Болезни лука

История и распространение

Burkholderia cepacia была впервые выделена в США Буркхолдером в 1950 году из гнилого лука в Нью-Йорке и считается основным бактериальным патогеном лука на Филиппинах. Впервые он был выделен в Австралии в 1985 году, а о единичных случаях его появления сообщалось в Венгрии и в Мексике. О бактериальной луковой гнили лука, вызываемой Pseudomonas spp., также сообщалось в Корее.

Механизмы инфекции

Для заражения Burkholderia cepacia, вероятно, требуется рана, а симптомы могут указывать на гиперчувствительную реакцию. Загрязнённая водой ткань на стыке между листовой пластинкой и влагалищем (ось листа) была очень восприимчива к инфекции при колотой инокуляции Burkholderia cepacia. Молодые листья лука, по-видимому, являются основным местом проникновения этой бактерии до заражения луковицы. Это согласуется с «комбинацией патоген-хозяин» и «эусимбиотическими отношениями». Взаимодействие более сложное в зрелых листьях, где трудно провести различие между поведением Burkholderia cepacia как патогена и как сапрофита.

Бактериям необходим механизм, вызывающий и поддерживающий застой воды в межклеточных пространствах. Внеклеточные полисахариды встраивают бактерии в межклеточные пространства, и эти полисахариды могут участвовать в индукции и поддержании застоя воды в этих пространствах. Межклеточная жидкость из устойчивых, но не из восприимчивых листьев фасоли деградирует или инактивирует внеклеточные белки Pseudomonas amygdali. Высокий осмотический потенциал межклеточной жидкости листьев перца препятствует размножению Xanthomonas vesicatoria и что застой воды снижает этот потенциал, так что бактерии могут размножаться и вызывать болезни. Было показано, что Burkholderia cepacia быстрее распространяется в пропитанной водой ткани, чем в незагрязненной ткани лука, а гистологические исследования позволили предположить, что она перемещается по межклеточным пространствам в виде свободно плавающих клеток или небольших комков.

Burkholderia cepacia часто наблюдали в субустьичных полостях, и вторжение происходит изнутри листа через межклеточные пространства. Бактерии в субустьичных полостях были связаны нитями бактерий с другими массами бактерий и обычно прослеживались к более крупным участкам бактериальной колонизации, расположенным ближе к месту инокуляции. Следовательно, луковицы лука с несколькими инфицированными чешуйками могут быть результатом одной первичной инфекции, а не результатом множественных инфекций.

Пектолитические ферменты могут быть ответственны за мягкую гниль, вызываемую этим патогеном в луке. Фитопатогенные штаммы Burkholderia cepacia вырабатывают эндополигалактуроназу (ПГ), в то время как непатогенные штаммы — нет. Следовательно, ПГ отвечают за мацерацию как чешуек, так и тканей листьев и участвуют в развитии болезни. Поскольку кислые молекулы плохо проникают в ткани и не вызывают повреждения мембран, вероятно, кислые ПГ Burkholderia cepacia проникают в ткани путём пектолиза клеточных стенок, что, в свою очередь, снижает pH ткани с 5,5 до 4,0, облегчая тем самым активность фермента, которая оптимальна при pH 4,4-4,6. Оптимальная температура для патогенеза Burkholderia cepacia в луке составляет приблизительно 32 °C, а при повышенной температуре фитопатогенный штамм Burkholderia cepacia ATCC 25416 продуцировал непектолитические производные. Ген, кодирующий производство полигалактуроназной активности фитопатогенной Burkholderia cepacia 25416, детерминирован плазмидой.

Симптомы

Буркхолдер (1950) предположил, что Burkholderia cepacia проникает в луковицы лука через раны в шейке, когда верхушки удаляются при уборке урожая. Однако заражение происходит и до сбора урожая, что позволяет предположить, что проникновение бактерий также происходит в верхние части растений из-за методов управления или определенных условий окружающей среды.

Зараженные луковицы демонстрируют бактериальную мягкую гниль в наружных луковичных чешуях, цвет которых варьируется от бледно-жёлтого до коричневого. Эта гниль остаётся локализованной на заражённых чешуях, без перемещения между чешуями. При развитых инфекциях внешние инфицированные чешуи могут соскальзывать при обработке, обнажая жёлтый налёт на нижней стороне чешуи с зернистой текстурой.

Burkholderia cepacia может вызывать поражение листьев лука. Kawamoto и Lorbeer (1974) сообщили, что искусственная инокуляция частей листьев Burkholderia cepacia через рану привела к образованию поражений, которые быстро разрастались только тогда, когда ткань листа была залита водой. Молодые листья лука более восприимчивы к Burkholderia cepacia, тогда как большинство зрелых листьев не дают симптомов. Когда Burkholderia cepacia поражает раненые ткани лука, пропитанные водой, симптомы типичны для мягкой гнили, тогда как в незаражённых тканях инфекция проявляется как сухое поражение листьев.

Симптомы болезни коррелируют с уровнем популяции Burkholderia cepacia в листе лука и не зависят от времени. Уровень популяции Burkholderia cepacia снижался после появления симптомов, и это становилось более выраженным, когда листья высыхали после стадии мягкой гнили в тканях луковицы. В 1998 году в полевых условиях бактериальные поражения, похожие на раковую опухоль, наблюдались на ости листьев крайнего листа, и Burkholderia cepacia была названа возбудителем болезни. При инокуляции Burkholderia cepacia внутренней оси листа, в отличие от внешней, наблюдалось усиление развития болезни. Считается, что когда инфицированный внутренний лист становится наружным по мере созревания лука, рак становится очевидным на поле.

Недавние исследования в Нью-Йорке показали, что Burkholderia cepacia может заражать луковичные растения, растущие в полевых условиях, через ось листьев, вызывая болезнь. Эта форма инфекции приводит к гибели заражённого листа и последующему заражению шейки и луковицы растения. Бактериальный рак луковых растений и кислая кожица луковиц — это прогрессирующие стадии заболевания, которые могут возникнуть при заражении Burkholderia cepacia луковых растений, растущих в поле. Инфицирование сочной ткани шейки лука, убранного при уборке урожая, в конечном итоге приводит к развитию стадии кислой кожицы в луковицах лука, находящихся на хранении.

Эпидемиология

В условиях окружающей среды, обеспечивающих длительные периоды застоя воды в инфицированных тканях листьев, Burkholderia cepacia проникает в ткани луковиц луковичных растений. Если условия благоприятствуют развитию болезни, инфекция прогрессирует и приводит к образованию бактериальной мягкой гнили на чешуйках. Однако в сухую погоду поражение засыхает, и развитие инфекции останавливается. В контролируемых экспериментах при неблагоприятных условиях, то есть низкой влажности, поражение раком засыхало, и заражённый лист отмирал.

Burkholderia cepacia может быть связана с органическими частицами почвы и загрязнённой ирригационной водой. Бактерия обычно попадает в свежесрезанные шейки луковиц, которые ещё зелёные и сочные. Если правильно проводить подрезание и пригибание, шейки станут сухими, Burkholderia cepacia не выживет и инфекция не возникнет. Заражение может произойти в результате попадания загрязнённой воды на молодые листья и перемещения её в лакуны листьев, к оси листа, а затем на внешние чешуйки. Инфекция развивается быстрее, если инокулировать Burkholderia cepacia внутренние, а не внешние листья, и продвигается в наружные чешуи луковицы через заражённые листья и соответствующие чешуи луковицы. Бактерии, как правило, быстрее распространяются в тканях, смоченных водой, когда температура превышает 30 °C.

