Pflanzenpathologie

FungiEdit

Die meisten phytopathogenen Pilze gehören zu den Ascomyceten und Basidiomyceten.Die Pilze vermehren sich sowohl sexuell als auch ungeschlechtlich durch die Bildung von Sporen und anderen Strukturen. Die Sporen können über weite Strecken durch die Luft oder das Wasser verbreitet werden, oder sie werden über den Boden übertragen. Viele bodenbewohnende Pilze sind in der Lage, saprotroph zu leben, d. h. einen Teil ihres Lebenszyklus im Boden zu vollziehen. Pilzkrankheiten können durch den Einsatz von Fungiziden und andere landwirtschaftliche Praktiken bekämpft werden. Allerdings entwickeln sich häufig neue Pilzrassen, die gegen verschiedene Fungizide resistent sind. Biotrophe Pilzerreger besiedeln lebendes Pflanzengewebe und beziehen Nährstoffe aus lebenden Wirtszellen. Nekrotrophe Pilzerreger infizieren und töten Wirtsgewebe und gewinnen Nährstoffe aus den toten Wirtszellen. Significant fungal plant pathogens include:

AscomycetesEdit

• Fusarium spp. (Fusarium wilt disease)
• Thielaviopsis spp. (canker rot, black root rot, Thielaviopsis root rot)
• Verticillium spp.
• Magnaporthe grisea (rice blast)
• Sclerotinia sclerotiorum (cottony rot)

BasidiomycetesEdit

• Ustilago spp. (smuts) smut of barley
• Rhizoctonia spp.
• Phakospora pachyrhizi (soybean rust)
• Puccinia spp. (severe rusts of cereals and grasses)
• Armillaria spp. (honey fungus species, virulent pathogens of trees)

Fungus-like organismsEdit

OomycetesEdit

The oomycetes are fungus-like organisms. They include some of the most destructive plant pathogens including the genus Phytophthora, which includes the causal agents of potato late blight and sudden oak death. Bestimmte Arten von Oomyceten sind für die Wurzelfäule verantwortlich.

Obwohl sie nicht eng mit den Pilzen verwandt sind, haben die Oomyceten ähnliche Infektionsstrategien entwickelt. Oomyceten sind in der Lage, mit Hilfe von Effektorproteinen die pflanzliche Abwehr im Infektionsprozess auszuschalten. Pflanzenpathologen ordnen sie üblicherweise den Pilzpathogenen zu.

Zu den wichtigsten Oomyceten-Pflanzenpathogenen gehören:

• Pythium spp.
• Phytophthora spp, einschließlich der Kartoffelfäule der großen irischen Hungersnot (1845-1849)

PhytomyxeaEdit

Einige Schleimpilze aus der Gruppe der Phytomyxea verursachen wichtige Krankheiten, darunter die Keulenwurzel bei Kohl und seinen Verwandten und der Pulverschorf bei Kartoffeln. Diese werden durch Plasmodiophora- bzw. Spongospora-Arten verursacht.

BakterienEdit

Die meisten Bakterien, die mit Pflanzen assoziiert sind, sind eigentlich saprotroph und schaden der Pflanze selbst nicht. Einige wenige, etwa 100 bekannte Arten, sind jedoch in der Lage, Krankheiten zu verursachen. Bakterielle Krankheiten sind in subtropischen und tropischen Regionen der Welt viel häufiger anzutreffen.

Die meisten pflanzenpathogenen Bakterien sind stäbchenförmig (Bazillen). Um die Pflanze besiedeln zu können, besitzen sie spezifische Pathogenitätsfaktoren. Fünf Haupttypen von bakteriellen Pathogenitätsfaktoren sind bekannt: Verwendung von zellwandabbauenden Enzymen, Toxine, Effektorproteine, Phytohormone und Exopolysaccharide.

Pathogene wie Erwinia-Arten verwenden zellwandabbauende Enzyme, um Weichfäule zu verursachen. Agrobacterium-Arten verändern den Spiegel von Auxinen, um mit Phytohormonen Tumore zu verursachen. Exopolysaccharide werden von Bakterien produziert und verstopfen Xylemgefäße, was oft zum Absterben der Pflanze führt.

Bakterien steuern die Produktion von Pathogenitätsfaktoren über Quorum Sensing.

