Церкоспороз свеклы

ОТДЕЛЬНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОРЕСУРСОВ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ УКРАИНЫ «КРЫМСКИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ»

Курсовая  работа

По  дисциплине «Общая фитопатология»

на тему:

«Церкоспороз свеклы»

Выполнила

Студентка 2 курса группы Z

Отделения «Агрономия»

со специализацией по

защите  растений

Табакова Наталья

Проверил:Мемедлаев Э. Р.

Работа  выполнена с оценкой

                                _________________________

с. Маленькое, 2012 год

СОДЕРЖАНИЕ  КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Вступление

1. Систематическое положение грибов рода Cercospora и характеристики таксонов……………………………………………………………………….6
2. Морфологические особенности вегетативного тела грибов рода Cercospora и их видоизменения…………………………………………………………..9
3. Размножение грибов: вегетативное размножение, репродуктивное размножение………………………………………………………………….10

2. а. – бесполое  размножение

2. б. – половое размножение

     4. Цикл развития грибов, представителя рода Cercospora …………………14

     5. Питание грибов рода Cercospora ……………………………………………16

     6. Паразитизм и специализация грибов родаCercospora ……………………18

     7. Экологические  условия развития патогенов родаCercospora ……………22

     8. Распространение и вредоносность  грибов родаCercosporaи возбудителя болезни «Церкоспороз свёклы»…………………………………………………..23

     9. Биологическое обоснование методов,  ограничивающих развитие гриба,  возбудителя болезни «Церкоспороз свёклы»……………………………………25

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Фитопатология - наука о болезнях растений, основная задача которой, изыскание путей снижение ущерба, причиняемого сельскому хозяйству вредными организмами. Она изучает больные растения, причины вызывающие болезни, и влияние условий окружающей среды на их развитие и вредоносность.

     Фитопатология  подразделяется на общую и  сельскохозяйственную, где общая изучает причины возникновения болезней, их развитие, возбудителей, методы защиты. А сельскохозяйственная исследует болезни конкретной культуры, изучает видовой состав возбудителей, симптомы заболевания и меры борьбы.

    При  детальном изучении болезней выявились подробности взаимодействия растений и вредного организма в определённых условиях окружающей среды. При дальнейшем развитии науки выделили следующие дисциплины: иммунитет растений, прогноз, карантин и др.

Фитопатология базирует свои знания на ряду таких дисциплин как: микология, вирусология, ботаника, микробиология.

    В  последнее время в фитопатологии  особое значение приобретают  анатомия, физиология и биохимия, позволяющие уяснить внутренне  состояние больных растений, их реакцию и изменения функций при болезни, а также изучить закономерности взаимосвязи больного растения с патогеном.

     В  той части, что касается предупреждения  болезней фитопатология весьма  близка, соприкасается с растениеводством. Большое значение имеет фитопатология для селекции и генетики растений. Пользуясь данными фитопатологии, селекционеры ведут работы по выведению устойчивых сортов сельскохозяйственных культур.

     Тесно  связана фитопатология с земледелием,  почвоведением и агрохимией.      Энтомология близка к фитопатологии как в отношении насекомых - переносчиков, особенно вирусной инфекции, так и в отношении совместной   организации   всего   дела   защиты   растений   от   болезней   и вредителей.

     Сельское  хозяйство несёт большие потери от болезней, вредителей и сорняков. Одна из форм проявления патогенна - это снижение качества продукции.

Также в повреждённых болезнями растениях из-за нарушения физиологических процессов наступают патологические изменения, в результате чего происходит полная или частичная гибель урожая.

     Яровые  культуры сильнее поражаются  мучнистой росой в засушливые  годы. Озимые страдают меньше, но поражённые растения являются источником инфекции для яровых культур. Развитие мучнистой росы в посевах озимых отмечалось на площади 5,8 га, что составило 1,3 % площади сева.

Болезни растений наносят существенный ущерб народному хозяйству. Система земледелия в условиях интенсификации сельского хозяйства невозможна без организационной защиты растений. В крупных специализированных хозяйствах при широком использовании минеральных и органических удобрений, и росте энергетических мощностей ежегодные потери от вредных организмов особенно заметны.

