Общая фитопатология

 

Содержание учебного пособия соответствует актуальным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.

 

Для студентов сельскохозяйственных и лесотехнических высших учебных заведений, обучаюш,ихся по специальностям «Защита растений», «Лесопатология», «Селекция и семеноводство», «Растениеводство», «Сельскохозяйственные биотехнологии», для студентов классических университетов, обучающихся по специальности «Биология», а также для аспирантов, преподавателей, научных сотрудников, работающих в области фитопатологии и защиты растений.

Список принятых сокращений............................................................6

 

Предисловие.....................................................................................7

 

Глава 1. Причины и возбудители болезней растений...........................14

 

1.1. Неинфекционные болезни растений.........................................................................14

 

1.1.1. Неблагоприятные почвенные условия..........................................................15

 

1.1.2. Неблагоприятные погодные условия............................................................16

 

1.1.3. Поллютанты в воздухе........................................................................................16

 

1.2. Грибы и вызываемые ими болезни.............................................................................17

 

1.2.1. Общие свойства грибов......................................................................................18

 

1.2.2. Болезни растений, вызываемые грибами.....................................................23

 

1.2.3. Система фитопатогенных грибов....................................................................26

 

1.3. Бактерии — возбудители болезней растений..........................................................42

 

1.3.1. Общие свойства фитопатогенных бактерий...............................................43

 

1.3.2. Система фитопатогенных бактерий и вызываемые ими болезни......................................................................................................................45

 

1.4. Фитопатогенные вирусы................................................................................................49

 

1.4.1. Общие свойства вирусов....................................................................................49

 

1.4.2. Химический состав и строение вирусов.......................................................50

 

1.4.3. Вирусы в растениях.............................................................................................52

 

1.4.4. Распространение вирусов растений...............................................................53

 

1.4.5. Система вирусов...................................................................................................56

 

1.5. Растительноядные нематоды........................................................................................57

 

1.6. Цветковые растения-паразиты....................................................................................58

 

1.7. Сопряженные болезни....................................................................................................60

 

1.8. Манипуляция хозяев паразитами...............................................................................62

 

1.8.1. Манипуляция вирусами и бактериями поведением насекомых- переносчиков....................62

 

1.8.2. Манипуляция фитопаразитами морфологией и физиологией растений-хозяев..................63

 

Глава 2. Устойчивость растений к болезням.......................................67

 

2.1. Механизмы самозащиты растений.............................................................................67

 

2.1.1. Фитонциды — первая линия обороны...........................................................67

 

2.1.2. Морфология и габитус растений — вторая линия обороны..................67

 

2.1.3. «Уход» от паразита — третья линия обороны............................................68

 

2.1.4. Растительные покровы — четвертая линия обороны...............................69

2.1.5. Защитные вещества клетки — пятая линия обороны..............................71

2.1.6.      Врожденный иммунитет — шестая линия обороны.................................75

2.1.7.     R-белки — последняя линия обороны...........................................................80

2.2.       Генетика устойчивости. Теория «ген против гена»..............................................81

Контрольные вопросы.............................................................................................................87

Аналитические задания..........................................................................................................87

Глава 3. Болезни растений в популяциях (основы эпифитотиологии)............................................................................89

3.1. Методы оценки численности болезней.....................................................................89

3.1.1. Учеты численности болезней...........................................................................90

3.1.2 Учеты численности возбудителей болезней................................................96

3.2. Методы определения генотипического состава популяций фитопатогенов...................................................................................................................97

3.2.1. Вирулентность и агрессивность......................................................................97

3.2.2. Методы анализа вирулентности паразитов.................................................98

3.3. «Треугольник болезни»...............................................................................................103

3.3.1. Этапы паразитического цикла......................................................................104

3.3.2. Роль сорта растения-хозяина........................................................................111

3.3.3. Роль условий окружающей среды...............................................................113

3.4. Динамика эпифитотий.................................................................................................114

3.4.1. Общее уравнение роста численности популяций..................................114

3.4.2. Расчеты скорости роста болезней растений.............................................117

3.5. Развитие эпифитотий в природных фитоценозах и агроценозах.................120

3.5.1. Паразиты в природных фитоценозах.........................................................121

3.5.2. Причины массовых эпифитотий в агроценозах......................................127

Контрольные вопросы..........................................................................................................134

Аналитические задания.......................................................................................................134

Глава 4. Защита растений от болезней..............................................136

4.1. Селекция и сорторазмещение болезнеустойчивых сортов.............................136

4.1.1. Внутрипопуляционные отборы....................................................................136

4.1.2. Селекция чистолинейных сортов................................................................137

4.1.3. Программы создания сортов с длительной устойчивостью...............142

4.1.4. Биотехнологические методы создания устойчивых сортов...............152

4.2. Химическая защита растений....................................................................................154

4.2.1. Классификация фунгицидов.........................................................................154

4.2.2. Особенности применения контактных фунгицидов.............................156

4.2.3. Принципы и методы прогнозов развития болезней растений...........159

4.2.4. Проблемы резистентности и стратегия применения системных фунгицидов.....................................................................................................................162

4.2.5. Значение химической защиты растений для экономики, экологии и здоровья населения...............................................................................167

4.3. Методы биологической защиты растений............................................................169

4.3.1. Принципы органического земледелия.......................................................169

 

4.4.1. Принципы интегрированной защиты растений......................................178

4.4.2. Преимущества интегрированной защиты растений..............................182

Контрольные вопросы..........................................................................................................185

Аналитические задания.......................................................................................................185

Глава 5. Методы идентификации фитопатогенных организмов..........187

5.1. Визуальная диагностика и микроскопирование.................................................187

5.2. Выделение чистых культур........................................................................................190

5.3. Определение чистых культур с помощью секвенирования (определения последовательности нуклеотидов) участков генома............193

5.4. Идентификация патогенных микроорганизмов с использованием молекулярных методов................................................................................................193

5.4.1. Отбор проб...........................................................................................................195

5.4.2. Выделение ДНК.................................................................................................196

5.4.3. Полимеразная цепная реакция, ее модификации и применение для идентификации фитопатогенных организмов...........................................197

5.4.4. Полимеразная цепная реакция в реальном времени (Real-time PCR).............................................................................................................205

5.4.5. Организация ПЦР-лаборатории..................................................................211

5.5. Методы, основанные на гибридизации нуклеиновых кислот........................212

5.6. Системы идентификации, основанные на взаимодействии «антиген — антитело»..................................................................................................214

5.6.1. Антитела................................................................................................................215

5.6.2. Иммуноферментный анализ (ИФА)..........................................................216

5.6.3. Иммунохроматография...................................................................................218

5.7. Идентификация бактерий и грибов по составу жирных кислот...................220

Заключение..............................................................................................................................220

Контрольные вопросы..........................................................................................................221

Аналитические задания.......................................................................................................222

Указатель названий растений, их болезней и возбудителей..............224

Список дополнительной литературы................................................230