocul prezent
nota 1
Una sau mai multe pete izolate
tip F
Pete numeroase, cu evoluţie spre convergenţă
tip I
Interpretare Nota < 20
Nota > 20
Tip F dominant
Inocul redus
Inocul mediu
Tip I dominant
Inocul mediu
Inocul puternic
Lungimea perioadei de umectare a frunzelor. Lungimea perioadei de umectare a frunzelor necesară pentru ca infecţia să aibă loc variază cu temperatura. Intr-o livadă cu inocul redus: când ploaia începe ziua (între ora 8 şi ora 19) se numără orele de la începerea ploii până când frunzele sunt din nou uscate; când ploaia incepe noaptea (între ora 19 şi ora 8:00) se numără orele în care frunzele rămân umede, de la 8:00 dimineata. Intr-o livadă cu inocul ridicat, lungimea periodei de umiditate se calculează de la inceperea ploii până când frunzele sunt uscate. După calcularea lungimii perioadei de umectare a frunzelor, se calculează media de temperatură în timpul intervalului şi se consultă tabelul pentru a analiza dacă frunzele au fost umede îndeajuns pentru ca infecţia să apară. Corelaţia intre temperatură şi umiditate în infecţia cu rapăn (Stensvand, Gadoury, Amundsen, Semb şi Seem, 1997, Phytopathology 87:1046:1053) Temperatura medie (°C)
Numărul minim de ore cu frunze umede necesar infecţiilor Infectii primare (realizate de ascospori)
Infectii secundare (realizate de conidii)
1
40
37
2
34
33
3
27
26
4
21
23
5
18
20
6
15
17
7
13
15
8
12
13
9
11
12
10
9
10
11
8
9
12
8
9
13
7
9
14
7
9
15
6
9
16
6
9
17
6
8
18
6
8
19
6
8
20
6
7
21
6
7
22
6
7
23
6
8
24
6
9
25
8
11
26
11
14
166
Infecţiile secundare pot să apară când conidiile dezvoltate in urma infecţiilor primare (primele pete de rapăn pe frunze) sunt răspândite de picături de ploaie. Ca şi în cazul infecţiilor primare, cele secundare apar numai când umiditatea iniţiată de precipitaţii este prezentă pentru o perioadă îndeajuns de lungă, pentru o temperatură dată. Deoarece infecţiile secundare se pot produce atât ziua cât şi noaptea, se calculează tot timpul scurs de la începutul precipitaţiilor şi nu numai orele de pe timpul zilei. Perioadele de rouă sau de umiditate puternică (peste 90%) contribuie, de asemenea, la perioada efectivă de umectare dar nu joacă un rol important decât dacă sunt precedate de ploi. Cu cât fructele se maturează, cu atât perioadele de umectare trebuie să fie mai lungi pentru ca infecţia să fie posibilă. Perioadele de umiditate necesare pentru infecţia pe fructe sunt mai lungi decât cele necesare pentru infecţia pe frunze. In livezile în care infecţia primară pe frunze a fost redusă, putem reţine perioada cea mai lungă necesară apariţiei infecţiei pe fructe numai acolo unde rapănul pe fructe ridică probleme.
Relaţia între temperatură, perioada de umectare, numărul de săptămâni după înflorire şi infecţia secundară a fructelor
Temperatura medie (0C)
Săptămâni după inflorire 1
5
10
5
ore de umectare pentru 2% infecţie pe fructe 10
13.0
26.0
37.0
45.5
12
10.0
21.6
31.0
38.0
14
8.5
18.5
26.5
32.5
16
7.5
16.0
23.0
28.5
18
6.5
14.5
20.5
25.5
20
6.0
13.0
18.5
23.0
167
Putregaiul brun (monilioza)
Monilinia fructigena
Prezentă atât în livezi cât şi în depozite; produce pierderi mari de fructe (uneori peste 75%) la toate speciile pomicole seminţoase. Patografie. Atacul poate să apară şi pe flori, lăstari şi fructe tinere (care se ofilesc, se brunifică şi se usucă), însă este puţin frecvent şi fără importanţă practică imediată. Trebuie prevenit, totuşi, pentru că focarele de atac din primăvară (numit şi “monilioza din anul precedent”) asigură sursă de inocul pentru infecţiile ulterioare, pe fructele dezvoltate. Pe fructele dezvoltate, funcţie de condiţiile de mediu, pot să apară 4 forme de manifestare ale moniliozei şi anume: a. Putregaiul brun: pată brună care cuprinde pieliţa fructului şi pulpa; la suprafaţa petei se formează cercuri concentrice de perniţe alb - cenuşii, apoi gălbui (sporodochiile ciupercii). Pata se extinde de la o zi la alta, astfel, încât, după 6 - 10 zile, fructul este complet putrezit şi, de cele mai multe ori, cade 1 . Examinând fructul atacat, constatăm, în mijlocul cercurilor de sporodochii, prezenţa unei leziuni 1 (frecvent, un orificiu produs de viermele merelor). Forma aceasta de atac este întâlnită în livezi, pe vreme umedă şi caldă. b. Putregaiul negru: fructele putrezesc, având pieliţa de culoare brună-negricioasă, fără sporodochii pe suprafaţă 2 . Se întâlneşte în verile reci şi ploioase. Este, de asemenea, prezent la fructele căzute în iarbă (sunt frecvente cazurile în care pe fructul cu putregai brun, se dezvoltă în continuare putregaiul negru). In depozite, monilioza se manifestă, aproape în totalitate, sub formă de putregai fără sporodochii pe suprafaţa fructelor. c. Mumifierea fructelor: se întâlneşte în livadă, la fructele care, după ce au putrezit parţial, sunt surprinse de timpul secetos şi cald. Aceste fructe pierd apa, se zbârcesc 3 , se întăresc (“se mumifică“) şi rămân prinse în pom până în anul următor, asigurând sursa pentru infecţiile primare. d. Putregaiul inimii fructului: la fructele care au canalul stilar deschis: putregai brun începând de la căsuţa seminală 4 şi extins treptat spre periferie, ultima afectată fiind coaja fructului (conidiile antrenate de picăturile de apă pătrund prin canalul stilar). Această formă de atac, cu dezvoltare insidioasă, nu poate fi depistată în momentul alegerii fructelor pentru depozitare; astfel, în perioada păstrării, loturi întregi de fructe se pot transforma într-o masă de putregai (mai ales în depozite paletizate, unde controlul se face mai greu). Atacul generează pierderi economice importante, la distribuitor dar şi la consumator (când fructele se valorifică înainte ca putregaiul să devină vizibil la suprafaţă).