Без защиты растений нельзя рассматривать вопросы повышения  эффективности сельскохозяйственного производства. Наиболее эффективна и приемлема с точки зрения охраны окружающей среды интегрированная защита растений, предусматривающая не механическое абсолютное истребление отдельных видов вредных организмов, а направление на сдерживание их накопления на безопасном уровне с минимальными отрицательными последствиями для окружающей среды.

Объектами изучения современной фитопатологии являются: больное растение, характеризующееся  наличием патологического процесса и находящееся во всех взаимосвязях с возбудителем и окружающей средой, возбудитель его – гриб, бактерия или другой микроорганизм, а также какой-либо абиотический фактор и здоровое растение. Последний объект важен для фитопатологии в связи с осуществлением профилактических мероприятий, которые являются основной задачей этой науки. Больное растение в зависимости от активности патологического процесса и других факторов имеет определённые морфологические, биохимические и физиологические признаки, отличающие его от здорового растения. Возбудитель болезни в зависимости от его систематического положения, особенностей цикла развития, физиологического и биохимического состояния растения и других факторов также проявляется различно. Сложность характера взаимодействия больного растения и возбудителя болезни, различные формы проявления этих компонентов, различная степень патологического процесса в больном растении обусловливают применение различных и довольно сложных методов фитопатологического исследования.

1. Систематическое положение грибов рода Cercospora с характеристикой таксонов

Класс несовершенные грибы (Fungi imperfecti) ,

или дейтеромицеты (Deuteromycetes)

Относящиеся сюда многочисленные грибные формы имеют хорошо развитый многоклеточный мицелий и поэтому  принадлежат к высшим грибам. Однако они не имеют сумчатых, базидиальных и других совершенных форм спороношений и размножаются исключительно при помощи бесполых конидиальных спороношений в гаплоидном состоянии. Такие высшие грибы, размножающиеся только с помощью конидиальных спороношений, в гаплоидной стадии и лишённые совершенной, диплоидной стадии, получили название несовершенных грибов, объединённых в один класс. Утрата диплоидной (половой) стадии связана с установлением у них явления гетерокариоза, т.е. присутствием в одной клетке мицелия генетически разнокачественных ядер, а также способности к частому анастомозированию гиф. Образование гетерокариотического мицелия и установление парасексуального цикла развития позволили несовершенные грибы считать самостоятельным классом с широкими эволюционными возможностями и возможностью перекомбинации наследственных свойств в гаплоидном состоянии.

К классу несовершенных относят  грибы, не только размножающиеся конидиальными  спороношениями, но и не имеющие  никаких спороношений и размножающиеся только вегетативным путём в виде стерильного мицелия. Кроме того, сюда относят и дрожжевидные грибы, представленные почкующимся мицелием. К несовершенным грибам присоединяют еще и такие грибы, для которых известна совершенная стадия спороношения, но она наблюдается редко и в развитии гриба не имеет большого значения.

Несовершенные грибы чрезвычайно широко распространены в природе. Этот класс очень обширен  по составу и превосходит все  остальные не только по числу видов, но и по числу особей. Среди этих грибов встречаются как сапрофиты, так и паразиты, являющиеся возбудителями очень опасных и вредоносных заболеваний растений.

Классификация несовершенных грибов основана на сравнительной  характеристике конидиальных спороношений: пикнид, ложа и конидиеносцев, которые  могут быть одиночными, собранными в небольшие пучки, или сросшимися боками, образующими коремии. Главный систематический признак – строение спор (конидий), которые могут быть одиночные или собраны в головки, цепочки, шаровидные, продолговатые или иной формы, бесцветные или окрашенные, одноклеточные или с перегородками. В последнем случае число и расположение перегородок является диагностическим признаком. По этим признакам весь класс дейтеромицетов делят на несколько (3-6) порядков, которые в свою очередь разделены на семейства, роды и виды.

Порядок гифальные грибы (Hyphales)

Конидиеносцы  свободные, одиночные или собраны  в небольшие пучки, выходящие  на поверхность растений через устьица  или разрывы покровных тканей. Конидии овальные, нитевидные, одноклеточные  и многоклеточные, бесцветные или тёмноокрашенные. Иногда конидии образуются непосредственно на мицелии или же гифы могут распадаться на оидии. Сапрофиты и паразиты, вызывающие различные болезни растений.