Significant bacterial plant pathogens:

• Burkholderia
• Proteobacteria
  • Xanthomonas spp.
  • Pseudomonas spp.
• Pseudomonas syringae pv. tomato causes tomato plants to produce less fruit, and it „continues to adapt to the tomato by minimizing its recognition by the tomato immune system.“

Phytoplasmas and spiroplasmasEdit

Phytoplasma and Spiroplasma are genera of bacteria that lack cell walls and are related to the mycoplasmas, which are human pathogens. Together they are referred to as the mollicutes. They also tend to have smaller genomes than most other bacteria. They are normally transmitted by sap-sucking insects, being transferred into the plant’s phloem where it reproduces.

Viruses, viroids and virus-like organismsEdit

There are many types of plant virus, and some are even asymptomatic. Unter normalen Umständen verursachen Pflanzenviren nur Ertragseinbußen bei der Ernte. Daher ist es wirtschaftlich nicht rentabel, sie zu bekämpfen, außer wenn sie mehrjährige Arten wie Obstbäume befallen.

Die meisten Pflanzenviren haben kleine, einzelsträngige RNA-Genome. Einige Pflanzenviren haben jedoch auch doppelsträngige RNA- oder ein- oder doppelsträngige DNA-Genome. Diese Genome können für nur drei oder vier Proteine kodieren: eine Replikase, ein Hüllprotein, ein Bewegungsprotein, das die Bewegung von Zelle zu Zelle durch Plasmodesmata ermöglicht, und manchmal ein Protein, das die Übertragung durch einen Vektor ermöglicht. Pflanzenviren können mehrere weitere Proteine haben und viele verschiedene molekulare Übersetzungsmethoden anwenden.

Pflanzenviren werden im Allgemeinen durch einen Vektor von Pflanze zu Pflanze übertragen, aber auch mechanische und Samenübertragung kommen vor. Die Vektorübertragung erfolgt häufig durch ein Insekt (z. B. Blattläuse), aber auch einige Pilze, Nematoden und Protozoen haben sich als virale Vektoren erwiesen. In vielen Fällen sind das Insekt und das Virus spezifisch für die Virusübertragung, wie z. B. der Rübenblatthüpfer, der das Curly-Top-Virus überträgt, das Krankheiten bei verschiedenen Nutzpflanzen verursacht. Ein Beispiel ist die Mosaikkrankheit des Tabaks, bei der die Blätter zwergwüchsig werden und das Chlorophyll der Blätter zerstört wird. Ein weiteres Beispiel ist die Bunchy Top-Krankheit der Banane, bei der die Pflanze zwergwüchsig wird und die oberen Blätter eine dichte Rosette bilden.

NematodenBearbeiten

Nematoden sind kleine, vielzellige, wurmartige Tiere. Viele leben frei im Boden, aber es gibt auch einige Arten, die an Pflanzenwurzeln parasitieren. Sie sind ein Problem in tropischen und subtropischen Regionen der Welt, wo sie Nutzpflanzen befallen können. Kartoffelzystennematoden (Globodera pallida und G. rostochiensis) sind in Europa, Nord- und Südamerika weit verbreitet und verursachen in Europa jedes Jahr Schäden in Höhe von 300 Millionen Dollar. Wurzelknotennematoden haben ein recht großes Wirtsspektrum, sie parasitieren in den Wurzelsystemen der Pflanzen und beeinträchtigen so direkt die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen, die für das normale Wachstum und die Vermehrung der Pflanzen benötigt werden, während Zystennematoden in der Regel nur einige wenige Arten befallen können. Nematoden sind in der Lage, radikale Veränderungen in den Wurzelzellen zu verursachen, um ihre Lebensweise zu erleichtern.

Protozoen und AlgenBearbeiten

Es gibt einige Beispiele für Pflanzenkrankheiten, die durch Protozoen (z. B. Phytomonas, ein Kinetoplastid) verursacht werden. Sie werden als langlebige Zoosporen übertragen, die in einem Ruhezustand im Boden viele Jahre überleben können. Außerdem können sie Pflanzenviren übertragen. Wenn die beweglichen Zoosporen mit einem Wurzelhaar in Berührung kommen, produzieren sie ein Plasmodium, das in die Wurzeln eindringt.

Einige farblose parasitäre Algen (z. B. Cephaleuros) verursachen ebenfalls Pflanzenkrankheiten.

Parasitäre PflanzenBearbeiten

Parasitäre Pflanzen wie Ginster, Mistel und Kreuzkraut werden in die Phytopathologie einbezogen. Dodder zum Beispiel kann ein Kanal für die Übertragung von Viren oder virusähnlichen Erregern von einer Wirtspflanze auf eine Pflanze sein, die normalerweise kein Wirt ist, oder für einen Erreger, der nicht übertragbar ist.