1
3
2
4
(B. Iacomi, 2009)
168
Agentul patogen. Monilinia fructigena (Sclerotiniaceae, Helotiales, Ascomycetes); f.c. Monilia fructigena. Conidii: unicelulare, elipsoidal-trunchiate, galbene la maturitate, prinse în lanţuri ramificate. In fructele mumifiate se formează un miceliu, care, după trecerea iernii, germinează, dând naştere la apotecii pedunculate, pe care se formează asce cu ascospori. Transmitere şi răspândire. Patogenul se conservaă sub formă de scleroţi (în fructele mumifiate) şi sub formă de miceliu (în ulceraţiile de pe ramuri). Conidiile sunt diseminate de vânt şi ploaie tot timpul anului şi pot rămâne mai multe luni în contact cu planta înainte de germinare. Factori favorabili: infecţiile se produc între limite largi de temperatură (0 – 250C ), optima fiind în jur de 150C. plantaţii foarte dense – atac pe flori prezenţa rănilor; la fructele dezvoltate infecţiile se realizează iniţial prin orificii produse de viermele merelor (Cydia pomonella), rosături produse de viespi, albine sau furnici, ciupituri cauzate de păsări sau leziuni mecanice, produse de diverse cauze (grindină, vânt etc). (produse de grindină, ger târziu, ploi puternice, atac parazitar, şocuri diverse); prezenţa petelor de rapăn: poartă de intrare pentru miceliul ciupercii, mai ales la fructele depozitate. De la fructul infectat miceliul trece prin străpungere directă în fructele lipite de acesta, în prezenţa unei pelicule de apă. Trecerea de la un fruct la altul este frecventă la merele depozitate, în special dacă nu este asigurată o bună ventilaţie care să împiedice formarea de condens pe fructe. fructele căzute, cele atacate de rapăn precum şi fructele provenite din terenuri irigate şi fertilizate cu azot sunt mai uşor infectate. Elemente de protecţie eliminarea surselor de contaminare: tăierea lăstarilor atacaţi şi a celor ce poartă fructe mumifiate; adunarea şi îngroparea sau arderea fructelor căzute, efectuarea arăturilor în livezi evitarea dozele mari de azot şi udarea abundentă, mai ales în partea a doua a perioadei de vegetaţie combaterea dăunătorilor care provoacă leziuni fructelor protecţia chimică: tratamente de iarnă (zeamă sulfoclcică sau polisulfură de bariu) efectuate după tăierea lăstarilor cu fructe atacate. In timpul vegetaţiei, majoritatea fungicidelor aplicate pentru combaterea rapănului (Dithane M45, Tiuram, Tripomol, Metoben, Topsin, Captan, Merpan) asigură şi controlul moniliozei. Soiurile rezistente la rapăn, pentru care nu se fac stropiri, vor trebui tratate, în cursul vegetaţiei, pentru combaterea moniliozei. La intrarea în pârgă se vor utiliza fungicide specifice (Ronilan, Rovral, Sumilex, Konker) evitarea leziunilor la recoltare sortarea fructelor la introducerea în depozit tratarea merelor destinate păstrării de lungă durată, înainte de depozitare (Caroben T, prin îmbăiere; interval de pauză 90 zile) Asigurarea igienei în depozite şi a unei temperaturi de 1 – 30C şi a unei umidităţi de 75 – 80%. Verificarea periodică în depozite, resortarea dacă este cazul Temă Elaboraţi un program de protecţie a plantaţiilor de pomi seminţoşi (măr).
169
Capitolul 12
Bolile pomilor sâmburoşi
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale pomilor sâmburoşi, insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului plantaţiei, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate.
Bolile piersicului şi caisului Patografie Frunze: limb deformat, nervuri ţesuturi internervuriene îngălbenite ; simptomele sunt absente în cursul verii 1 Flori: striuri de culoare violacee pe petalele florilor Fructe: în curs de maturare: epidermă decolorată; inele concentrice albicioase; pigmentaţie neuniformă la fructele cu epiderma necolorată; sâmburii fructelor mature prezintă pete inelare albicioase sau pete de culoare mai închisă. 2 3
1
2 3
(www.forestryimages.org/images; www.inspection.gc.ca)
Transmitere şi răspândire. Virusul este vehiculat de afide şi prin material vegetal. Elemente de protecţie Selecţie fitosanitară prin indexare şi obţinerea de material de plantare liber de virus Controlul periodic al pepinierelor; eliminarea şi distrugerea puieţilor bolnavi Controlul afidelor vectoare
170
Apoplexia bacteriană a caisului
Pseudomonas syringae pv. syringae
Patografie Frunze: de obicei nu sunt simptome; uneori, primăvara, apar pete necrotice, circulare, rugoase; limb perforat Lăstari, ramuri, trunchi: primăvara, pe ramuri sau trunchi – ţesuturi brune, iniţial moi, cu gome. La dezvoltarea inelară a petelor şi strangularea zonei atacate, partea distală se ofileşte rapid (în cca. o săptămână frunzele se brunifică, se usucă) şi moare – fenomen vizibil până la începutul verii 1 . Apoplexia poate fi parţială (1-2 ramuri afectate) sau totală. Zonele afectate, moarte, sunt invadate de alte microorganisme (frecvent ciuperca Cytospora cincta). Dacă petele nu cuprind zona atacată de jur împrejur, apar ulcere (mijlocul sau sfârşitul verii), în mod obşnuit în dreptul rănilor (accidentale sau rezultate în urma tăierilor). Portaltoii nu sunt afectaţi – la baza pomului se dezvoltă drajoni viguroşi, cu foliaj verde, sănătos.
1
Plant Disease Control (Oregon State University Extension)
Transmitere şi diseminare. Supravieţuirea şi diseminarea bacteriei sunt asemănătoare cu cele de la declinul piersicului. Bacteriile pătrund prin răni. Infecţii puternice se înregistrează de la căderea frunzelor şi până la jumătatea iernii. La infecţiile produse în perioada de repaus, distrugerea cambiului împiedică generarea unui ţesut libero-lemnos; astfel, în 3-9 luni are loc pieirea părţii de deasupra zonei afectate. Pomul poate învinge infecţii, chiar puternice, produse primăvara sau vara, fiind afectat numai xilemul. Factori favorabili Temperaturile scăzute sunt decisive în evoluţia bacteriei. Necroza floemului şi cambiului se produc numai daca bacteria are timp să se multiplice înainte de acţiunea gerului. Starea de sensibilitate a pomilor este influenţată de starea lor fiziologică. Prezenţa simultană a patogenului Cytospora cincta determină infecţii mai grave numai după căderea frunzelor; în timpul vegetaţiei, sinergismul nu mai apare.
171
Elemente de protecţie Executarea tăierilor primăvara; protejarea rănilor Dezinfectarea instrumentelor de tăiere Protejarea trunchiului de răni Protecţie chimică: tratament, înainte şi după tăiere, cu zeamă bordeleză
172
Ciuruirea şi ulceraţia bacteriană Xanthomonas arboricola pv. pruni (X. campestris pv. pruni)
Patografie Frunze: pete mici, circulare sau uşor unghiulare, verde deschis apoi brun-roşietice, înconjurate de o aureolă îngustă, iniţial concentrate de-a lungul nervurilor şi către vârful limbului. In stadii avansate, partea centrală a petei cade, dând frunzei un aspect ciuruit. Frunzele puternic infectate se îngălbenesc şi cad. Defoliere timpurie când petele apar pe peţioli, la locul de inserţie a acestora pe ramuri. 1 Lăstari: pete alungite, de obicei în jurul mugurilor, care pot cuprinde inelar zona şi determina îndoirea şi uscarea vârfului lăstarilor (se întrerupe circulaţia sevei). Ramuri: pete brune, necrozate, cu scurgeri de gomă; uneori ulceraţii 2 . Fructe: simptome vizibile la sfarşitul lunii iunie – pete iniţial mici (1,5 mm), circulare, brunolivacee, apoi brun-negricioase, sub forma unor depresiuni, însoţite sau nu de scurgeri de gomă. In dreptul petelor se pot dezvolta mici crăpături. Uneori simptomele se aseamănă cu cele produse de rapăn (Cladosporium carpophilum). Atacul pe fructe este mai rar decât cel de pe frunze. 3 2
3
1
(www.atlasplantpathogenicbacteria.it)
Transmitere şi răspândire. Bacteria rezistă peste iarnă în lăstari (cu ulceraţii sau nu), posibil şi în muguri. Factori favorabili vreme călduroasă şi umedă (cele mai multe infecţii se produc în lunile mai, iunie). Temperatura optimă de dezvoltare a bacteriei este de 25-280C. Imbibarea cu apă a spaţiilor intercelulare din ţesuturile foliare este importantă pentru dezvoltarea bolii, epidemiile fiind frecvente în special după timp cu furtuni puternice. Rănirea ţesutului prin particule de nisip (praf) antrenate de vânt conduce la infecţii adiţionale. Solul infestat cu nematozi (Criconemella xenoplax)
173
Elemente de protecţie Utilizarea de material sănătos, cu paşaport fitosanitar european Formarea de coroane rarefiate (zvântarea rapidă a frunzelor după ploaie şi rouă) Evitarea irigării prin aspersie Dezinfectarea instrumentelor de tăiere, cel puţin între parcele Arderea materialului rezultat după tăieri Monitorizarea prezenţei simptomelor în livezile apropiate zonelor declarate contaminate Tratamente cuprice: la căderea frunzelor, dezmugurit, căderea petalelor
174
Băşicarea şi deformarea frunzelor de piersic Taphrina deformans, T. deformans var. armeniaca
Patografie. Patogen endemic, de primăvară; ciuperca atacă frunzele, lăstarii şi, mai rar, fructele. Frunze: imediat după apariţie: porţiuni lăţite, gofrate, băşicate, îngroşate şi casante, decolorate apoi gălbui sau roşiatice (la soiurile care au pulpa fructului roşie pe lângă sâmbure). 1 La suprafaţa ţesuturilor afectate apare o pulbere fină, argintie (asce cu ascospori). Frunzele afectate sunt mai sensibile la făinare şi atac de afide. Frunzele se brunifică, se răsucesc şi cad, la începutul lunii iunie observându-se defolierea pomilor. Atacul reduce puternic dezvoltarea pomilor, privaţi de fotosinteză; creşterea fructelor şi a lăstarilor încetează. După câţiva ani, atacul foarte intens duce la debilitarea pomilor Pomii defoliaţi dezvoltă frunze noi, care nu mai sunt atacate. Lăstari: scurţi, îngroşaţi, gălbui, ierbacei, cu frunze atacate, total desfrunziţi în partea bazală.. Fructe: grupe de băşicuţe verzi-gălbui apoi brune. Pe măsură ce fructul creşte, ţesuturile atacate se întăresc şi crapă. Fructele rămân mici, cu pulpa foarte slab dezvoltată, lipsită de zahăr şi aromă, fade. In urma atacului, fructele şi mugurii florali pot să cadă, aspect mai greu de observat de fermier.