Семейство дематиевые (Dematiaceae)

Мицелий, конидиеносцы и конидии тёмноокрашенные – коричневые, оливковые или черноватые. Конидии одноклеточные или с поперечными перегородками.

Вид Cercospora beticola

Конидиеносцы  собраны пучками, выходящими из устьиц, светло-коричневые. Конидии обратно-булавовидные или почти игловидные, с многочисленными перегородками. Возбудитель пятнистости (церкоспороза) листьев сахарной свёклы.

Грибы класса дейтеромицетов (Deuteromycetes), или несовершенных грибов (Fungi imperfecti)

2. Морфологические особенности вегетативного тела грибов родаCercospora и его видоизменения

Несовершенный гриб Cercospora beticola. Его грибница располагается в межклетниках пораженных тканей. На поверхность с обеих сторон пятен выступают светло-коричневые коленчато-изогнутые конидиеносцы размером 30-135*4-5 мкм, растущие сначала одиночно, а позже целыми пучками. На концах конидиеносцев формируются бесцветные обратно булавовидные цилиндрической, обратно булавовидной, веретеновидной или червеобразной формы с несколькими поперечными перегородками, вверху обычно утончающиеся или почти игловидные с 3-5 перегородками конидии размером 30-36*3-5 мкм.

С помощью конидий  гриб распространяется в период вегетации  растений. Зимует он в отмерших листьях  и черешках, а также в околоплодниках семенных клубочков в виде утолщённых тёмноокрашенных гиф. Последние весной дают новое конидиальное спороношение, являющееся источником заражения.

В природных  условиях в течение осенне-зимнего  периода в пораженных остатках растений, находящихся под глубоким слоем почвы, возбудитель болезни погибает. Жизнеспособность его сохраняется только в слое до 10 см. однако возобновление болезни возможно даже при незначительном количестве инфекционного начала.

3.Размножение грибов

У грибов различают два типа размножения: вегетативное и репродуктивное.

Вегетативное размножение осуществляется частями вегетативного тела или спорами, которые образуются клетками вегетативных гиф. Самая примитивная форма вегетативного размножения – частицами гиф (а также обрывками шнуров, ризоморф, склероциями), которые, будучи отделены от материнского мицелия и попав в благоприятную среду, могут дать начало новому самостоятельному мицелию.

У некоторых  грибов, например дрожжевых, вегетативное размножение осуществляется почкованием клеток. Своеобразная форма вегетативного размножения – образование оидий и хламидоспор. Оидии образуются в результате распадения гиф, начиная с их концов, на отдельные членики, которые в дальнейшем дают начало новому мицелию. Оидии снабжены тонкой оболочкой и недолговечны. Они встречаются у голосумчатых и других грибов. Разновидностью оидий являются геммы, отличающиеся от них более плотной темной оболочкой и способностью дольше сохраняться (например, в зимний период). Геммы известны у многих сумчатых, несовершенных, а также некоторых головнёвых грибов.

Хламидоспоры  возникают путём уплотнения и  обособления содержимого отдельных  клеток мицелия, которое при этом покрывается толстой тёмноокрашенной  оболочкой. Освободившиеся из клеток материнских гиф хламидоспоры способны долго сохраняться при неблагоприятных условиях. Прорастая, они образуют органы спороношения или мицелий. Хламидоспоры образуются у многих базидиомицетов (например, головнёвых), дейтеромицетов, оомицетов.

Репродуктивное размножение происходит с помощью спор, которые образуются внутри или на поверхности специальных органов, отличающихся по своему строению от вегетативных гиф. Репродуктивное размножение может быть бесполым – с образованием спор без оплодотворения, и половым, при котором образованию спор предшествует половой процесс.

Бесполое  размножение. Как правило, бесполое спороношение грибов формируется на хорошо развитом мицелии, имеющем достаточный для образования спор запас питательных веществ. Спороносными органами при бесполом размножении грибов служат специальные ответвления или участки гиф, внутри или снаружи которых образуются споры.