Может сохраняться в почве.

Таксономические и биохимические характеристики возбудителя Burkholderia cepacia

Burkholderia cepacia относится к группе протеобактерий в подклассе бета, синонимы Pseudomonas cepacia и Pseudomonas kingii. Это облигатный аэроб, образующий грамотрицательные палочки размером 1,6-3,2 X 0,8-1,0 мкм, выделяющие нефлуоресцирующие жёлтые, кремовые или белые пигменты. Оптимальная температура роста in vitro составляет 30-35 °C, но большинство штаммов способны расти при 40 °C. В культуре они встречаются поодиночке или парами и подвижны с помощью одного или нескольких полярных жгутиков. Burkholderia cepacia является оксидазоположительным, каталазоположительным и может расти в стерильной деионизированной воде.

Различные штаммы составляют гетерогенную группу и ранее упоминались как одни из самых универсальных в питательном отношении среди всех псевдомонад, поскольку они могут использовать более 100 различных источников углерода. Burkholderia cepacia может производить кислоту из D-фруктозы, D-арабинозы и целлобиозы, но не из L-рамнозы в окислительной/ферментативной среде, и обладает способностью использовать себакат 2,3-бутандиола, мукат, сахарат, мезо-тартрат и L-тартрат в качестве единственных источников углерода. Burkholderia cepacia может расти на D-тартрате и мезаконате, но не на декарбоксилированном аргинине. Было показано, что бактерия накапливает поли-P-гидроксибутират в качестве внеклеточного источника углерода и может восстанавливать нитрат до нитрита, но не денитрифицирует и не разжижает желатин. Некоторые штаммы Burkholderia cepacia проявляют множественную устойчивость к антибиотикам, в то время как другие продуцируют антибиотические вещества, такие как бактериоцин, ксилокандины, цепацины А и В и пирролнитрин.

Генетические характеристики возбудителя Burkholderia cepacia

Burkholderia cepacia был отнесен к подклассу бета группы протеобактерий, который дифференцируется по меньшей мере на пять различных геномоваров, называемых в совокупности комплексом Burkholderia cepacia, на основании анализа последовательности рибосомальной (рРНК) (rrn) гена. Фенотипическая диагностика привела к тому, что Burkholderia multivorans была предложена в качестве геномовара II, а геномовар V был идентифицирован как недавно описанный Burkholderia vietnamiensis. Остальные геномовары I, III и IV зависят от дифференциальных фенотипических тестов. Burkholderia cepacia демонстрирует высокую геномную пластичность, имея большой сложный геном размером примерно 4-9 Мб, содержащий множество инсерционных последовательностей (IS). последовательностей (IS).

Высокая адаптивность и потенциал катаболической функции Burkholderia cepacia могут быть обусловлены преобладанием IS-элементов в геноме и связанных с ним плазмидах. Эти IS-элементы были вовлечены в эволюцию метаболических путей и в плазмидную и хромосомную перестройку различных штаммов. У Burkholderia cepacia был идентифицирован ряд IS-элементов на основании их способности способствовать генетической перестройке и использовать чужеродные гены путём слияния репликонов. Это может объяснить быстрое развитие его адаптивных способностей и выносливости. Также было высказано предположение, что гены передаются латерально между Burkholderia и другими родами и что новые метаболитные способности появляются в результате генетических вариаций, а также модификации существующих путей деградации токсичных соединений.

Хромосомы видов рода Burkholderia содержат множество репликонов, что приводит к вариациям в различных геномоварах. Было показано, что число репликонов и общий размер генома варьируют между геномоварами комплекса Burkholderia.

Картирование макрорестрикционных фрагментов генома Burkholderia cepacia показало, что Burkholderia cepacia ATCC 17616 состоит из трёх репликонов размером 3,4, 2,5 и 0,9 Мб. Различные биосинтетические и деградирующие функции были связаны с репликонами размером 3,4 и 2,5 Мб, и все три содержали гены рРНК. Три хромосомы были обнаружены у Burkholderia cepacia ATCC 25416. Эксперименты по южной гибридизации показали, что все три репликона в Burkholderia cepacia ATCC 17616 содержат гены для 16S и 23S областей РНК оперона рРНК. Репликация размером 3,4 Мб содержала три набора генов рРНК, а реплики размером 2,5 и 0,9 Мб содержали по шесть наборов генов рРНК.

Обычные биохимические тесты, Biolog, индекс аналитического профиля и мультилокусный ферментный электрофорез

Большинство изолятов Burkholderia cepacia обладают рядом биохимических характеристик, и обычные тесты могут быть использованы для быстрой идентификации этого фитопатогена. К ним относятся способность использовать пенициллин G, L-треонин и дисахариды, такие как трегалоза и целлобиоза, в качестве единственных источников углерода; Burkholderia cepacia также может метаболизировать ортофталат и D-серин. Подвижность можно быстро проверить, используя инокуляцию ножом в среду для подвижности. Поскольку Burkholderia cepacia является строго аэробной, оксидазоположительной и способна расти при 41 °C, её можно отличить от Enterobacteriaceae. Многие штаммы продуцируют нефлуоресцентные пигменты, которые отличают их от флуоресцентных псевдомонад на среде Кинга B (KMB). Неспособность продуцировать ксантомонадины может отделить их от ксантомонад. Псевдомонады не растут в кислых условиях; однако Burkholderia cepacia может расти при pH 5,5.

Два диагностических метода для идентификации Burkholderia cepacia — это система микропланшетов Biolog GN и диагностическая полоска аналитического индекса профиля (API) 20NE. Первый представляет собой стандартизированный микрометод, использующий 95 тестов на утилизацию углеводов для идентификации ряда энтеральных, неферментирующих и фасцидозных грамотрицательных бактерий. Если происходит окисление предварительно высушенного обезвоженного источника углеводов бактериями, вспышка дыхания уменьшает индикатор тетразолий фиолетовый (окислительно-восстановительный краситель), что приводит к фиолетовой окраске. Интенсивность окраски измеряется относительно контрольной лунки, не содержащей источника углеводов. Получается «метаболический отпечаток», который считывается программным обеспечением Microlog через микропланшетный ридер при 590 нм после инкубации при 30 °C в течение 4, 6 и 16-24 ч. Контроль качества должен проводиться с известным изолятом Burkholderia cepacia.

Одним из недостатков является то, что штаммы Burkholderia cepacia склонны давать «ложноположительные результаты», которые, однако, в основном проявляются в виде более светлого изменения цвета, чем обычно бывает при ложноположительном результате, и поэтому образец все ещё может быть прочитан. Однако поскольку бактерии из почвы могут легко накапливать внеклеточные углеводы, «ложноположительные результаты» могут проявляться в виде более тёмного изменения цвета, что делает образец нечитаемым. Ложноположительные результаты» могут наблюдаться после инкубации в течение всего 4 ч. Производители рекомендуют использовать протокол, принятый для Klebsiella, Enterobacter и Serratia, при котором инокулят бактерий разбавляется в 20 раз перед использованием в тесте. Выращивание бактерий на минимальной среде перед проведением теста может уменьшить количество ложноположительных результатов.