1
(B. Iacomi, 2009) Transmitere şi răspândire. Ciuperca poate rezista peste iarnă sub formă de miceliu (în lăstarii infectaţi) şi de ascospori (între solzii mugurilor, scoarţa ramurilor sau pe sol). Supravieţuirea ascosporilor este favorizată de iernile blânde şi umede. Factori favorabili vremea rece şi umedă; dezvoltarea bolii este corelată cu temperatura în momentul deschiderii mugurilor: condiţii de infecţie: temperatura medie zilnică peste 80C (optim 150C); precipitaţii peste 10 mm în 24 ore, vremea închisă şi prezenţa ţesuturilor tinere ale plantei.
175
Elemente de protecţie Cultivarea de soiuri rezistente (mare variabilitate a sensibilităţii cultivarelor, provenită din precocitate sau caractere genetice) Tăierea şi arderea lăstarilor atacaţi, îngroparea frunzelor căzute Protecţie chimică. După apariţia simptomelor, controlul nu mai este eficace. Poziţionarea tratamentelor: după recoltarea fructelor (septembrie): un tratament cu Tiuram. la căderea frunzelor (acţiune şi asupra ulceraţiilor, bacteriozelor): zeamă bordeleză dezmugurit: de preferat produse cuprice (Zeamă bordeleză, hidroxid de cupru). Atenţie la dezmuguritul eşalonat, în funcţie de varietăţile cultivate. Se supraveghează dezvoltarea mugurilor: prelevaţi muguri situaţi la extremitatea ramurilor, tăiaţi în două, trataţi când primele frunze sunt gata să apară. Se continuă protecţia până la etalarea frunzelor (dezmugurit + 3 săptămâni): zeamă bordeleză. Asupra « atacurilor secundare», sulful şi zeama sulfo-calcică (utilizată cu succes în Italia) stopează contaminările. Cuprul nu acţionează asupra miceliului pătruns în frunze; acţiunea sa poate fi ameliorată prin adăugarea de muianţi sau oligoelemente. la umflarea mugurilor florali: zeamă bordeleză, Turdacupral; în faza de buton roz: Systhane C; la scuturarea petalelor şi încă 2 - 3 tratamente, la avertizare: Captadin, Dithane M 45, Tiuram, Folpan, Ziradin, Anvil, Score Top. Evitarea tratamentelor în periodele reci şi umede, cu vânt. Timpul rece produce o încetinire a creşterii vegetative dar produce, în egală măsură, şi un stress favorabil dezvoltării bolii.
176
Făinarea piersicului şi caisului Sphaerotheca pannosa var. persicae; Podosphaera clandestina; P. tridactyla Pierderi importante în pepiniere şi în plantaţiile tinere. In condiţii favorabile atacului poate produce pagube economice (afectează calitatea fructelor). Patografie Toate organele verzi: frunze, lăstarii tineri, flori, fructe: pete albe, pâsloase, pulverulente la formarea fructificaţiilor (conidii). Frunze tinere: gofrate, răsucite şi brunificate; complet acoperite de o pulbere prăfoasă sau prezentând zone albicioase; frunzele tinere cad prematur sau eşuează în dezvoltare, se extind anormal; cele de pe noii lăstari sunt apropiate, alungite, distorsionate. 1 Frunzele mature sunt mai rezistente. Lăstari: înveliţi în pâsla miceliană (manşon); rămân subţiri, se deformează, se brunifică şi, adesea se usucă; mugurii laterali care diferenţiază mugurii florali pot fi distruşi. Vârful lăstarilor atacaţi atârnă împreună cu frunzele deformate. In anumiţi ani, spre toamnă, în pâsla miceliană apar punctişoare brune, apoi negricioase - cleistoteciile ciupercii. Flori: provenite din mugurii infectaţi – acoperite de un miceliu alb, pulverulent; se decolorează şi se usucă. Mugurii florali ai lăstarilor infectaţi adesea nu supravieţuiesc peste iarnă. Fructe: pete albicioase (1-2 cm în diametru), care se extind, treptat; ţesuturile atacate se brunifică. 2 Fructele tinere rămân mici, nu se maturizează, au gust amărui şi sunt necorespunzătoare calitativ. La fructele dezvoltate, în porţiunea acoperită de miceliu, pulpa se întăreşte şi apar crăpături (scăderea valorii comerciale) prin care pot intra diferiţi agenţi de putrezire (Penicillium, Rhizopus). 1
2
(www.ipmimages.org)
Agentul patogen. Sphaerotheca pannosa var. persicae (Erysiphaceae, Erysiphales, Ascomycetes); f.c. Oidium leucoconium. Lanţuri lungi de conidii cilindrice, incolore. Pe lăstarii atacaţi, în anumiţi ani, spre toamnă, în pâsla miceliană apar punctişoare brune, care devin negricioase - cleistoteciile ciupercii (monoasce, globuloase, brune, cu apendici simpli, dispuşi pe toată suprafaţa). Transmitere şi diseminare. Transmiterea de la un an la altul se realizează prin miceliul care rezistă în mugurii infectaţi şi, mai puţin, prin cleistotecii. Răspândirea în cursul vegetaţiei are loc prin conidii, care, duse de vânt, provoacă infecţii repetate.
177
Factori favorabili boală de stress hidric; dezvoltarea sa depinde, totuşi, puţin de temperatură, alternanţa de timp umed şi cu vânt cu timp secetos fiind favorabilă. temperaturile scăzute din primăvară (vânt rece) produc o stopare a circulaţiei sevei, urmată de atacuri mai frecvente de făinare. infecţii sunt favorizate de vremea uscată, caldă, fără precipitaţii frecvente dar cu umiditate relativă ridicată (ceaţă, rouă). Apa liberă nu este necesară germinării sporilor, care are loc la UR de 43-100%. In condiţii favorabile, noi pete se dezvoltă în 10 zile. dozele mari de azot frunzele şi fructele tinere sunt mai sensibile; nectarinele sunt mai sensibile decât piersicile. Elemente de protecţie cultivarea de soiuri rezistente fertilizarea echilibrată tăierea şi arderea lăstarilor atacaţi. protecţie chimică: tratamente în perioada de repaus - polisulfură de bariu. In cursul vegetaţiei: produse pe bază de sulf (Fluidosoufre, Microthiol, Sulf muiabil); produse de contact (Karathane, Fademorf); produse sistemice (Rubigan, Anvil, Bumper, Trifmine, Score Top). Monitorizaţi 10 lăstari terminali/pom; observaţi prezenţa miceliului pe frunzele tinere. Un total de 1-10 frunze infectate - risc moderat; peste 10 frunze – risc puternic. Monitorizaţi 25 de fructe/pom, 2-4 săptămâni după căderea petalelor; observaţi prezenţa petelor albicioase; 10-20 fructe infectate – risc moderat; peste 20 – risc puternic.