Простейшая  форма бесполого размножения  низших грибов – образование зооспорангиев, представляющих собой расширенные окончания гиф. Их содержимое распадается на подвижные споры с одним или двумя жгутиками – зооспоры, которые могут передвигаться и сохранять жизнеспособность только в воде. Поэтому зооспоры свойственны водным и некоторым почвенным грибам, а у наземных видов, сохранивших связь с водной средой, образуются во время дождя, росы или густого тумана.

Другой формой бесполого размножения низших грибов  являются спорангии – шаровидные вместилища на концах ответвления мицелия. Ветвь, несущая спорангий, называется спорангиеносцем. Внутри спорангия  формируются неподвижные одноклеточные споры – спорангиеносцы. Они одеты твёрдой оболочкой; образуются у мукоровых грибов.

Наиболее распространённая форма бесполого размножения, свойственная почти всем высшим и некоторым  низшим грибам, - конидиальное спороношение. Конидиями называют споры, образующиеся на конечных ответвлениях специальных органов – конидиеносцев. Конидиеносцы и конидии очень разнообразны по форме, размерам, строению и окраске, а также по характеру их развития и размещения. Разновидностями конидиального спороношения грибов являются коремии, ложа и пикниды.

Коремии – это пучки  плотно соединённых друг с другом конидиеносцев, на концах которых образуются конидии. Скопления конидий на коремиях могут быть порошащими или слизистыми. Спороношения коремального типа часто встречаются у грибов из порядка гифомицетов, у сумчатых грибов.

Ложа представляют собой  подушковидные, более или менее  плотные мицелиальные образования, формирующиеся на поверхности поражённого субстрата или погруженные в него, но при созревании выступающие наружу. Конидиеносцы располагаются на поверхности ложа сплошным слоем. Такая форма конидиального спороношения характерна для грибов порядка меланкониевых.

Пикниды – это  шаровидные (иногда немного приплюснутые) или грушевидные вместилища с  плотной, обычно темной оболочкой. Они бывают одиночными (иногда их называют однокамерными) или образуются группами в общей строме (многокамерные пикниды).  Конидии в пикнидах, или пикноспоры, образуются на коротких конидиеносцах, покрывающих внутреннюю стенку пикниды. Созревая, они выделяются из пикниды через специальное отверстие (устьице) сплошной слизистой массой, застывающей на воздухе в виде капель или скрученных нитей , нередко имеющих яркую окраску. Чаще всего пикниды частично или полностью погружены в питающий субстрат и наружу выступают лишь их верхние части или устьица. Спороношение типа пикнид – основной признак грибов порядка пикнидиальных.

У многих фитопатогенных грибов в течение вегетационного периода наблюдается несколько генераций бесполого спороношения; этим обеспечиваются массовое распространение инфекционного начала и повторное заражение растений.

Половое размножение. Половой процесс у грибов весьма разнообразен. В простейшей форме он представлен изогамией, т. е. слиянием двух одинаковых по форме, но разнополых зооспор. В результате формируется циста. У некоторых наиболее примитивных грибов (например, слизевиков) продуктом полового процесса типа изогамии является диплоидный амебоид.

Более сложные формы полового размножения – оогамия и зигогамия. При оогамии на мицелии закладываются различные по форме и строению половые клетки: женская – оогоний и мужская – антеридий. После слияния их содержимого образуется ооспора. При зигогамии сливается содержимое двух внешне одинаковых клеток разнополых мицелиев. В результате образуется зигоспора. Цисты, ооспоры и зигоспоры – это покоящиеся споры, покрытые толстой оболочкой и предназначенные для сохранения вида при неблагоприятных условиях. Они характерны для низших грибов.

Грибы, у которых мицелий  наделён свойствами обоих полов и половой процесс осуществляется путём слияния цитоплазмы и ядер клеток одного и того же мицелия, называются гомоталличными. Грибы, у которых каждый мицелий обладает свойствами только одного пола, а в половом процессе участвуют клетки и ядра разнополых мицелиев, называются гетероталличными.

Переход к половому размножению  у грибов часто бывает, связан с  окончанием вегетативного роста, наступлением неблагоприятных условий, перезимовкой. У фитопатогенных видов половое  спороношение, как правило, один раз в течение года, а споры, образующиеся половым путём, осуществляют первичное заражение растений весной или в начале лета.

