Patologia roślin

Patologia roślin to kompleksowe badanie chorób roślin i zarządzania patogenami, które obejmuje analizę przyczyn chorób roślinnych, sposobów ataku patogenów na rośliny na poziomie molekularnym, komórkowym, tkankowym i całej rośliny, reakcji gospodarza na atak, rozprzestrzenianie się patogenów, wpływ środowiska na proces chorobowy oraz metody zarządzania patogenami roślinnymi, aby zmniejszyć wpływ chorób na populacje roślin.

Grzyby

Grzyby mogą działać na rośliny jako patogeny lub beneficjenci, wpływając na plony. Patogeny grzybowe mogą powodować ogromne straty w plonach i jakości upraw polowych, owoców i innych roślin jadalnych, co staje się coraz ważniejszym problemem dla zdrowia ludzi i globalnej gospodarki w tym wieku, z rosnącą populacją ludzką i zagrożeniami związanymi ze zmianami klimatycznymi oraz zagrożeniami dla użytków rolnych.

Grzyby mogą zniszczyć uprawy, a skutki ekonomiczne tego były ogromne przez całą historię ludzkości. Grzyby produkują toksyny trujące dla ludzi i zwierząt.

Na przykład, wielki głód w Bengalu w 1943 roku spowodowany przez Cochliobolus miyabeanus w ryżu, wielki głód ziemniaczany w Irlandii spowodowany przez Phytophthora infestans w latach 40. XIX wieku, oraz epidemia brązowej plamistości liści kukurydzy w 1970-1971 roku w USA. Grzyby to organizmy eukariotyczne, heterotroficzne, absorpcyjne z błonami komórkowymi.

Wielu patogennych grzybów roślinnych klasyfikuje się jako nekrotrofy. Te grzyby stają się pasożytnicze, zabijają rośliny, a następnie żywią się martwymi tkankami roślinnymi. Do najbardziej szkodliwych gatunków grzybów patogennych w różnych uprawach należą: rdza liści, fuzarioza kłosów/ogniwo, plamistość tritici, rdza paskowa, plamistość, brązowa plamistość, mączniak prawdziwy, które powodują straty przekraczające 1% globalnie w pszenicy. Zgnilizna łodyg, stem borer, wybuch, brązowa plamistość, plamistość bakteryjna, zwójka liściowa i brązowy skoczek roślinny spowodowały największe straty w ryżu.

Fuzarioza i zgorzel korzeniowa, mączniak, fuzarioza w uszkodzeniach wierzchołków, lignifikacja plewy, fuzarioza zgnilizny uszodajnej, antyraza roślin powodowały znaczne straty na poziomie globalnym w kukurydzy. Zgnilizna późna, brązowy rozkład, zgnilizna wczesna, cysty nicieniowe przyczyniają się do największych uszkodzeń w roślinach soji.

Fungicydy

Podział rozwoju fungicydów obejmuje trzy główne grupy. Najczęściej stosowaną grupą są SDHI (inhibitory dehydrogenazy bursztynianowej) lub te, które klasyfikowane są jako SDHI ze względu na swoje charakterystyki chemiczne.

SDHI są jedną z największych grup fungicydów rolniczych, a także DMI (inhibitory demetylacji) i inhibitory mitochondrialnych łańcuchów transportu elektronów, takie jak QoI (inhibitory quinonu) oraz QiI (inhibitory quinuinside).

Po fungicydach SDHI, które stopniowo rozwijają się, wzrasta zapotrzebowanie na nowe fungicydy skuteczniejsze wobec patogenów grzybów.

Nicienie

Nicienie są pasożytami, z których około 50 milionów nicieni znajduje się w metrze kwadratowym średnio urodzajnej gleby na głębokość 30 cm, z czego 10% to pasożytnicze nicienie roślinne. Nicienie pasożytnicze roślin żyją w glebie oraz korzeniach roślin. Większość gatunków jest mikroskopijna. Pasożytnicze nicienie roślinne atakują większość ważnych roślin gospodarczych, roślin ozdobnych i hortikulturowych. Symptomy wywołane przez pasożytnicze nicienie obejmują osłabienie wzrostu, żółknięcie i więdnięcie roślin. Uszkodzenia roślin są nie tylko wynikiem bezpośredniego ataku nicienia na komórki korzeni, ale także zakłócenia układu korzeniowego, co zmniejsza ich efektywność w przyswajaniu składników odżywczych i wody.

Bakterie

Wszystkie prokariotyczne bakterie mają błony komórkowe, rybosomy 70S oraz nieograniczoną strefę jądra. Większość roślinnych patogenów bakteryjnych to saprofity fakultatywne. Erwinia amylovora, bakteryjna przyczyna zarazy ogniowej, namnaża się i powoduje infekcje w wilgotnych warunkach.

Wirusy

Wirusy roślinne generują straty ekonomiczne dla rolników, producentów i konsumentów, negatywnie wpływając na wzrost roślin i ich rozmnażanie, powodując śmierć tkanek roślinnych, sterylność, spadek plonów lub jakości, porażenie upraw, zwiększoną podatność na inne stresy, utratę wartości estetycznych, kwarantannę i likwidację zakażonych roślin oraz podniesienie kosztów kontrolowania i wykrywania chorób.

Wirusy są pasożytami obligatoryjnymi, ultramikroskopowymi i posiadają osłony białkowe lub kapsydy. Wirusy mogą być podzielone na szczepy i izolatki, które różnią się od izolatów typowych dla gatunków w określonych cechach, ale nie na tyle, by być nowym gatunkiem. Virusami przenoszonymi są owady, roztocza, nicienie, grzyby, nasiona oraz rośliny pasożytnicze, a także ludzie i zwierzęta.