Патологические изменения больного растения

В основе каждого заболевания лежит патологический процесс, возникающий в результате взаимодействия патогена с растением или ответной реакции последнего на неблагоприятные условия внешней среды. Этот процесс сопровождается разнообразными изменениями в функциях и структуре пораженных органов. Характер этих измене­ний зависит от вида возбудителя и стадии развития болезни, типа по­раженной ткани или органа растения и других факторов. Наиболее часто болезни растений вызывают биохимические и физиологичес­кие изменения пораженных органов либо организма в целом.

При многих инфекционных болезнях наиболее часто биохимические и физиоло­гические изменения сводятся к нарушению водного режима расте­ния, его фотосинтетической активности, энергии дыхания, углевод­ного и белкового обмена, а также к нарушению деятельности отдель­ных групп ферментов, регулирующих жизнедеятельность растения.

Нарушение водного режима обычно наступает в результате по­вреждения корневой системы, проводящих тканей либо усиления транспирации пораженных растений. Это негативно влияет на водо­снабжение надземных частей растущих деревьев и в целом на все растение. Характер изменений водного режима зависит от степени поражения корней и сосудистой системы дерева. Особенно резко снижается транспирационный расход воды у зараженных деревьев в августе, когда повышается солнечная радиа­ция и усиливается дефицит влаги в почве. Водный режим больных растений часто изменяется при наруше­нии транспорта воды по водопроводящей системе дерева. При этом падает тургор клеток, начинает увядать хвоя или листья, что приводит к усыханию отдельных ветвей или всего растения. При сосудистых микозах древесных пород происходит частичная или полная закупорка сосудов галлами или гуммиобразнъгми вещества­ми. Это приводит к значительному или полному прекращению подачи воды в вышерасположенные органы и их отмиранию. Снижение транспирации также наблюдается при поражении листьев древесных пород ржавчинными и мучнисторосяными грибами и пятнистостями.

Механизмы нарушения водного режима растений как реакция на заражение патогенными грибами весьма разнообразны. В ряде случаев, например при развитии мучнисторосяных грибов, усиле­ние транспирации обуславливается повышением проницаемости тканей растения-хозяина, а ее снижение - закрыванием устьиц в от­вет на заражение или вследствие развития мицелия патогена на по­верхности ассимиляционных органов.

Иногда наблюдается усиление транспирации в связи с тем, что при образовании спороношений грибов-патогенов в покровных тка­нях растения возникают разрывы, облегчающие испарение воды, находящейся в пораженных органах (например, при поражении ли­стьев ржавчинными грибами).

Нарушение фотосинтетической активностипри многих ин­фекционных болезнях может происходить в результате уменьшения общей ассимиляционной поверхности из-за массового отмирания листьев или разрушения хлорофиллоносной ткани под действием токсинов патогенных организмов.

Ржавчинные и мучнисторосяные грибы в начале своего развития вызывают некоторое повы­шение фотосинтеза, однако при дальнейшем развитии интенсивность его существенно снижается. Это связано с особенностями питания облигатных паразитов, которые приспособлены к питанию только за счет живых тканей растения. В дальнейшем интенсивность фотосинтеза, как правило, снижается в два и более раза.

Иногда причиной снижения интенсивности фотосинтеза может стать нарушение оттока продуктов фотосинтеза из листьев при от­мирании клеток лубяной части коры, например, при некрозных бо­лезнях ветвей.

Нарушение энергии дыхания.При многих болезнях с момен­та заражения растения патогеном наблюдается постепенное повы­шение дыхательного газообмена. Степень активизации дыхательно­го процесса при болезнях зависит от ряда факторов, в первую оче­редь от особенностей возбудителя и пораженной растительной тка­ни. Активирование дыхания больного растения, естественно, вызывает усиленный рас­ход запасных питательных веществ.

Нарушения углеводного и белкового обмена в растении на­ступают при многих инфекционных болезнях. Углево­ды и белки являются основными органическими веществами расте­ний, они также служат и основным питательным материалом для патогенных организмов. Чем сильнее поражено растение, тем боль­ше извлекают из него патогены питательных веществ, тем скорее оно истощается и ослабевает. При этом в больном растении проис­ходят количественные и качественные изменения процессов обмена веществ, в том числе содержания углеводов и белков.

Количественные изменения углеводного и белкового обмена больного растения могут носить разнообразный характер. Но чаще всего они сводятся к снижению их общего содержания в инфициро­ванных тканях в результате ослабления процессов ассимиляции и синтеза, повышения расхода органических веществ на дыхание по­раженного растения и вследствие потребления их патогеном. Это выражается в нарушении нормального для данного растения соот­ношения между отдельными компонентами углеводного и азотсо­держащего комплексов. При этом значительно возрастает доля небелкового азота, представленного в основном вредными для растения продуктами жизнедеятельности патогенов.

Качественные изменения обмена веществ при многих инфекци­онных болезнях выражаются в изменении состава и соотношения моно- и полисахаридов, а также характера распределения углеводов и белков в различных органах растения. Во время патологического процесса более простые формы углеводов и аминокислот, по срав­нению со сложными запасными питательными веществами, по­требляются патогеном в первую очередь. При этом нарушения бел­кового обмена оказывают наибольшее влияние на состояние расте­ния, так как белковые вещества не только участвуют во всех метабо­лических процессах, но и контролируют ход всех обменных процес­сов больного растения.

Нарушения деятельности ферментов.Известно, что все про­исходящие в растении процессы жизнедеятельности протекают с участием определенных групп ферментов (окислительно-восстано­вительных, гидролитических, протеолитических и др.). При нормаль­ном состоянии растения наблюдается четкая слаженность в работе ферментов, участвующих в синтезе и превращении веществ и энер­гии. Однако при патологическом процессе деятельность многих фер­ментов нарушается, это приводит к изменению интенсивности об­мена веществ и отдельных физиологических процессов (окисления и восстановления, синтеза и гидролиза, переноса энергии).

Наиболее изучены у больных растений изменения активности окислительных ферментов. Установлено, что активность их зависит от вида древесной породы, характера поражения, систематического положения патогена и ряда других факторов. Например, в листьях дуба, пораженных мучнистой росой, активность каталазы снижает­ся почти вдвое. а пероксидазы, наоборот - повышается. У деревьев сосны, пораженных смоляным раком, в участках ствола, непосредственно прилегающих к рако­вой язве, активность большинства окислительных ферментов возра­стает. Это следует рассматривать как ответную реакцию дерева на развитие патогена, как защитный барьер для дальнейшего распрос­транения грибницы по стволу дерева.

Нарушение биохимических и физиологических процессов вле­чет за собой ослабление процессов накопления органических ве­ществ, снижение интенсивности ростовых процессов у больных де­ревьев. Чем сильнее нарушена жизнедеятельность больного расте­ния, тем сильнее степень его ослабления, приводящая к полному отмиранию.