Способность грибов формировать  в цикле развития разные типы спороношений называется плеоморфизом. Циклы развития большинства грибов включают два спороношения – половое и бесполое, которые чаще всего имеют самостоятельные видовые названия. В то же время существует немало видов, имеющих наряду с половым несколько различных бесполых спороношений. Такой цикл развития называют сложным. Примером грибов со сложным циклом развития могут служить ржавчинные грибы. Дейтеромицеты (несовершенные грибы) имеют только бесполое спороношение. (рис. 1, 2, 3, 4)

4.Цикл развития гриба, представителя рода Cercospora

На листьях  и черешках пораженных растений, а также на стеблях семенников образуются сероватые или беловатые пятна с буровато-коричневой или красноватой каймой, диаметром до 3—6 мм (рис. 236). Во влажную погоду на их нижней стороне развивается сероватый налет, состоящий из неветвящихся, буроватых у основания конидиеносцев с бесцветными, многоклеточными, слегка изогнутыми конидиями (рис. 236). В ткани листа развивается сначала бесцветный мицелий, позднее буреющий и уплотняющийся в строму. Его развитие ограничено только пятном. Клетки каймы пятна обладают повышенной физиологической активностью и служат барьером, препятствующим распространению мицелия гриба в здоровые ткани листа.

Вредоносность заболевания  определяется повреждением листовых пластинок  и снижением в результате этого  их фотосинтетической активности. Кроме того, при отмирании листьев происходит развитие новых листьев, нормальный рост корней задерживается. У больных растений уменьшаются масса корня и содержание в нем сахара, а общие потери в сборе сахара при сильном поражении сахарней свёклы церкоспорозом достигают иногда 50—70%.

Конидии гриба зимуют на растительных остатках. Однако их жизнеспособность сохраняется только на сухих листьях, а на влажных в природных условиях они быстро ее теряют. Конидии церкоспоры свекольной служат, вероятно, только для расселения гриба в период вегетации, а зимуют плотные мицелиальные сплетения в листьях, оставшихся на поверхности почвы. Весной на них образуются конидии, заражающие растения. Кроме того, источником инфекции могут служить сорные растения из семейства маревых.

Уже через 1—3 недели после заражения растений на пятнах развиваются конидии, заражающие новые  растения. При повышенной влажности (более 70%) и тёплой погоде в течение  лета паразит успевает образовать несколько  поколений конидий. Продолжительность инкубационного периода болезни в зависимости от температуры составляет от 7-14 (летом) до 30-40 (осенью).

Церкоспора  свекольная поражает преимущественно  уже закончившие развитие старые листья, поэтому заболевание проявляется обычно в июне, нарастая до конца вегетации растений. Основной источник инфекции в период вегетации — нижние старые листья. При сильном поражении растений в конце июля и в августе происходит отмирание листьев, а иногда и полная гибель ботвы. Сильное развитие болезни наблюдается при чередовании длительных влажных и коротких засушливых периодов. В засушливых районах церкоспороз свёклы развивается слабо. (рис. 6, 7, 8

5.Питание грибов

Грибы характеризуются  гетеротрофным способом питания. Они  используют для питания только готовые органические вещества растительного или животного происхождения и минеральные соединения. Питательные вещества поступают в организм гриба непосредственно через оболочку гиф осмотическим путём. Поэтому грибы могут поглощать их только в виде водных растворов. Высокая поглощающая способность хорошо развитого мицелия обеспечивается большой суммарной поверхностью гиф.

Питание грибов осуществляется с помощью мощного  ферментного аппарата, включающего  экзоферменты, действующие внутри грибной клетки. Экзоферменты осуществляют гидролиз сложных органических соединений органических тканей, превращая их в более простые водорастворимые соединения. При участии экзоферментов протекает обратный процесс – синтез высокомолекулярных соединений, идущих на построение тела гриба и участвующих в обмене веществ.

Наличие того или  иного комплекса ферментов тесно  связано с образом жизни и  степенью специализации гриба. Так, неспециализированные грибы-сапрофиты, поселяющиеся на отмерших частях многих видов растений и животных, органических остатках и других мёртвых субстратах, обладают наиболее богатым и разнообразным набором ферментов, что позволяет им использовать самые различные источники питания. Чем больше выражена специализация гриба в отношении питающего субстрата, тем беднее и специфичнее ассортимент вырабатываемых им ферментов.