API 20NE — это стандартизированный микрометод, состоящий из восьми обычных и 12 ассимиляционных тестов для идентификации нефастующих неэнтеральных грамотрицательных палочек. Восемь обычных тестов — это снижение содержания нитратов, производство индола, подкисление глюкозы, аргинин дигидролаза, уреаза, гидролиз P-глюкозидазы, гидролиз протеазы и производство p-галактозидазы. Индекс профиля рассчитывается и анализируется базой данных profile-index. Эта диагностическая система не имеет ложноположительных результатов и эффективна для быстрого биохимического тестирования. Однако некоторые штаммы могут демонстрировать нетипичные биохимические реакции из-за необычных требований к питанию или мутаций.

Ни один из диагностических тестов не может быть использован в эпидемиологических целях для установления идентичности между изолятами одного и того же вида бактерий. Мультилокусный ферментный электрофорез может быть использован для разделения генетически определенных единиц популяционной структуры и может различать близкородственные штаммы бактерий одного вида.

Молекулярная диагностика

Биохимическая диагностика Burkholderia cepacia имеет определенные недостатки, поскольку некоторые штаммы могут проявлять нетипичные фенотипические реакции, особенно клинические штаммы. В последнее время наметился переход к использованию молекулярной диагностики для идентификации Burkholderia cepacia, при этом основное внимание уделяется клиническим изолятам.

Диагностика с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) позволяет быстро обнаружить и идентифицировать бактериальные патогены, включая биопробы, направленные на видоспецифичные гены рРНК комплекса Burkholderia. Несколько методов подготовки шаблона ДНК Burkholderia cepacia, используемого в ПЦР, включают эмульгирование, кипячение и соникацию колоний бактерий. В диагностической ПЦР для получения видоспецифичных бактериальных ДНК-мишеней часто используются праймеры, кодирующие 16S и 23S рРНК рибосомных хромосомных генов. Было сконструировано несколько олигонуклеотидных праймеров, специфичных для двух областей рРНК в геноме Burkholderia cepacia.

Из 78 бактериальных культур, биохимически диагностированных как Burkholderia cepacia, 75 реагировали со специфическими праймерами Burkholderia cepacia. Однако три бактериальные культуры дали ампликон со специфическими праймерами Burkholderia gladioli. Пятнадцать асахаролитических изолятов были подтверждены как Burkholderia cepacia с помощью диагностической ПЦР, но с другими неферментирующими грамотрицательными видами не было обнаружено амплификации с использованием наборов праймеров. При диагностике Burkholderia cepacia с помощью ПЦР не было ложноположительных результатов. Однако Karpati и Jonasson (1996) сообщили о более низкой чувствительности при выявлении Burkholderia cepacia в мокроте пациентов с муковисцидозом по сравнению с лабораторными штаммами, что может быть связано с генетической гетерогенностью. Анализ, основанный на анализе генов 16S и 23S рРНК Burkholderia cepacia ATCC 25416 (геномовар I), оказался полезным для идентификации геномоваров I, III и IV как группы со 100% чувствительностью и 99% специфичностью, и что в настоящее время ведется разработка ПЦР-анализа для различения геномоваров Burkholderia cepacia.

Субтипирование продуктов ПЦР Burkholderia cepacia с использованием ряда эндонуклеаз в анализе полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) также может позволить выявить различия между штаммами. При риботипировании методом ПЦР длина спейсерной области, расположенной между 16S и 23S регионами оперона рРНК, может варьировать. Это изменение может происходить в разных копиях оперона рРНК в пределах одной хромосомы, поэтому при использовании электрофореза может получиться более одной полосы. Вариации длины спейсерной ДНК в различных бактериальных изолятах могут быть использованы для целей типирования. ПЦР-риботипирование — это быстрый и точный метод типирования Burkholderia cepacia, который занимает меньше времени, чем стандартное риботипирование.

Использование полуселективных сред

Колонии Burkholderia cepacia демонстрируют интенсивный зелёный металлический блеск на среде с глюкозным индикатором Эозин метиленовый синий (PCAT), что обусловлено высоким уровнем конститутивно образующейся глюкозодегидрогеназы. Существует несколько других полуселективных сред для биотипов Burkholderia cepacia из почвы. Среда PCAT допускает рост организмов, способных использовать специфические соединения, и может ограничивать разнообразие выделенных биотипов Burkholderia cepacia. TB-T основан на комбинации трипанового синего (TB) и тетрациклина (T), использует базовую среду из глюкозы и L-аспарагина, включает кристаллический фиолетовый и нистатин. Двадцать восемь процентов факультативных организмов также могут расти на этой среде и могут быть отделены от Burkholderia cepacia по анаэробной ферментации глюкозы и по их неспособности расти при 41 °C. Эффективность восстановления на TB-T составляет 78-86%, и восстановление биотипов Burkholderia cepacia может происходить из низких концентраций почвы (то есть 10¹-10³ мл^-1). Для клинической идентификации используется полуселективная среда, содержащая колистин для Burkholderia cepacia. Однако сообщалось, что другие грамотрицательные изоляты, устойчивые к колистину, могут расти на этой среде. Clode et al. (1999) сообщили об использовании другой полуселективной среды MAST (MAST Diagnostics, MAST Group, Merseyside, UK) для идентификации Burkholderia cepacia.

Ареал обитания патогена

Как фитопатоген, Burkholderia cepacia в течение многих лет казалась специфичной для лука. Однако в 1980 году Диттапонгпитч и Даенгсубха сообщили, что он также патогенен для китайской капусты. Недавно было показано, что она заражает шалот и дикий лук-порей (Allium tricoccum). Патогенность Burkholderia cepacia для лука является переменной характеристикой, что пектолитическая активность и патогенность ряда изолятов Burkholderia cepacia сильно коррелируют, и что штаммы, выделенные из больничной среды, непатогенны для лука.

Burkholderia cepacia была выделена из ризосферы широкого спектра растений, таких как кукуруза, горох, огурец, соя, латук, табак, ячмень, рожь и хлопок. Развитие растений значительно повлияло на биоразнообразие популяции Burkholderia cepacia на корнях кукурузы, где более высокий полиморфизм Burkholderia cepacia наблюдался на ранних стадиях роста.

Выживание и поведение в почве

Burkholderia cepacia может сохраняться в почве в течение длительного времени, независимо от количества просачивающейся воды. Его генетическое разнообразие увеличивается с изменчивостью окружающей среды. Burkholderia cepacia была выделена из всех сельскохозяйственных почв, с которых они брали пробы, но патоген встречался реже и его было труднее выделить на полях, не засеянных луком.

Фото

Дополнительные фотографии в Google.Images

История и распространение

Впервые Pseudomonas viridiflava была отмечена на луке в Джорджии, США, в 1990 году. После первого сообщения болезнь была обнаружена во Флориде, Колорадо и Венесуэле.

Cимптомы

Болезнь может быть очень разрушительной и привести к полной потере урожая из-за повреждения листвы и гниения луковиц в поле и во время хранения. В Джорджии, Флориде и Венесуэле болезнь поражала сладкий лук, продаваемый на свежем рынке. Однако в Колорадо болезнь ассоциировалась с сухоцветным луком острого вкуса.