178
Ciuruirea micotică a frunzelor
Stigmina carpophila
Patografie Boala se manifestă pe frunze, pe fructe şi lăstari. Frunze: pete circulare (2 - 4 mm diametru), brune-cenuşii, cu o bordură de culoare brună sau roşiatică; ţesuturile atacate se necrozează, se desprind şi cad, cu tot cu bordură - frunza apare perforată ("ciuruită"). 1 Lăstari: (mai ales la piersic): pete circulare sau elipsoidale, roşiatice, asemănătoare celor de pe frunze, adâncite în scoarţă, care se brunifică şi se necrozează. La suprafaţa acestora apar puncte negre (acervulii ciupercii). In perioada de repaus, petele se extind, cuprind lăstarii de jur-împrejur (pe porţiuni de 2-3 cm sau mai mult). Mugurii aflaţi în porţiunea afectată a lăstarului se usucă. In primăvara următoare, în porţiunea petelor apar fisuri, plăgi deschise, din care se scurg gome ("clei"). 2 Marginile plăgilor se îngroaşă din ce în ce mai mult, în aceste zone fiind vizibile, în timp, excrescenţe cu aspect de cancere. In final, ramura se usucă. Prezenţa atacului pe ramuri obligă, anual, pomicultorii la extirparea de şarpante întregi, astfel încât în cca. 7 - 10 ani, pomul este desfigurat, cu creşteri sărace şi producţie minimă de fructe. Fructe: cais, piersic: pete punctiforme (1-2 mm diametru), reliefate, roşii-violacei sau brune, grupate pe partea însorită (fructele par coapte), însoţite adesea de scurgeri importante de gome 3 . Fructele puternic atacate cad; cele rămase au coaja cu aspect rugos, pulpa tare, cu gust fad.
3
1 2
(B. Iacomi, 2009; Oregon State University Extension; mae.gov.tr/kayisi_yetistiriciligi)
Agentul patogen. Stigmina carpophila (Fungi Imperfecti, Melanconiaceae, Melanconiales). Acervuli: conidiofori simpli; conidii multicelulare, elipsoidal-alungite, ovoidale sau cilindrice, uneori clavate, cu pereţii bruni şi un număr variabil de septe, lenticulare. Transmitere şi răspândire. Transmiterea ciupercii la anul următor se face prin miceliul din scoarţa ramurilor atacate şi prin conidii (în gomele de pe ramuri).
179
Factori favorabili perioadele de sensibilitate sunt primăvara şi toamna. primăveri ploioase, care urmează după ierni blânde, în care conidiile au rezistat în procent ridicat. Elemente de protecţie Tăierea şi arderea ramurilor atacate (dezinfectarea rănilor şi ungerea lor cu mastic). Protecţie chimică: tratamentele pentru deformarea frunzelor au efect de protecţie şi pentru ciuruire Poziţionarea tratamentelor toamna (la căderea frunzelor) şi primăvara (la dezmugurit şi înainte de înflorit) - produse cuprice (Zeamă bordeleză, Cobox). Riscul de fitotoxicitate fiind ridicat, se asociază cu aplicarea de “emolienţi” (oligoelemente, aciz aminaţi, extracte vegetale) La sfârşitul înfloritului: un tratament cu produse carbendazimice (Metoben, Topsin); apoi, în funcţie de evoluţia atacului şi de avertizările primite: Captan, Folpan, Rovral, Sumilex, Rubigan, Bayleton, alternând produse din diferite grupe chimice.
180
Monilioza
Monilinia laxa, M. fructigena, M. fructicola
Patografie Flori: brunificate, cu aspect apos; se usucă împreună cu frunzele din jur şi rămân pe lăstari. In condiţii de umiditate, se acoperă cu perniţe gri 1 . Ofilirea florilor şi a lăstarilor are loc rapid, putând fi confundată cu efectul gerurilor târzii de primăvară care. In acest ultim caz, insă, toate florile de pe ramuri sunt uscate, în timp ce la atac de monilioză, se găsesc şi flori sănătoase printre cele ofilite. Lăstari: ulceraţii ovoidale, care se extind şi pot uscarea vârfului, îndoirea acestuia; scurgeri de gome. 2 Fructe: sensibile la maturitate; în unele cazuri, fructele tinere pot fi infectate, dar simptomele nu devin vizibile decât la maturitate. Patogenul pătrunde direct, prin deschideri naturale sau răni (produse de insecte, păsări, răni mecanice). Iniţial, în jurul punctului de infecţie apare o pată mică, apoasă, circulară, brună care se extinde rapid şi determină putrezirea întregului fruct. In condiţii de umiditate, în scurt timp apar perniţe gri-cenuşii, simptom caracteristic pentru diagnosticarea bolii 3 . Aceste perniţe pot fi răspândite neregulat pe suprafaţa fructului (M. laxa) sau pot fi dispuse în cercuri concentrice (M. fructigena). Fructele atacate se lipesc unele de altele, se mumifiază şi rămân prinse în pom. Fructele putrezite pot să cadă. Monilia laxa: perniţe mici, gri-cenuşii; Monilia fructigena: perniţe mai mari, brun-gălbui, dispuse în cercuri concentrice în jurul punctului de infecţie – nu atacă florile; Monilia fructicola a fost recent identificată în mai multe regiuni din Franţa; simptomele sunt apropiate de cele produse de M. laxa.
2
1
3
(Plant Disease Control - Oregon State University Extension; B. Iacomi 2010)
181
Transmitere şi răspândire. Patogenul supravieţuieşte în fructele mumifiate (din pom sau de pe sol), ulceraţii sau pedunculii fructelor infectate. Factori favorabili vreme umedă. alternanţa perioadelor ploioase şi secetoase favorizează formarea fructificaţiilor umiditatea relativă a aerului mai mare de 90% timp de mai multe ore sau o ploaie induce germinarea conidiilor la temperaturi peste 10°C. nectarinele sunt mai sensibile decât piersicile. Strategia de protecţie Favorizarea circulaţiei aerului pentru evitarea perioadelor lungi umede: distanţe de plantare, tăieri în verde, tăiere după recoltare, menţinerea unui covor vegetal scurt în jurul pomilor, orientarea parcelei Reducerea inoculului: eliminarea fructelor mumifiate şi a ramurilor înnegrite odată cu tăierile de iarnă şi la recoltare; adunarea fructelor putrezite; tăierea lăstarilor cu ulceraţii La plantare : ţineţi cont de sensibilitatea varietăţilor: piersicul şi nectarinele cu pulpă galbenă sunt, în general, mai sensibile, ca şi variatăţile tardive. Evitarea irigării cu puţin înainte de recoltare (celule turgescente, fisuri…) Evitarea excesului de azot Recoltaţi în bune condiţii : manipulare, pre-triere în livadă, transport (evitarea rănirii fructelor) Protecţie chimică: Tratament cu produse cuprice in jurul înfloritului, preventiv (stadiile D şi G). După aceste stadii, anumite produse sau elemente pot avea un efect protector – îngrăşăminte foliare pe bază de alge marine, siliciu, mangan, cupru, calciu.
Temă Elaboraţi un program de protecţie a plantaţiilor de pomi sâmburoşi – cais, piersic.
182
Capitolul 13
Bolile viţei de vie
Conţinut. Obiective. Capitolul prezintă principalele boli ale viţei de vie, insistând asupra patografiei, agenţilor patogeni responsabili, biologiei acestora şi strategiilor de protecţie. Pe baza acestor elemente studenţii vor putea defini importanţa managementului plantaţiei, identifica principalii agenţi patogeni, discuta şi argumenta diferite strategii de protecţie, în funcţie de factorii de mediu şi elementele de tehnologie aplicate.