Для нормальной жизнедеятельности, роста и размножения  грибы нуждаются в многочисленных элементах питания, среди которых  первостепенное значение имеют углерод, азот, некоторые зольные элементы, биологически активные вещества. Источниками углерода для грибов служат самые разнообразные органические соединения. Наилучшими источниками углерода для большинства грибов являются простые сахара: глюкоза или фруктоза. В качестве источников азот грибы могут использовать органические соединения (аминокислоты, белки, пептоны, пептиды), неорганические вещества (соли аммония, аммиак, нитраты, нитриты) и атмосферный азот. Отношение различных грибов к перечисленным источникам азота неодинаково. Так, многие паразитические грибы, а также сапрофиты, живущие на белковых субстратах, предпочитают органический азот продуктов расщепления белков. Некоторые виды грибов используют преимущественно аммиачный азот, но для большинства грибов наиболее пригодны нитраты и нитриты азотнокислый аммоний. Способностью усваивать атмосферный азот обладают очень немногие виды грибов.

Из минеральных  элементов грибам необходимы сера, фосфор, калий и магний, а также  микроэлементы (железо, цинк, кобальт, марганец, молибден, бор, кальций и др.). грибы нуждаются и в определённых витаминах (в первую очередь биотине и тиамине), ростовых веществах и гормонах. Представители рода Cercospora являются паразитами растений, питаются за счёт растения-хозяина, вызывающие пятнистости на листьях, черешках, стеблях, плодах.

6.Паразитизм и специализация грибов

По образу жизни  грибы делят на сапрофитов и паразитов. Первые живут за счет органических остатков растительного или животного  происхождения, вторые поселяются и  питаются в живых тканях, главным образом растений. В зависимости от образа жизни и степени паразитической активности можно выделить несколько групп грибов.

К облигатным сапрофитам (сапротрофам) относятся грибы, способные  развиваться только на отмерших тканях растений или животных и других мертвых органических субстратах. Большую группу составляют сапрофитные почвенные грибы. Разлагая растительные остатки, они способствуют накоплению гумуса и повышению плодородия почв. Многие сапрофиты являются продуцентами антибиотиков. Не представляя опасности для живых растений, грибы-сапрофиты, однако, причиняют ущерб народному хозяйству. Например, многие виды сапрофитных грибов вызывают порчу плодов и семян, продуктов питания, кормов, древесины, бумаги и др.

Факультативные  паразиты – это грибы, для которых обычным в природе является сапрофитный образ жизни. Однако при определенных условиях (поэтому их называют также условными паразитами) они способны переходить к паразитированию на живых, чаще всего на ослабленных растениях. В отсутствие подходящих растений хозяев они развиваются и размножаются на органических остатках в почве.

Факультативные  сапрофиты обладают более высокой  паразитической активностью. Обычно они  ведут паразитический образ жизни, развиваясь в течение вегетации  на живых растениях и образуя на них бесполые спороношения. Однако завершают свой цикл развития они нередко как сапрофиты: половое спороношение этих грибов чаще всего формируется на отмерших частях растений (опавших листьях и хвое, засохших ветвях и т. п.). к этой группе относятся очень многие фитопатогенные грибы из числа сумчатых и несовершенных, например возбудителя пятнистостей листьев, парши плодовых и др.

Облигатные  паразиты (биофторы) составляют группу грибов, характеризующихся наивысшей  степенью паразитической активности. Они могут питаться только содержимым живых клеток растения-хозяина. Облигатные паразиты обычно поражают вполне жизнеспособные, без каких-либо признаков ослабления растения. Свойствами облигатных паразитов обладают мучнисторосяные, плазмодиофоровые, тафриновые, ржавчинные грибы.

Паразитические  грибы, как и другие фитопатогенные организмы (бактерии, вирусы и пр.), характеризуются  специализацией, т. е. приспособленностью к поражению определенного круга  растений-хозяев или определенных органов  и тканей либо растений и тканей только определенного возраста. Различают следующие типы специализации: филогенетическую, онтогенетическую, органотропную и гистотропную. Степень (широта) специализации любого типа у разных возбудителей неодинакова.