Обычно поражения развиваются в виде тёмных, пропитанных водой полос, пересекающих большую часть длины листа. В большинстве случаев первым листом, на котором проявляется симптом, является третий лист с внешней стороны; однако при благоприятных для бактерии условиях может поражаться все растение. Ранние поражения, связанные с небольшими ранами или инфекцией через устьица, имеют небольшие размеры (< 1,0 см), овальную форму, оливково-зелёный или коричневый цвет и могут быть окружены хлоротичной зоной. После заражения поражения развиваются быстро и распространяются вниз к шейке луковицы. Зараженные листья могут казаться влажными или мягкими, очень тёмно-зелёного или чёрного цвета, с проступающими жилками. Симптомы этого типа часто связаны с мягкой гнилью основания листа, и при осторожном потягивании такие листья легко отрываются от растения. Однако в некоторых условиях пораженные листья высыхают, имеют цвет от коричневого до светло-коричневого и скручиваются назад от кончика листа. Неясно, связаны ли симптомы отмирания лопастей листьев с этим заболеванием.

Когда погодные условия благоприятны для развития болезни, обычно луковицы загнивают в поле. Луковицы сильно заражённых растений практически невозможно собрать, так как листья отрываются от луковицы в процессе подъёма, а гниющая луковица остаётся в земле. У растений с более слабым заражением луковицы могут выглядеть нормально во время уборки, но гниль может проникнуть в шейку луковицы через один заражённый лист и попасть на внутренние чешуи до того, как луковицы будут собраны или вылечены. Если луковицы ещё не заражены на момент уборки, но растения незрелые или неправильно вылечены, бактерия может проникнуть через шейку во внутренние чешуи луковицы, что приведет к послеуборочному увяданию.

Как правило, на самых ранних стадиях гниения луковицы внутренние чешуйки приобретают отчётливый, бледный, лимонно-жёлтый цвет. Обесцвечивание быстро становится красновато-коричневым или коричневым, и его трудно отличить от гнили, вызванной другими патогенами. На ранних стадиях гнили луковицы колонизированные ткани флуоресцируют при просмотре под ультрафиолетовым светом. Во многих случаях за этим следует образование блестящего, сине-зелёного, металлического материала, который может окрашивать внутренние чешуйки лука. Однако другие возбудители мягкой гнили или вторичные микроорганизмы могут быстро колонизировать поврежденные ткани. Вследствие этого луковицы становятся более мягкими и влажными и демонстрируют многочисленные цветовые вариации.

Механизмы заражения

Хотя бактерии могут проникать через естественные отверстия, такие как стомы, новые поражения часто связаны с каким-либо видом физического повреждения, как, например, раны, вызванные питанием насекомых, песком, сдуваемым ветром, или механическим соскабливанием сельскохозяйственным оборудованием, или складки, образующиеся в верхней части листа при разрушении листвы (симптомы флагообразования). Тип и степень физического повреждения может иметь прямое отношение к тяжести инфекции, а также к появлению симптомов.

Хотя Pseudomonas viridiflava иногда выделяли из некротических кончиков листьев, было предположено, что она присутствует на перекормленных растениях как вторичный колонизатор, а не как первичный патоген. Бактерию не удалось обнаружить на соседних растениях, которые имели схожие симптомы отмирания верхушек и получали меньшее количество азота.

Эпидемиология

В целом, фитопатогенные бактерии группы «syringae» плохо выживают в почве, и когда ткани хозяина разлагаются, бактерию уже невозможно обнаружить. Это, по-видимому, справедливо и для Pseudomonas viridiflava в инфицированных тканях лука. В Джорджии, США, Pseudomonas viridiflava был обнаружен в качестве постоянного эпифита на сорняках на луковых полях и рядом с ними, а также в отдалённых несельскохозяйственных местах. Известно, что он выживает в межсезонье в ассоциации с несколькими видами сорняков, особенно на примуле вечерней (Oenothera laciniata), которая также является наиболее значительным сорняком на луковых полях в Джорджии.

Воздушно-капельное распространение возможно, но точное расстояние, на которое может распространяться бактерия, неизвестно. Значительное снижение заболеваемости наблюдалось при улучшении борьбы с сорняками на луковых полях. Это говорит, что бактерии обычно распространяются на довольно ограниченные расстояния. Бактерия также может передаваться механическим путём с помощью сельскохозяйственного оборудования, которое контактирует с сорняками по периметру поля, а также работниками во время уборки урожая. Когда ножницы для срезания лука, заражённые Pseudomonas viridiflava, использовались для удаления верхушек лука при сборе урожая, незрелый лук или лук, которому не дали «полевого лечения» в течение минимум 48 часов до срезания, развил значительно больше гнили во время хранения. Вполне вероятно, что правильно вылеченные зрелые луковицы имеют достаточно высушенные ткани в шейке, чтобы служить барьером для инфекции через заражённые луковые ножницы.

В Джорджии, США, вспышки бактериального стрептококка и гнили луковиц чаще всего происходят в период с января по апрель, когда наблюдаются продолжительные периоды дождей и умеренные температуры. В отличие от этого, в Венесуэле и в Колорадо эта болезнь встречается в гораздо более тёплых условиях. Неизвестно, какие факторы ответственны за это несоответствие, но заманчиво предположить, что в разных регионах могут встречаться разные биотипы. Однако для ответа на этот и другие вопросы, касающиеся эпидемиологии этого патогена, необходимы дальнейшие исследования. Как и любой патоген, развитие болезни значительно замедляется или полностью останавливается, когда погодные условия становятся менее благоприятными для развития болезни.

Таксономические и биохимические характеристики возбудителя Pseudomonas viridiflava

Pseudomonas viridiflava — это грамотрицательная, аэробная палочка с одним-тремя полярными жгутиками. При выращивании на железодефицитной среде, такой как KMB, он вырабатывает водорастворимый желто-зелёный флуоресцентный пигмент. На KMB и полуселективной среде T-5 колонии изначально бледно-кремовые, но с возрастом становятся жёлтыми. Бактерия отрицательна к ферментам оксидазе и аргинин дигидролазе, но положительна к гидролизу желатина. Большинство штаммов активны для зарождения льда и используют DL-лактат и эритрит. Это полезные характеристики для идентификации бактерии как представителя флуоресцентных псевдомонад, подобных Pseudomonas syringae.

Pseudomonas syringae — это вид, представленный разнообразным количеством патоваров, некоторые из которых имеют отличительные биохимические и физиологические признаки, а также различия в ареале хозяев. Поэтому трудно отделить Pseudomonas syringae от Pseudomonas viridiflava. Ниже приведены полезные тесты, которые помогают отличить эти патогены: производство пектинолитических ферментов при pH 8,5, но не при pH 5,0; гниение моркови и ломтиков картофеля; отсутствие выработки левана и утилизации D-тартратафасоли сорта «Bush Blue Lake 274».

Утилизация сахарозы — относительно простой и быстрый тест, позволяющий отличить Pseudomonas syringae от Pseudomonas viridiflava. Однако луково-патогенные штаммы Pseudomonas viridiflava с юго-востока США вырабатывают кислоту (предположительный тест на утилизацию сахара) в сахарозе после длительной инкубации (10-17 дней). Это очень медленно по сравнению со многими видами бактерий, которые продуцируют кислоту в сахарозе в течение 24-72 ч. Во многих случаях результаты утилизации субстрата не могут быть зарегистрированы через 7 дней: штаммы лука были бы охарактеризованы как отрицательные в отношении утилизации сахарозы, если бы тесты были прекращены в течение этого периода времени. Штаммы Pseudomonas viridiflava, выделенные из некоторых других хозяев, также очень медленно используют сахарозу.