Scurt-nodarea
Grapevine fan leaf virus
Frecventă la viţele altoite şi la hibrizi, în special peterenuri grele, argiloase, umede. Patografie La butucii infectaţi se formează lăstari numeroşi, cu internodii scurte, crescute în zig-zag, care au frunzele apropiate, deformate (în formă de evantai) şi clorozate. Simptomele se agravează din an în an, pornind de la pete inelare şi mozaicare, în primul an, se junge la aspectul de tufă clorozată şi, în final, la uscarea plantei. Boala se extinde treptat, în parcelă apar vetre de formă eliptică. Infecţia cuprinde noi butuci la marginea vetrei de plante atacate, astfel încât, în parcelă găsim, după câţiva ani, toate gradele de manifestare (de la uşoară mozaicare, la marginea vetrei, până la plante piticite, cu lăstari numeroşi, clorozaţi, care nu mai dau recoltă, în centrul vetrei de atac). La butucii clorozaţi, florile nu leagă, strugurii meiază, bobiţele nu se maturează normal. Agentul patogen. Grapevine fan leaf virus - particule formă sferice, cu diametrul de 30 nm. Transmitere şi răspândire. Transmiterea se face prin materialul vegetativ recoltat de la butucii infectaţi. Răspândirea, de la o plantă la alta este realizată de către nematozii din sol (Xiphinema index), care produc leziuni rădăcinilor viţei de vie, inoculând virusul pe care îl păstrează în corpul lor până la 3 şi, chiar, 8 luni din momentul achiziţiei patogenului. Virusul rămâne infecţios, timp de mai mulţi ani, în rădăcinile rămase în sol după defrişarea plantelor atacate. Elemente de protecţie alegerea unui teren favorabil viţei de vie. cultivarea solelor contaminate cu lucernă (4 - 5 ani) utilizarea de portaltoi şi altoi provenit de la plante neinfectate eliminarea şi arderea butucilor cu simptome după defrişarea plantaţiei, în timpul efectuării arăturii, se adună şi se ard rădăcinile care apar. tratarea solului cu produse fumigante (pe suprafeţe restrânse), urmărind distrugerea nematozilor vectori. obţinerea de plante libere de virus prin termoterapie şi cultivarea in vitro a meristemelor şi a vârfurilor de creştere .
183
Cancerul bacterian
Agrobacterium tumefaciens
Frecvent în pepiniere şi plantaţii, pe terenuri grele, umede şi reci. Patografie In pepinieră, la viţele altoite, apar tumori în zona punctului de altoire sau la baza portaltoiului. In plantaţii, mai ales în viile bătrâne, pe butuc şi pe rădăcini apar tumori globuloase, de diferite dimensiuni, iar pe corzile bătrâne, apar şiruri de tumori mici ("ariceală") 1 . Iniţial tumorile sunt mici, moi, cu suprafaţa netedă şi de culoare albicioasă, apoi cresc, se întăresc; suprafaţa lor capătă aspect coraliform, neregulat, iar culoarea devine brună. Butucii atacaţi au creşteri din an în an mai reduse, dau recolte mici şi, după câţiva ani, se usucă.
1
Agentul patogen. Agrobacterium tumefaciens. Factori favorabili atacul sub formă de ariceală este favorizat de temperaturile foarte scăzute din timpul iernii. Sensibilitatea varietală: soiuri sensibile - Afuz-Ali, Italia, Muscat de Hamburg, Cardinal, Merlot, Cabernet Sauvignon, Regina viilor. Elemente de protecţie dezinfectarea materialului destinat altoirii (prin îmbăiere în soluţie de sulfat de cupru 1 %) la scoaterea din pepinieră, viţele depistate cu tumori se îndepărtează şi se distrug prin ardere. cultivarea terenului contaminat cu cereale (4 - 6 ani). eliminarea din plantaţiile tinere a viţelor bolnave şi arderea lor; dezinfectarea locului cu formalină 2 - 3% (8 - 10 litri de soluţie la fiecare groapă). tăierea corzilor atacate, în viile bătrâne; îndepărtarea tumorilor de pe butuci, dezinfectând rănile cu soluţie de sulfat de cupru, după care se ung cu vopsea. Inainte de pornirea în vegetaţie, după efectuarea tăierilor, în parcela respectivă se tratează corzile (până la îmbăiere), cu soluţie de sulfat de cupru 1 - 2 %.
184
Mana viţei de vie
Plasmopara viticola
Cea mai gravă boală a viţei de vie, în anii cu ploi frecvente generând pierderea recoltei şi debilitarea plantelor. Atacul puternic câţiva ani la rând declanşează uscarea viilor neprotejate. Patografie. Ciuperca atacă toate organele verzi (frunze, ciorchini şi boabe, lăstari). Frunze: după ce acestea au depăşit 5 cm diametru; pe faţa superioară se observă prezenţa unor pete gălbui 1 (faza de “pete untdelemnii”), de dimensiuni variate (frecvent, 1 -3 cm). La câteva ore sau la o zi - două după apariţie, pe faţa inferioară a limbului, în dreptul petei, apare un puf alb (fructificaţii - conidiofori şi conidii). Uneori, în condiţii limită (la umiditate redusă) se formează pete mici, colţuroase, asemănătoare celor ce apar toamna (faza de “pete de rouă”). După câteva zile, ţesuturile atacate se necrozează; petele devin brun-roşiatice (faza de “arsuri”). Ţesuturile necrozate se mărunţesc, fruzele apar zdrenţuite; la atac puternic, frunzele se usucă complet. Când sunt atacate tecile, frunzele cad, masiv, chiar fără să prezinte pete pe limb (fenomen întâlnit frecvent, în viile părăsite, nelegate, îmburuienate). Spre toamnă, în condiţii mai puţin favorabile de temperatură: pete mici (1- 4 mm), colţuroase, care imprimă frunzelor un aspect mozaicat 2 (faza de “frunze mozaicate”); în ţesuturile atacate se formează oosporii - organele de înmulţire sexuată. Ciorchini: pe ciorchinii tineri - puf rar, albicios (conidiofori cu conidii), care cuprinde axul şi ramificaţile acestuia, florile sau bobiţele abia legate; ciorchinii atacaţi se ofilesc şi se usucă 3 . Lăstari: pe lăstarii tineri - puf rar, albicios, pe pe internodii, cât şi la noduri; zonele atacate se brunifică; lăstarii în curs de lignificare: atac numai la noduri (în dreptul ţesuturilor meristematice ale diafragmei). Lăstarii atacaţi se usucă sau degeră, în cursul iernii. Atacul pe lăstari detremină pierderea rodului din anii următori. Boabe: pe boabele dezvoltate (după ce au depăşit 5 mm diametru şi stomatele s-au închis) – pete adâncite cenuşii-vineţii, cu aspect de opărit; la suprafaţa lor nu mai apare puf. Treptat boabele se zbârcesc, se usucă, având culoare brună (la soiuri cu strugurii albi) sau vineţie (la strugurii negri) 4 . Deoarece infecţiile se fac prin perniţa de la baza bobului, numită "burelet" sau prin ramificaţiile ciorchinelui, uscarea apare la boabe izolate sau la grupuri de boabe, astfel încât, de cele mai multe ori, ciorchinele păstrează o parte din boabe sănătoase. Boabele complet uscate reduc producţia, cantitativ, însă nu influenţează calitatea vinului. La infecţii tardive (la intrarea în pârgă): boabele nu se usucă dar nu se coc, nu acumulează zahăr, iar mustul rezultat este acru şi influenţează calitatea vinului - vinuri slabe, acre, care nu se pretează la învechire (apar, uşor, fenomene de "băloşire", "oţetire" sau "floarea vinului"). Strugurii de masă mănaţi sunt, de asemenea, depreciaţi calitativ. Agentul patogen. Plasmopara viticola (Peronosporaceae, Oomycetes). Toamna, în frunzele "mozaicate" se dezvoltă oospori: sferici, galben-bruni, de 25 – 35 µm diametru) - organe de rezistenţă.
185
1
2
4
3
Transmitere şi răspândire. Transmiterea patogenului se face prin frunzele căzute, cu oospori. Primăvara, când temperatura apei care bălteşte în vie depăşeşte 10 - 110C, oosporii încep să germineze, formând câte un filament la vârful căruia apare o ”macroconidie”. Aceasta, prin germinare, eliberează 15 - 18 zoospori care, împroşcaţi de picăturile de ploaie pe organele verzi ale plantei, provoacă “infecţiile primare“. După trecerea perioadei de incubaţie (13 zile, când temperatura este apropiată de pragul inferior de dezvoltare a ciupercii şi 4 zile, la temperatura optimă) apar petelele untdelemnii. Zoosporii rezultaţi din germinarea microconidiilor provoacă “infecţii secundare”. Indată ce există pete de mană în vie, fiecare ploaie aduce o altă infecţie. In anii ploioşi (contează numărul ploilor, nu cantitatea de precipitaţii), în cursul unei perioade de vegetaţie se suscced peste 20 - 25 de infecţii (uneori, câte 2 - 3 pe zi). . Factori favorabili pentru germinarea oosporilor: minimum 100 C şi prezenţa apei pe suprafaţa solului vreme ploiosă, cu cer acoperit mai multe zile la rând. pentru producerea infecţiilor: pe frunze să existe picături de apă, timp de cel puţin 1 oră şi via să fie pornită în vegetaţie (frunzele devin sensibile din momentul când au depăşit 5 cm diametru). pentru infecţiile secundare: temperatura optimă 22 - 24 0C. In condiţii de secetă şi la temperaturi peste 300C, infecţiile nu se mai produc parcelele de la baza pantelor, cu expoziţie nordică sau nord-vestică, plantate cu soiuri sensibile, care dezvoltă o vegetaţie bogată (Aligote, Fetească regală, Muscat de Hamburg, Chasselas d'ore, Afuz-Ali, Burgund).
186
Elemente de protecţie adunarea şi arderea frunzelor căzute înainte de pornirea vegetaţiei (se va da atenţie locurilor joase, în care vântul a îngrămădit frunzele căzute). Frunzele risipite prin vie, vor fi îngopate prin lucrările solului. menţinerea terenului curat de buruieni. conducerea corzilor şi a lăstarilor pe spalieri, cât mai răsfirat (facilitează zvântarea frunzelor, după ploaie). efectuarea la momentul optim a lucrărilor de agrotehnică a plantei (eliminarea lăstarilor de prisos, copilitul, legatul, cârnitul, defolierea în zona ciorchinilor) Protecţia chimică. Soiurile nobile, fiind sensibile la mană, trebuie protejate cu ajutorul fungicidelor antiperonosporice, aplicate la avertizare. Primul tratament: îndată ce s-a semnalat prima pată de mană în vie (în general, în preajma înfloritului). La stabilirea diagnozei, se va evita confuzia cu atacul de erinoză, produs de păianjenul Eriophyes vitis (care se manifestă primăvara de timpuriu şi la frunze foarte mici, prin băşicare, pe faţa superioară şi puf persistent, dens, roşcat, pe faţa inferioară a limbului foliar). Tratamente înainte şi după înflorit (pentru protejarea ciorchinilor şi a boabelor tinere)sunt obligatorii. Numărul total de tratamente într-o perioadă de vegetaţie, este variabil, în funcţie de condiţiile concrete din fiecare parcelă. In general, în anii normali, sunt necesare 4 - 7 tratamente; în anii secetoşi, 2-3, pentru ca în anii cu multe ploi, acestea să depăşească 12 - 15. In şcolile de viţă, tratamentele se fac la acoperire, la interval de 7- 10 zile, pentru produsele de contact şi 12 -14 zile, pentru cele sistemice (exceptând perioadele de secetă, când tratamentele nu sunt necesare ). In România, pentru combaterea manei viţei de vie sunt omologate zeci de produse, cu substanţe active din diferite grupe chimice: produse cuprice (zeama bordeleză, Cobox, Champion, Funguran OH, Kocide, Super Champ etc ), produse organice de contact, pe bază de mancozeb (Dithane M 45, Dithane 75 WG, Nemispor, Onefung, Vondozeb etc), metiram (Polyram Combi, Polyram DF), ftalimide (Captadin, Captan, Merpan; Foldin, Folpan) etc., produse sistemice (în amestec cu cele de contact): Curzate plus T, Curzate cuman, Curzate man, Curzate manox, Ridomil plus 48, Ridomil MZ, Mikal B, Mikal MB, Mikal M, Mikal Rom, Ripost M, Sandofan C, Sandofan M8, Quadris, Patafol. In toate cazurile, ultimul tratament se va face cu produse cuprice - remanenţă mai bună, asigură protecţia frunzelor şi lăstarilor împotriva infecţiilor târzii, favorizând coacerea lemnului şi formarea mugurilor pentru anul următor.
187
Făinarea viţei de vie
Uncinula necator
Mare importanţă pentru cele mai renumite podgorii ale ţării, unde frecvenţa atacului a ajuns până la 60 (80) - 100%, în parcelele netratate sau tratate necorespunzător. In anii secetoşi, pierderile provocate de făinare trec cu mult înaintea celor produse de mană. Patografie Pe toate organele verzi ale viţei de vie Frunze: pâslă fină, albă-cenuşie, care devine pulverulentă o dată cu formarea conidiilor 1 . Ţesuturile atacate se brunifică, frunzele se răsucesc spre faţa superioară. Lăstari: se brunifică în porţiunea atacată şi nu se maturează normal. In parcelele cu atac din anul precedent, făinarea apare foarte timpuriu, acoperind ciorchinii şi florile, care se brunifică şi se usucă. Spre sfârşitul vegetaţiei, în anumiţi ani, în pâsla miceliană se formează punctişoare negricioase - cleistoteciile ciupercii. Boabe: pieliţa brunificată; pieliţa crapă, mustul se scurge şi seminţele devin vizibile 2 ; ciorchinii puternic atacaţi sunt complet uscaţi. La strugurii intraţi în pârgă, prin fisurile apărute în pieliţă, se fac infecţii cu Botrytis sau alte microorganisme, care duc la putrezirea boabelor. In parcelele cu atac puternic de făinare se simte miros de mucegai (sau de peşte uşor alterat). Depistarea la timp a bolii este dificilă în zonele cu multe pulberi în atmosferă (Murfatlar), care, depunându-se pe plante, maschează atacul de făinare, astfel că acesta este observat abia când boabele s-au brunificat şi a apărut fisurarea pieliţei. Din parcelele cu atac puternic de făinare se obţin cantităţi mici de must (în presă, lichidul fiind absorbit de ciorchinii uscaţi), iar vinul obţinut nu se pretează la învechire şi tragerea la sticle (apare casarea brună etc).
1
2
(B. Iacomi, 2009)
Agentul patogen. Uncinula necator (Erysiphaceae, Ascomycetes), f.c. Oidium tuckeri Conidiofori: scurţi, simpli, geniculaţi; conidii: prinse în lanţuri scurte, cilindrice sau ovoidale, incolore. Cleistotecii: sferice sau globuloase, brune, poliasce, cu apendici lungi, răsuciţi la vârf, dispuşi ecuatorial. Transmitere şi răspândire. Transmiterea la anul următor se face, în special prin miceliul localizat în muguri sau la suprafaţa lăstarilor infectaţi şi, în mai mică măsură, prin ascele şi ascosporii din cleistotecii.
188
Factori favorabili temperaturi situate în jur de 22 0C, dar limitele sunt foarte largi (de la 7-80C, până la 29-300C. Temperatura de 370C este letală pentru miceliu. umiditatea relativă optimă este cuprinsă între 70-75 %, dar ciuperca se dezvoltă bine de la 50 la 80% excesul de azot; vegetaţia luxuriantă, îmburuienarea, ca şi băltirea apei la suprafaţa solului Elemente de protecţie In viile cu atac de făinare evidenţa clară a parcelelor afectate în anul precedent, pentru a nu pierde de sub control evoluţia bolii cu ocazia tăierilor de uşurare din toamnă, cât şi primăvara, la definitivarea acestora, se vor înlătura porţiunile de lăstari infectate. Dezgropatul şi cercuitul timpuriu, spre a da posibilitate efectuării unui tratament cu zeamă sulfocalcică (10%), înainte de deschiderea mugurilor. după lucrarea şi nivelarea solului, se recomandă prăfuirea cu sulf, de-a lungul rândului, astfel ca să se depună pulberea fungicidă pe butuci, pe braţele bătrâne şi pe sol (sulful, încălzit de razele solare, degajă vapori care ţin patogenul sub control). De asemenea, în parcelele respective se fac tratamente repetate, cu diferite produse antioidice. Parcelele care nu au prezentat atac de făinare în anul precedent, vor fi atent supravegheate, pentru ca, la apariţia bolii, să se înceapă tratamentele de combatere.