Другим методом характеристики и идентификации бактерий, широко используемым в течение последних 20 лет, является анализ жирных кислот с помощью газожидкостной хроматографии. Pseudomonas viridiflava и Pseudomonas syringae имеют очень похожие профили жирных кислот, и их легко спутать друг с другом. Однако штаммы Pseudomonas viridiflava, выделенные из лука, обычно содержат дельта-цис-9,10-метиленгексадекановую кислоту (C-9,10 17:0), а отношение альфа-гидроксилауриновой кислоты (2-OH 12:0) к лауриновой кислоте (12:0) было больше 1. В отличие от этого, отношение 2-OH 12:0 к 12:0 кислотам было меньше 1 у протестированных штаммов Pseudomonas syringae. Различия между штаммами также наблюдались при построении главных компонент, полученных в результате кластерного анализа профилей жирных кислот. Штаммы Pseudomonas viridiflava, выделенные из сорняков и больного лука в Грузии, были более тесно связаны друг с другом, чем со штаммами Pseudomonas syringae или Pseudomonas viridiflava других хозяев и географического происхождения.

Генетические характеристики возбудителя Pseudomonas viridiflava

Если есть возможность, одними из самых быстрых и надёжных методов идентификации патогена являются иммуноферментный анализ (ИФА) или ПЦР. Антисыворотки или даже готовые пластины для ИФА можно приобрести у различных коммерческих поставщиков, включая Agdia Inc. (Элкхарт, Индиана). Праймеры гена пектат-лиазы (5′-TATTGCTGGT- GTTACCC-3′ и 5′-GGTATCCAGAAAC- GACAC-3′) были способны амплифицировать ампликон длиной 606 пар оснований (bp) приблизительно у 95% штаммов, выделенных из лука или сорняков в районах выращивания лука в Грузиитоматов и арбузов ни из Джорджии, ни из других регионов США. Эти результаты подтверждают группировку, полученную в результате предыдущей характеристики жирных кислот, в том смысле, что штаммы сорняка и лука из Джорджии были более похожи друг на друга, чем на штаммы из других хозяев или другого географического происхождения.

Ареал обитания патогена

Буркхолдер впервые описал Pseudomonas viridiflava как патоген фасоли (Phaseolus vulgaris) в Нью-Йоркесорго (Sorghum vulgare), соя (Glycine max) и цинния (Zinnia elegans)одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), фумиторий обыкновенный (Fumaria officinalis), дурнишник пурпурный (Gnaphalium purpureum), перечник виргинский (Lepidium virginicum) и редька дикая (Raphanus raphanistrum).

Pseudomonas viridiflava является слабым патогеном или вторичным захватчиком, который колонизирует за другими патогенами, или оппортунистическим патогеном, который вторгается в раненые растения или растения, находящиеся в состоянии сильного стресса. Однако в луке Pseudomonas viridiflava является агрессивным первичным патогеном, который особенно разрушителен на суккулентных растениях, получающих большое количество азота. Эта бактерия была ответственна за потери целых полей, а также была весьма разрушительна как послеуборочный патоген.

Фото

Дополнительные фотографии в Google.Images

История и распространение

Впервые центральная гниль была отмечена на сладком луке в штате Джорджия, США, в 1997 году. Через год она была отмечена на сухоцветном луке острого сорта в Колорадо. Почти идентичное заболевание в Южной Африке было приписано близкородственной бактерии Erwinia herbicola, которая является синонимом Pantoea agglomerans. Хотя Pantoea agglomerans и Pantoea ananatis тесно связаны (одно время их считали одним и тем же видом), а семена сорта, на котором впервые была замечена очаговая гниль, были произведены в Южной Африке, однако нет доказательств того, что болезнь передается через семена. Скорее, похоже, что бактерия эндемична для юго-востока США.

Бактериофаг, специфичный для Pantoea ananatis — предположительное доказательство присутствия бактерии — был выделен из нескольких озёр во Флориде и Техасе. С помощью ПЦР было установлено, что Pantoea ananatis находился в Джорджии за несколько лет до эпидемии 1997 года в луке Видалия. Доказательства его более раннего присутствия были получены в результате скрининга коллекции культур Экспериментальной станции прибрежных равнин Университета Джорджии, где два штамма из листьев персика и луковиц лука 1986 и 1992 годов, соответственно, были идентифицированы как Pantoea ananatis.

Симптомы

Как следует из названия, болезнь довольно часто поражает центральные листья растения. Пораженные листья по мере развития гнили становятся влажными, мягкими и обесцвечиваются до белого цвета. Окружающие ткани могут иметь цвет от загорелого до тёмно-коричневого. На поздних стадиях болезни происходит полное увядание и обесцвечивание всех листьев. Внутренности луковицы могут стать мягкими, водянистыми и издавать неприятный запах. Попытки поднять растение, схватив его за листья, могут привести к тому, что из шейки будут сочиться разжиженные ткани, а листья будут отрываться от растения. В отличие от большинства других бактериальных заболеваний лука, «центральная гниль» поражает стебли семян так же, как и листья, что приводит к увяданию стеблей и потере семенных головок.

Таксономические и биохимические характеристики возбудителя Pantoea ananatis

Название этого организма эволюционировало от Bacillus ananas Serrano (1928), Bacterium ananas (Serrano) Burgvits (1935), Chromobacterium ananas (Serrano) Krasil'nikov (1949), Pectobacterium ananas (Serrano) Patel & Kulkarni (1951), Erwinia herbicola var. ananas (Serrano) Dye (1969) до Erwinia ananas Serrano (1928), где оно оставалось в течение некоторого времени. В издании 1984 года «Руководства по систематической бактериологии Берджи» обозначение Erwinia ananas было единственным видом в группе «herbicola», который был фитопатогенным. Затем название рода было изменено на Pantoea, а написание было исправлено на Pantoea ananatis.

Pantoea ananatis — грамотрицательная палочка с жёлтой пигментацией при выращивании на питательном агаре. Он использует глюкозу как окислительным, так и ферментативным способом, положителен по каталазе и отрицателен по оксидазе, что типично для Enterobacteriaceae (факультативные анаэробы). Как правило, штаммы используют целлобиозу, мелибиозу, инозитол, глицерин и сахарозу, но не гидролизуют пектин, крахмал или желатин. Ключевые характеристики, отличающие Pantoea ananatis от Pantoea agglomerans, — способность продуцировать индол, отсутствие фенилаланин-деаминазы и нитрат-редуктазы. Эта бактерия также активна при нуклеации льда.