In toate parcelele: măsuri generale de prevenire (fertilizare echilibrată, rărirea lăstarilor, copilitul, legatul, cârnitul, defolierea în zona ciorchinilor, combaterea buruienilor etc). Protecţia chimică în timpul vegetaţiei se asigură prin tratamente cu produse pe bază de sulf (Kumulus, Microthiol, Sulf muiabil), produse organice de contact (Karathane), produse sistemice carbendazimice (Bavistin, Derosal, Benlate, Metoben, Topsin), Rubigan, Afugan, sau produse sistemice din grupa triazolilor (Anvil, Bayleton, Bumper, Punch, Sumi-8, Systhane, Tilt, Topas, Trifmine, Vectra, Folicur-solo etc) sau amestecuri (Antracol BT, Atemi S, Folicur E, Labilite, Shavit F, Tioman, Tridal), respectând dozele sau concentraţiile date, precum şi intervalul de pauză recomandat. Când a apărut atacul pe boabe, în lipsa unui produs sistemic cu efect curativ, se recomandă stropirea (îmbăierea) strugurilor cu soluţie de hipermanganat de potasiu, în concentraţie de 0,125 %, urmată, imediat, de prăfuirea cu sulf, înainte de zvântarea boabelor. Efectul cumulat al celor două substanţe distruge miceliul ciupercii, împiedicând agravarea bolii.
189
Putregaiul cenuşiu al strugurilor - Botryotinia fuckeliana Putregaiul cenuşiu al strugurilor este foarte frecvent în toate zonele viticole, în special în toamnele umede şi calde, manifestându-se începând de la formarea strugurilor până la sfârşitul perioadei de vegetaţie. Vinurile obţinute din struguri putreziţi au puţin alcool, casează şi băloşesc. Pagubele produse se intensifică în timpul transportului şi la depozitare, ca şi în serele de forţare şi pe materialul săditor viticol. În ultimul deceniu pagubele produse de aceasta boală au fost importante, atingând valori de 70-80% din recolta de struguri, la acestea adăugându-se şi cele din timpul transportului şi depozitării. In toamnele calde şi uscate şi în podgorii bine aerisite, patogenul are un efect benefic, producând „putregaiul nobil”. In acest caz, patogenul instalat la suprafaţa boabelor determină subţierea pieliţei boabelor, creşterea evaporării, concentrarea sucului celular, cu înmagazinarea de hidrocarbonaţi, ceea ce duce la obţinerea unui vin licoros, cu aromă foarte plăcută (Baicu şi Şesan, 1996). Patografie Frunze: atacul apare mai rar: pete iniţial gălbui apoi roşietice; în dreptul acestor pete, pe ambele feţe ale limbului, se dezvoltă un mucegai cenuşiu, pulverulent 1 (conidiofori si conidii). Frunzele puternic atacate se răsucesc şi cad de pe lăstari. Lăstari: zone decolorate, albicioase sau gălbui; sub scoarţă, lemnul este colorat în brun. La suprafaţă se dezvoltă un mucegai cenuşiu şi, uneori, scleroţi mici (1 - 5 mm), ovoizi. La butaşii altoiţi, în timpul forţării, se constată înnegrirea secţiunilor şi formarea de scleroţi la punctul de altoire, astfel încât, calusarea este împiedicată. Lăstarii porniţi în timpul forţării, ca urmare a infecţiei, se brunifică şi putrezesc, acoperiţi fiind de mucegaiul cenuşiu. Pe lăstari boala apare numai în condiţii de umiditate ridicată, infecţia pornind de la noduri (pete albicioase-gălbui). Petele de pe lăstari şi coarde constituie focare iniţiale din care ciuperca evoluează pe butaşii de altoi şi portaltoi. Pe coardele puse la stratificat în nisip sau pământ boala se extinde, cuprinzând în special zona din dreptul nodurilor, scoarţa crapă iar pe aceste suprafeţe apar corpuri mici, de 1-5 mm, ovoide, negricioase - scleroţii ciupercii. Apariţia scleroţilor este mai frecventă la capetele butaşilor sau ale coardelor, în locul de secţionare. De aici, miceliul se extinde cu usurinţă în profunzime prin maduvă. Boabe: cea mai gravă formă de atac, în perioada coacerii, transportului şi depozitării. Primele infecţii se fac prin leziunile în pieliţa boabelor (produse de larvele moliilor, păsări, viespi, albine, furnici, lovituri de grindină) sau prin fisurile apărute în urma atacului de făinare 2 . Ciuperca se dezvoltă la început saprofit, în picăturile de must care apar din ţesuturile lezate; miceliul devine parazit şi se extinde, cuprinzând pieliţa bobului, care se brunifică, se acoperă cu mucegai cenuşiu, crapă, se răsfrânge şi se desface de pe pulpă. Ca urmare a atacului, boabele se desprind şi cad pe sol. Procesul de putrezire continuă, cuprinzând şi pulpa bobului. Pe vreme ploioasă, când între boabe se găseşte peliculă de apă, miceliul trece uşor de la un bob la altul şi infecţia cuprinde porţiuni mari din ciorchine 2 . In asemenea condiţii sunt atacate şi ramificaţiile ciorchinilor şi, ca urmare, din struguri se rup bucăţi care cad pe sol, recolta fiind compromisă. Pe strugurii atacaţi de putregai cenuşiu se pot instala şi alte mucegaiuri (Penicillium sp. etc), precum şi bacterii acetice etc.
190
2 1
Vinurile obţinute din strugurii atacaţi sunt de calitate inferioară, au alcool puţin, casează, se oţetesc motive pentru care nu se pretează la învechire şi tragere la sticle. Agentul patogen - Botryotinia fuckeliana (Sclerotiniaceae, Helotiales, Ascomycetes) f.c. Botrytis cinerea. Conidiofori: lungi (1- 3 mm) septaţi, bruni la bază; la vârful acestora, pe 23 ramificaţii scurte, se formează numeroase conidii: unicelulare, elipsoidale sau ovoide, gălbui la maturitate, prinse sub formă de ciorchine. În primăvara următoare, pe frunzele de viţă căzute, pe ciorchinii şi lăstarii uscaţi se formează microscleroţii ciupercii, negri, tari, de forme variate. Transmitere şi răspândire. Transmiterea are loc prin scleroţii de pe organele atacate sau prin miceliul din lăstarii şi ciorchinii atacaţi, rămaşi în vie. Apoteciile apar destul de rar, primăvara, din germinarea scleroţilor. Factori favorabili Condiţiile favorabile pentru apariţia epidemiilor sunt: nebulozitate mare, vremea ploioasă, timp de mai multe zile; temperatura în jur de 22- 230 C, umiditatea relativă a aerului cuprinsă între 80% şi 100%; prezenţa leziunilor pe boabe, umbrirea. faza cea mai sensibilă este momentul în care sucul celular al boabelor conţine un procent mare de zahăr (între 16-22%). In depozite, putregaiul este favorizat de lipsa aerisirii şi temperatura ridicată. Ciuperca se instalează pe boabele cu simptom de „rot brun” (atac de mană) sau pe cele crăpate (în urma atacului de făinare) Sensibilitate varietală: soiurile cu pieliţă groasă şi boabe rare (Coarnă neagră, Cabernet sauvignon) sunt mai puţin atacate, în timp ce soiurile cu boabe dese şi pieliţă subţire sunt foarte sensibile (Lămpău, Muscat Ottonel, Tămâioasă românească, Riesling italian, Aligote, Fetească albă, Cadarcă ). Ploile cu grindină sau atacul de molia strugurilor favorizează pătrunderea patogenului în organele plantei. Ca mediu iniţial pentru producerea focarelor de Botrytis pot servi şi organele moarte din interiorul ciorchinelui: petale, stamine, polen lipit de ovar, boabele avortate sau mănate. Pe timp umed, aceste resturi organice constituie un bun mediu nutritiv al ciupercii.