Генетические характеристики возбудителя Pantoea ananatis

В Джорджии, США, был разработан смысловой праймер (Pan ITS1) для межгенного транскрибируемого спейсера (ITS) между генами 16S и 23S рРНК для использования в сочетании с универсальными антисмысловыми праймерами EC5 или EC7 из Escherichia coli для гена 23S рРНК. Последовательность Pan ITS1 — 5′-GTCTGATA-GAAAGATAAAGAC-3′, последовательность EC5 — 5′-TGCCAGGGCATCCACCG-3′ и последовательность EC7 — 5′-GGTACTTAGATG TTTCAGTTC-3′. Эти праймеры были успешно использованы для проведения ПЦР смывов листьев многочисленных сорняков и раздавленных трипсов. Хотя для Pantoea ananatis пока не известны специфические связи с насекомыми, другие представители этого рода, прежде всего Pantoea stewartii и Pantoea tracheiphila, выживают в ассоциации с кукурузными блошками и огуречными листоедами и переносятся ими соответственно. Pantoea ananatis обитает в кишечнике личинок тутовой пиралиды, и предложили использовать бактерию в качестве агента биоконтроля для этого насекомого.

Спектр хозяев патогена

Первоначально сообщалось, что Pantoea ananatis является патогеном ананаса, но диапазон хозяев включает канталупу, медовую дыню, лук и сахарный тростник. Географическое распространение включает Бразилию, Гайану, Гватемалу, Гаити, Малайзию, Мексику, Нигерию, Филиппины, Пуэрто-Рико, Квинсленд (Австралия), Тайвань и США.

С помощью ПЦР Pantoea ananatis был обнаружен как эпифитный обитатель на 23 видах сорняков, бермудской траве (Cynodon dactylon) и сое (Glycine max). Последние два вида являются значимыми, поскольку они используются в севообороте между луковыми культурами. Некоторые из сорняков, на которых Pantoea ananatis был обнаружен в Грузии, включают Acanthospermum hispidum, хвостовку (Urochloa platyphylla), моллюго (Mollugo verticillata), росичку кроваво-красную (Digitaria sanguinalis), дурнишник пенсильванский (Xanthium orientale), амброзию обыкновенную (Ambrosia artemisiifolia), щавель курчавый (Rumex crispus), Desmodium tortuosum, Richardia scabra, Senna obtusifolia, Amaranthus spinosus, Jacquemontia tamnifolia, Urochloa texana, Paspalum urvillei, вербена (Verbena spp.) и чуфа (Cyperus esculentus). Бактерия была обнаружена не только на этих сорняках в местах производства лука и рядом с ними, но и на сорняках, расположенных на расстоянии 242 км от ближайшего коммерческого производства лука.

Фото

Дополнительные фотографии в Google.Images

История и распространение

В 1995 году Erwinia chrysanthemi нанесла серьезный экономический ущерб луку в Нью-Йорке. Erwinia chrysanthemi ранее была выделена из культур в тропических и субтропических регионах или наблюдалась как патоген декоративных тепличных культур в более холодном климате, а в 1991 году она была выделена из лука в Мексике. Erwinia herbicola была впервые выделена из заражённых семян лука в 1994 году на Кубе, что стало первым случаем её обнаружения в Северной и Южной Америке. Другой вид, Erwinia carotovora subsp. carotovora, встречается в умеренных и тропических регионах на целом ряде растений-хозяев.

Симптомы

Мягкая гниль эрвинии вызывает типичные симптомы мягкой гнили, в основном на внутренних чешуях луковицы лука. Зараженные ткани пропитываются водой и демонстрируют гниль от бледно-жёлтого до светло-коричневого цвета. Мягкая гниль может распространяться от внутренних чешуек до распада всей луковицы, сопровождаясь выделением водянистой, вязкой жидкости с едким запахом. В случае Erwinia chrysanthemi внутренние ткани луковицы могут полностью раствориться, так что при вытягивании луковицы она отделяется от базальной пластинки, которая остаётся в почве. Заражение луковицы Erwinia carotovora subsp. carotovora также приводит к увяданию и побелению листьев лука. Erwinia herbicola вызывает поражение цветочных стеблей, листьев и цветоносов лука, которое переходит в мягкую гниль луковицы.

Механизмы инфекции

Патоген прикрепляется к клеткам растения с помощью фимбрий или пили и, как и многие другие патогены растений, продуцирует сложную смесь пектиновых ферментов. Гидролаза и лиаза беспорядочно разрушают альфа-(1-4) связи в полимерах уроновой кислоты пектиновых веществ и, по-видимому, являются основными агентами, ответственными за мацерацию тканей, вызванную инфекцией Erwinia. Erwinia chrysanthemi производит в культуре ряд транселиминаз полигалактуроновой кислоты и что различные изоляты этого патогена могут различаться по количеству изоферментов данного фермента, который они производят. Ферменты, продуцируемые Erwinia chrysanthemi, мацерируют растительную ткань, вызывают электролитическую утечку и высвобождают растворимые ненасыщенные урониды из неповрежденной растительной ткани, вызывая гибель клеток. Ферменты, участвующие в гибели клеток и продуцируемые Erwinia chrysanthemi, имеют изоэлектрические точки при pH 4,6 или выше. Оптимальная температура для патогенеза Erwinia chrysanthemi составляет 32 °C.

Эпидемиология

Эрвинии присутствуют в почве, растительных остатках и загрязнённой воде и могут распространяться через верхний полив и через насекомых, таких как луковая личинка Delia antiqua Mergen. Erwinia carotovora subsp. carotovora может выживать в кишечном тракте личинок луковой личинки и взрослых мух. Температура 20-30 °C и высокая влажность являются оптимальными для заражения лука возбудителями мягкой гнили Erwinia, которое может продолжаться и при хранении луковиц лука при температуре выше 3 °C.

Таксономические и биохимические характеристики возбудителя Erwinia chrysanthemi

Грамотрицательная, факультативно аэробная Erwinia chrysanthemi относится к семейству Enterobacteriaceae и образует прямые палочки размером 0,5-1,0 x 1-3 мкм. Клетки подвижны благодаря перитриховым жгутикам. Они встречаются поодиночке, парами или иногда короткими цепочками. Erwinia chrysanthemi имеет ферментативный метаболизм и оптимально растёт in vitro при 32 °C. Он также относительно хорошо растёт при 39 °C, является оксидазоотрицательным и каталазоположительным, выделяет индол и сероводород. Бактериальные клетки гидролизуют желатин при 22 °C, не гидролизуют мочевину и являются фенилаланин-деаминазоотрицательными. Они катаболизируют D-глюкозу с образованием кислоты и газа и используют ряд источников углерода, таких как D-адонитол, целлобиоза, глицерин, D-маннитол, D-манноза, мелибиоза, раффиноза, L-рамноза, салицин, D-сорбитол и D-ксилоза для производства кислот. Erwinia chrysanthemi можно отличить от других эрвиний по способности восстанавливать нитраты, а большинство штаммов продуцируют внеклеточные полисахариды даже на богатых сахаром средах.

Биохимические и физиологические методы диагностики для идентификации

Биохимические и физиологические тесты (обычные тесты, Biolog, индекс аналитического профиля, серологические методы, анализ FAME).

Erwinia chrysanthemi можно отличить от псевдомонад по неспособности продуцировать оксидазу, а от Erwinia carotovora — по способности расти при 39 °C. Пектатная среда была использована для выделения Erwinia carotovora subsp. carotovora из лука, поражённого бактериальной мягкой гнилью. Для идентификации патогенов Erwinia в луке можно использовать два коммерческих метода диагностики. Это система микропланшетов Biolog GN и диагностическая полоска API 20E. Последняя используется для идентификации Enterobacteriaceae и других грамотрицательных палочек. Он состоит из 11 биохимических тестов и девяти тестов на усвоение углеводов.

Серологические методы также использовались для идентификации Erwinia. Моноклональные антитела использовались для выявления Erwinia carotovora subsp. carotovora в картофеле. Пектолитические ферменты, продуцируемые Erwinia carotovora subsp. carotovora, были охарактеризованы с помощью тонкослойного изоэлектрического фокусирования активности, наложения геля и качественного ферментного анализа. Четыре гена pel и ген pel 1 были извлечены из 71 библиотеки генов Erwinia carotovora subsp. carotovora, сконструированной в Escherichia coli HB101: эти гены сгруппированы в геноме. Kori et al. (1992) провели анализ жирных кислот клеточной мембраны бактерий с помощью газожидкостной хроматографии и обнаружили, что соотношение количеств лауриновой и миристиновой кислот в Erwinia chrysanthemi и Erwinia carotovora subsp. carotovora было обратным по отношению друг к другу. Они также показали, что профили жирных кислот различаются у Erwinia chrysanthemi в зависимости от хозяина, из которого он был выделен.

Молекулярная диагностика

Для выявления Erwinia chrysanthemi и Erwinia carotovora subsp. carotovora использовались методы, основанные на ПЦР. Nassar et al. (1996) охарактеризовали Erwinia chrysanthemi с помощью полиморфизма пектинолитических изозимов и RFLP-анализа ПЦР-амплифицированных фрагментов генов pel. Для Erwinia carotovora subsp. carotovora была проведена ПЦР со случайной амплификацией полиморфной ДНК (RAPD)-PCR. Специфичность хозяина Erwinia chrysanthemi была исследована с помощью методов ПЦР-RFLP. Darrasse и Bertheau (1994) выявили Erwinia с помощью ПЦР и RFLP.

Ареал обитания патогена

Erwinia carotovora subsp. carotovora не обладает специфичностью во взаимодействии хозяин-патоген, и большинство эрвиний считаются оппортунистическими фитопатогенами. Виды Erwinia могут выступать в качестве первичных патогенов ряда выращиваемых культур, собранных культур и растительных остатков. Erwinia chrysanthemi обладает относительно высокой хозяйской специфичностью для кукурузы или декоративных растений. Erwinia chrysanthemi и Erwinia carotovora subsp. carotovora являются относительно крупными патогенами лука, тогда как Erwinia rhapontica — мелкий патоген лука с ограниченным ареалом обитания. Erwinia carotovora subsp. carotovora заражает целый ряд растений-хозяев, таких как лук, картофель, морковь, редис, огурец, китайская капуста, перец, капуста и салат. Erwinia herbicola вызывает некроз листьев и стеблей лука и в основном выделяется из заражённых семян. Гибриды F₁ сладкого лука, такие как «Granex» и «Golden», восприимчивы к Erwinia carotovora subsp. carotovora.

Выживание и поведение в почве

Выживание Erwinia в почве летом в регионах с умеренным климатом, вероятно, непродолжительно. Однако небольшое количество бактерий может перезимовать в более холодной почве. Выживание на следующее лето маловероятно, если только не посажена восприимчивая культура. Мягкотелые эрвинии не являются эндемиками почвы, и их широкое распространение может быть связано с периодическим заносом заражённого растительного материала.

В отличие от Burkholderia cepacia, виды Erwinia не накапливают богатые энергией соединения, такие как гликоген и поли-β-гидроксибутират. Поэтому их способность выживать в периоды низкой доступности питательных веществ может быть ограниченной, и все же они могут выживать неограниченное время в ризосфере растений, особенно в тропических регионах, где рост растений часто бывает непрерывным и разнообразным. Эрвинии могут зимовать в инфицированных растительных остатках, которые остаются в почве после сбора урожая, если растительный материал не полностью разложился.

Они обычно отсутствуют в семенах, за исключением Erwinia herbicola и иногда Erwinia chrysanthemi, и легко перемещаются в почвенной воде. Они поверхностно прикреплены к частицам почвы и легко удаляются просачивающейся почвенной водой.

Фото

Бактериальная мягкая гниль лука (Erwinia carotovora subsp. carotovora)

История и распространение

Впервые Xanthomonas campestris был отмечен как возбудитель листовой пятнистости лука (Onion Leaf Blights) на Гавайях в 1978 году, а 15 лет спустя аналогичные симптомы были обнаружены на луке на Барбадосе. Недавно патоген был описан как встречающийся в континентальной части США.

Описание болезни и симптомы

Симптомы инфекции Xanthomonas campestris включают ряд поражений, обычно на зрелых листьях лука. Это могут быть белые пятна, бледные пятна или поражения линзовидной формы, которые превращаются в видимые хлоротичные полосы на нижней части листа лука. По мере развития болезни может произойти отмирание верхушки, а затем обширное поражение внешних зрелых листьев лука, что приводит к появлению низкорослых растений с луковицами нетоварного размера.

Механизмы заражения

Xanthomonas campestris может распространяться через дождь или поливную воду из дождевальных установок, и инфекция усиливается при наличии росы. Ранение ветром или пескоструйная обработка листьев увеличивает вероятность заражения. В отличие от Xanthomonas campestris, Pseudomonas syringae вызывает коричневые поражения на луке.

Таксономические и биохимические характеристики возбудителя

Xanthomonas axonopodis pv. allii (ранее Xanthomonas campestris) — это желто-пигментированная, грамотрицательная, аэробная и подвижная палочковидная бактерия. Ее можно отличить от псевдомонад по тому, что она оксидазоотрицательна, а от Erwinia chrysanthemi — по её неспособности восстанавливать нитраты до нитритов. Его можно отличить от группы Erwinia, относящейся к мягкой гнили «carotovora», по неспособности гидролизовать пектат.

Фото

Дополнительные фотографии в Google.Images

История и распространение

Мягкая гниль луковиц лука, вызванная бактерией, была описана в Нью-Йорке Стюартом (1899). Burkholderia gladioli pv. alliicola была выделена из лука в Нью-Йорке Буркхолдером (1942) и со времени первоначального описания была зарегистрирована во многих регионах мира.

Описание болезни и симптомы

Бактерия поражает внутренние чешуйки луковицы, вызывая появление водянистых пятен, которые со временем переходят в мягкую гниль всей внутренней ткани луковицы. Она получила своё название из-за того, что заражённая сердцевина может выскользнуть из верхней части лука при сдавливании основания луковицы. Burkholderia gladioli pv. alliicola — грамотрицательная палочковидная бактерия. Она заражает листья и созревающие луковицы в поле или после сбора урожая через рану. Влажные и дождливые условия благоприятны для этого патогена. Зрелые луковицы очень восприимчивы к бактерии и могут полностью сгнить при комнатной температуре за 10 дней. Pseudomonas aeruginosa присутствует в почве и вызывает коричневую внутреннюю мягкую гниль лука. Pseudomonas marginalis поражает листья лука и проявляется в виде небольших пропитанных водой поражений. Эти повреждения быстро увеличиваются, в результате чего образуется слизистая серо-коричневая гниль, которая может распространиться до основания листьев и привести к гниению всего растения с характерным уксусоподобным запахом. Lactobacillus является оппортунистическим патогеном и попадает в растение, как и Erwinia, через рану в шейке луковицы или с помощью насекомых, таких как луковая личинка. Lactobacillus вызывает мягкую гниль, которая быстро распространяется по всей луковице лука при высоких температурах. Enterobacter cloacae вызывает гниение луковиц лука в Колорадо.