191
Elemente de protecţie măsuri profilactice evitarea terenurilor cu exces de umiditate şi slab aerate la înfiinţarea plantaţiilor noi; cultivarea soiurilor cu rezistenţă sporită la Botrytis: Coarnă neagră, Tămîioasă, Select, Codană, Cabernet Sauvignon clona 7, Coarnă neagră selecţionată, Valeria sau care au o comportare bună: Andrevit, Amurg, Unirea conducerea raţională a coardelor, astfel ca strugurii să nu fie în imediata apropiere a solului, unde sursa de infecţie este bogată; fertilizarea echilibată şi evitarea excesului de azot; combaterea la timp a dăunătorilor şi evitarea tuturor cauzelor care pot determina leziuni sau sensibilizarea pieliţei boabelor; efectuarea lucrărilor de copilit, legat, defolierea în zona ciorchinilor (măsuri prin care se asigură o mai bună ventilaţie şi pătrunderea razelor solare) culesul la timp şi în termen scurt a recoltei de struguri. Protecţia chimică, la nevoie, se poate începe după apariţia ciorchinilor sau la sfârşitul înfloritului, folosind produsele carbendazimice (Bavistin, Benlate, Derosal, Metoben, Topsin). In mod obişnuit, primele tratamente pentru controlul ciupercii Botrytis se fac când bobiţele ating 3 - 5 mm diametru, folosind produse din rândul ftalimidelor (Captadin, Captan, Folpan, Merpan), care sunt eficace şi împotriva manei. In continuare se pot alege diferite produse: Punch, Folicur E, Shavit F, care combat şi făinarea, sau produse pe bază de mancozeb (Dithane M45, Dithane 75 WG, Nemispor, Vondozeb), care combat şi mana. La intrarea în pârgă: produse antibotritice, specifice (Euparen, Rovral, Serinal, Sumilex, Calidan, Switch, Mytos). Ultimul tratament, în apropierea recoltării, se poate face cu produsul biologic Trichodex, care dă rezultate bune, dacă presiunea de infecţie este medie şi, anterior, s-au aplicat tratamentele menţionate mai sus. la viţele altoite, în timpul forţării, se aleg cu atenţie corzile folosite la altoire, eliminându-le pe cele cu pete şi lemn brunificat. Materialul destinat altoirii se dezinfectează prin îmbăiere în soluţie de Chinosol W - 0,5 %. In timpul forţării, se aplică soluţie din fungicidul respectiv, în concentraţie de 0,15 %. Tratamentele chimice se aplică la avertizare, preferându-se fungicidele polivalente, cu acţiune multiplă în combaterea putregaiului cenuşiu şi altor agenţi patogeni, în fenofaze, de la sfârşitul înfloritului până la formarea strugurilor sau fungicide specific antibotritice, după ce se sistează tatamentele împotiva manei. Metoda standard de combatere chimică a putregaiului cenuşiu constă în aplicarea a 4 tratamente în fazele cele mai critice producerii infecţiilor: la sfârşitul înfloritului; la compactarea strugurilor; la începutul fazei de pârgă a boabelor; cu 2-3 săptămâni înainte de recoltare În viile nepericlitate de putregai cenuşiu tratamentele pot fi economisite sau pot începe de la crearea condiţiilor pentru atac, considerând critică persistenţa apei pe struguri peste 12-15 ore. La atac puternic, când a început căderea pe sol a ciorchinilor, se va declanşa culesul pentru a salva, cât se mai poate, din recoltă. Temă Elaboraţi un program de protecţie a plantaţiilor de viţă de vie
192
Bibliografie selectivă Agrios, G. 2005. Plant pathology, 5th Edition, Academic Press, New York. Avenot, H., Simoneau, P., Beatrice Iacomi -Vasilescu, Bataillé-Simoneau N. 2005. Characterization of mutations in the two-component histidine kinase gene AbNIK1 from Alternaria brassicicola that confer high levels of dicarboximide and phenylpyrrole resistance. Current Genetics, 47, 234-243 Baicu, T., Sesan, T. 1996. Fitopatologie agricolă. Ed. Ceres, Bucureşti Gheorghieş C., Geamăn I. 2002, 2003. Bolile plantelor horticole. Ed.Universitas Co, Bucuresti Iacomi Beatrice. 2004. Microbiologie specială (Micologie I, Bacteriologie II). Ed. Cartea universitară, Bucureşti. Iacomi-Vasilescu, B., Avenot H., Bataillé-Simoneau N., Laurent E., Guénard M., Simoneau P. 2004. In vitro fungicide sensitivity of Alternaria species pathogenic to crucifers and identification of Alternaria brassicicola field isolates highly resistant to both dicarboximides and phenylpyrroles. Crop Protection 23, 481-48 Lepoivre, P. 2004. Phytopathologie. Bases moleculaires et biologiques des pathosystemes et fondements des strategies de lutte. De Boeck Ed.427 p. Larkin R., Griffin T. 2007. Control of soilborne potato diseases using Brassica gren manures. Crop Protection 26:1067-1077. Mayton H.S.C., Olivier S.V., Vaughn R.L., Loria R. 1996. Correlation of fungicide activity of Brassica species with allyl isothiocyanate production in macerated leaf tissue. Phytopathology, 86: 276-271. Oprea, M., Ciurdărescu, M. 2003. Condiţii care favorizează dezvoltarea ciupercilor saprofite cu acţiune toxinogenă în perioada depozitării cerealelor. Rezumat. Seminarul: Contaminarea cu micotoxine-ameninţare şi provocare pentru producătorii primari, procesatori şi consumatori. ASAS, 30 ianuarie. Pedras MS, Ahiahonu PW, Hossain M, 2004. Detoxification of the cruciferous phytoalexin brassinin in Sclerotinia sclerotiorum requires an inducible glucosyltransferase. Phytochemistry 65, 2685–94. Roşca I., Iacomi Beatrice, Dobrin I., Tudose M., Vlad F. 2008. Recomandări de combatere integrată a bolilor şi dăunătorilor din pomicultură – Ghid pentru fermieri. Ed. Nivel Multimedia, ISBN 978-9737753-81-6. Sellam, A., Beatrice Iacomi-Vasilescu, P. Hudhomme, P. Simoneau. 2006. In vitro antifungal activity of brassinin, camalexin and two isothiocyanates against the crucifer pathogens Alternaria brassicicola and Alternaria brassicae. Plant pathology, 1-6 Severin, V., Iliescu C.H. 2006. Bolile bacteriene ale plantelor. Ed. Geea Smolinska U., Horbowicz M. 1999. Fungicidal activity of volatiles from selected cruciferous plants against resting propagules of soil-borne fungal pathogens. J. Phytopathology 147: 119-124.
193
CUPRINS
Capitolul 1. Bolile plantelor. Generalităţi
3
1.1. Fitopatologia. Definiţie şi obiect de studiu
3
1.2. Tipuri de simptome
5
1.3. Clasificarea bolilor plantelor
9
1.4. Pagube şi pierderi ocazionate de atacul agenţilor patogeni
11
1.5. Agenţi fitopatogeni. Generalităţi
16
Capitolul 2 Virusuri şi viroizi
21
2.1. Virusuri (fitovirusuri)
21
2.2. Viroizi
27
Capitolul 3. Procariote fitopatogene
28
3.1. Bacterii fitopatogene
28
3.2. Mollicutes. Fitoplasme
39
Capitolul 4. Ciuperci fitopatogene
42
4.1. Caractere generale
42
4.2. Clasificarea ciupercilor. Sisteme de clasificare
49
Capitolul 5. Rezistenţa plantelor la boli
74
5.1. Concepte
74
5.2. Rezistenţa structurală
75
5.3. Rezistenţa funcţională
76
5.4. Rezistenţa indusă
80
Capitolul 6. Măsuri de prevenire şi combatere a bolilor plantelor
82
6.1. Carantina fitosanitară
83
6.2. Prognoza şi avertizarea
83
6.3. Măsuri şi metode tehnologice
85
6.4. Măsuri şi mijloace fizico-mecanice
86
6.5. Combaterea chimică
86
6.6. Combaterea biologică
93
Capitolul 7. Bolile legumelor solanacee
103
Capitolul 8. Bolile legumelor cucurbitacee
131
Capitolul 9. Bolile legumelor crucifere
139
Capitolul 10. Bolile leguminoaselor anuale
145
Capitolul 11. Bolile pomilor seminţoşi
155
Capitolul 12. Bolile pomilor sâmburoşi
170
Capitolul 13. Bolile viţei de vie
183
Bibliografie selectivă
193
194