Фото

Дополнительные фотографии в Google.Images

BLIGHT-ALERT

Блок-схема процесса принятия решения BRIGHT-ALERT

Система BLIGHT-ALERT основана на мониторинге погодных условий, регулирующих образование и высвобождение конидий Botrytis squamosa, а также их осаждение и прорастание на листьях лука и последующее проникновение в ткани хозяина. BLIGHT-ALERT также включает в себя прогнозирование предстоящей погоды в виде прогноза вероятности осадков с вероятностью 30% или более в течение следующих 36 часов. Совершенствование прогнозирования погоды с помощью современных спутниковых систем может позволить произвольно расширить этот временной интервал до нескольких дней. Вероятность осадков была эффективно использована в BLIGHT-ALERT в Нью-Йорке, поскольку штормы, проходящие через США в Нью-Йорк, обычно следуют по предсказанному пути, а не отклоняются от курса.

BLIGHT-ALERT также основан на постоянном обследовании полей в течение всего сезона выращивания лука, чтобы сначала обнаружить CDL, то есть в среднем одно поражение на лист. CDL требует начала опрыскивания фунгицидами, а затем продолжения оценки путём полевой разведки на еженедельной или двухнедельной основе для определения эффективности последующих опрыскиваний фунгицидами, предусмотренных погодной частью BLIGHT-ALERT. Если уровень заболевания, определенный полевой разведкой, заметно повышается выше CDL в любое время, можно применить определенное производителем опрыскивание фунгицидом, чтобы снизить заболеваемость до уровня CDL, а после этого производитель может продолжать применять последующие опрыскивания фунгицидами на основе прогнозов BLIGHT-ALERT. После значительных испытаний, коммерческое внедрение BLIGHT-ALERT было достигнуто в Нью-Йорке. Сотрудники ИПМ и/или членская организация садоводов под названием Северо-восточная погодная ассоциация управляют этой системой. Погодные данные автоматически загружаются ежедневно из сети электронных метеорологических мониторов по телефонным линиям. Программное обеспечение автоматически прогоняет отслеживаемые погодные данные через схему анализа BLIGHT-ALERT, и прогноз появления листовой пятнистости Botrytis для каждого отдельного хозяйства, включённого в программу, ежедневно доступен через Интернет. Блок-схема для работы процесса принятия решений BLIGHT-ALERT показана на рис.

BOTCAST

Система BOTCAST также использует мониторинг погоды для прогнозирования возникновения вспышек поражения листьев Botrytis. Эта система прогнозирования включает, как и BLIGHT-ALERT, мониторинг температуры, влажности листьев, относительной влажности и осадков, но начинает мониторинг окружающей среды в момент появления урожая. Ежедневные погодные данные используются для прогнозирования споруляции грибка, заражения листьев и, если это так, тяжести инфекции. Собранные данные используются для расчёта ежедневного индекса тяжести заболевания. Затем эти индексы оцениваются нарастающим итогом до достижения уровня предупреждения о болезни и определения необходимости опрыскивания фунгицидами. Поскольку возникновение листовой пятнистости Botrytis в Онтарио и Нью-Йорке характеризуется медленным начальным ростом в начале вегетационного периода, за которым следует взрывная стадия. В BLIGHT-ALERT она определяется как CDL, опрыскивание фунгицидами не требуется до достижения этого уровня. BOTCAST определяет этот уровень на основе предшествующей погоды, зарегистрированной с момента прорастания культуры, в то время как BLIGHT-ALERT определяет этот уровень путём полевого обследования. После того как CDL болезни достигнут, и BOTCAST, и BLIGHT-ALERT являются системами прогнозирования на основе погоды. Тем не менее полевая разведка для мониторинга листовой пятнистости Botrytis всегда продолжается в BLIGHT-ALERT и может быть внедрена в систему BOTCAST по желанию.

NEOGEN ENVIROCASTER

NEOGEN ENVIROCASTER — прибор для мониторинга погоды включает пакет программного обеспечения для прогнозирования присутствия в воздухе инокулята Botrytis squamosa и, таким образом, прогнозирует возникновение листовой болезни лука Botrytis, когда погодные условия благоприятствуют возникновению болезни. Модель болезни и пакет программного обеспечения для листовой болезни Botrytis, включенные в NEOGEN ENVIROCASTER, используют предсказатель высвобождения конидий Botrytis squamosa, разработанный в Мичигане.

Система состоит из портативного автономного прибора для мониторинга погоды PESTCASTER, изготовленного корпорацией Neogen в Лансинге, штат Мичиган, который может быть размещен в любом месте лукового поля. Прибор ежедневно собирает данные о погоде, автоматически обрабатывает их и затем выдаёт прогноз о возможности возникновения заболевания.

Хотя NEOGEN ENVIROCASTER больше не производится, многие приборы все ещё используются по всей территории США, с моделями болезней и пакетами программного обеспечения для прогнозирования возникновения конкретных болезней на ряде различных сельскохозяйственных и садовых культур, а также для листовой пятнистости листьев, вызываемой Botrytis (англ. Botrytis leaf blight of onion). Модели болезней и пакеты программного обеспечения для прогнозирования возможного появления пурпуровой пятнистости и пуховой росы лука также были включены в NEOGEN ENVIROCASTER.

DOWNCAST

DOWNCAST, разработанный в Канаде, прогнозирует периоды споруляции-инфекции для гриба пуховой росы Peronospora destructor, но не прогнозирует продолжительность инфекционности патогена. Он используется для определения времени проведения разведки с целью обнаружения первого появления пуховой росы на посевах лука. Успешное определение времени применения фунгицидов по отношению к периодам споруляции-инфекции в системе DOWNCAST имеет решающее значение для успешной борьбы с мучнистой росой. В Канаде было установлено, что Peronospora destructor спорулирует ночью при благоприятных условиях окружающей среды, а инфракрасный свет от восходящего солнца и снижение влажности в утренние часы вызывают высвобождение спор и их последующее отложение на листьях лука. Однако в ходе испытаний системы DOWN-CAST в полевых опытах в Голландии и в Великобритании модель часто не могла предсказать ночи, когда происходит споруляция. Более того, DOWNCAST только предсказывает, произойдёт споруляция или нет, но не предсказывает её количественно. В настоящее время влияние факторов окружающей среды на споруляцию изучается более подробно с целью разработки количественной модели споруляции.

Для заражения пуховой плесенью необходимо длительное увлажнение листьев в утренние часы. В Канаде за короткими 1-2-дневными периодами цикла споруляция-инфекция следуют 9-16 дней роста гриба в листьях, прежде чем начинается новый цикл споруляции. Таким образом, вспышки мучнистой росы развиваются поэтапно с увеличением уровня споруляции и присутствия болезни. DOWNCAST позволяет обнаружить первое появление пуховой росы на посевах и, после её появления, сигнализирует о необходимости эффективного опрыскивания фунгицидами. Для прогнозирования появления пуховой росы используется система NEOGEN ENVIROCASTER. Другая система прогнозирования появления пуховой росы была разработана Палти (1989).