Микоплазмы представляют собой специфическую группу мелких, полиморфных, фильтрующихся микроорганизмов, занимающих промежуточное положение между бактериями и вирусами. Характерными особенностями организмов, принадлежащих к микоплазмам, являются:
-плеоморфность клеток; диаметр их обычно находится в пределах 0,1-1,0 мкм, однако они проходят через фильтры с порами диаметром 450 нм;
-клетки микоплазм не имеют настоящей клеточной стенки, а окружены только трехслойной элементарной мембраной толщиной около 100 нм, чем и отличаются от бактерий;
-они содержат рибосомы бактериального типа;
-в отличие от вирусов, имеющих только один вид нуклеиновой кислоты, клетки микоплазм содержат и ДНК, и РНК; ДНК представляет собой двухцепочечную кольцевую молекулу с мол.весом от 4108до 1109.
-размножаются микоплазмы, вероятно, бинарным делением;
-микоплазмы можно культивировать на искусственных средах; на среде, содержащей агар, микоплазмы обычно образуют мелкие колонии;
-как правило, микоплазмы в отличие от бактерий устойчивы к пенициллину и в сравнении с вирусами чувствительны к тетрациклинам;-
-микоплазмы сами подвержены вирусной инфекции (Гиббс, Харрисон, 1978).
Впервые на микоплазмы обратил внимание Л. Пастер при изучении возбудителя плевропневмонии крупного рогатого скота. Однако он не мог в то время выделить его в чистой культуре на обычных питательных средах и обнаружить его в световом микроскопе. В связи с этим такого роды микоплазмы были отнесены к вирусам.
Среди микоплазм имеются как паразиты, так и сапрофиты. Микоплазмы – частые загрязнители тканевых культур, выращиваемых на средах, которые весьма благоприятны и для роста этих прокариот. Свободноживущие микоплазмы найдены в горячих источниках и в других сферах с высокой температурой.
2. Строение и размножение микоплазм
Клетки Mycoplasma имеют неправильную, изменчивую форму. Они могут быть кокковидными или грушеобразными, иногда с нитевидными отростками, могут расти в виде тонких разветвленных или неразветвленных нитей. Один из видов Mycoplasma, паразитирующих на растениях, имеет форму спирализованной нити и, как сообщают, подвижен. Другие микоплазмы неподвижны.
Обычно клетки невелики и соответствуют по объему сфере диаметром 0,3-0,9 мкм. Таким образом, микоплазмы – мельчайшие из известных организмов клеточного типа: величина их близка к пределу разрешения светового микроскопа.
Размножениемикоплазм идет путем образования кокковидных структур («элементарных телец»). Долго оставался спорным вопрос о способе их размножения, но теперь известно, что они делятся надвое. Колонии микоплазм на твердой среде имеют характерную структуру «яичницы»: они состоят из непрозрачной, частично погруженной в субстрат центральной зоны и просвечивающей периферии.
На основе потребностей в питательных веществах различают два главных рода: Mycoplasma, представители которого специфически нуждаются в холестерине иAcholeplasma.представители которого не нуждаются в холестерине, однако и они включают его в мембрану, если имеется в среде.
3. Микоплазмы - возбудители болезней растений
В качестве возбудителей болезней растений микоплазмы были впервые открыты и описаны в 1967 г. японскими учеными Исии, Дои, Асуяма и др. при электронном микроскопировании тканей шелковицы, пораженной карликовостью.
Несколько ранее в 1943 г. Блэк описал довольно крупные инфекционные частицы, обнаруживаемые при желтухе астр.
Позже сходные тельца, наблюдаемые во флоэме растений, были описаны при некоторых других болезнях желтух и ведьминых метлах, распространяемых цикадками. Ранее предполагалось, что возбудителями болезней этого типа являются вирусы. После обработки зараженных растений тетрациклином или хлортетрациклином указанные тельца, а также симптомы болезни временно исчезали.
Было установлено, что микоплазмы, обнаруживаемые в растительных тканях при ряде болезней, распространяемых цикадками, морфологически сходны с микоплазмами животных. Вместе с тем, возбудитель желтухи астр несколько отличается от известных микоплазм животных по своей чувствительности к антибиотикам, а также в некоторых других отношениях. Принимая это во внимание, ученые Дэвис и Уиткомб высказали предположение, что микоплазмы, патогенные для растений, составляют, очевидно, особую, ранее не известную группу и поэтому предложили их называть микоплазмаподобными организмами. Микоплазмаподобные тельца были обнаружены при желтухе астр, метельчатости (ведьминых метлах) картофеля, карликовости шелковицы, карликовости кукурузы, желтой карликовости риса, некоторых болезнях клевера, столбуре пасленовых, мелкоплодности черешни, ямчатости древесины вишни и персика, израстании яблони и айвы, некрозе груши и других болезнях.По имеющимся к настоящему времени сведениям микоплазмы являются возбудителями более 50 болезней, ранее считавшихся вирусными.Микоплазмы обнаружены преимущественно в клетках флоэмы больных растений. При попадании в клетки флоэмы, микоплазмы начинают быстро размножаться и при большом скоплении могут вызвать закупорку сосудов. Типичными симптомами микоплазменных болезней являются: хлоротичная окраска с посветлением жилок листвы, карликовость и деформация листьев, кущение побегов в виде ведьминых метел (обычно у древесных растений), снижение тургора клеток, быстрое и преждевременное развитие почек и другие аномалии. У астр отмечается желтуха, у георгинов – позеленение цветков. Характер симптомов, вызываемых микоплазмами, дает основание полагать, что эти агенты нарушают метаболизм растительных гормонов. По распространенности микоплазменных болезней на первом месте стоят болезни плодово-ягодных культур: некроз груши, мелкоплодность черешни и яблони, ямчатость древесины вишни и персика, израстание яблони и айвы, махровость смородины (Чураков, Чураков, 2007).
Микоплазмы, проявляющиеся в виде ведьминых метел, отмечены на ясенях, сандаловом дереве, ивах и ильмах.С целью диагностики микоплазменных болезней используют метод электронной микроскопии ультратонких срезов тканей пораженных растений, на которых можно обнаружить тельца микоплазмаподобных организмов.
Среди болезней растений инфекционной этиологии вирусные и микоплазменные болезни в последнее время вызывают все больший интерес. Это связано, с одной стороны, с увеличивающейся распространенностью и высокой вредоносностью этих заболеваний для растений, с другой – слабой изученностью их возбудителей.
Практическое значение для целей диагностики имеет знание особенностей болезней вирусной и микоплазменной этиологии, характеризующихся продолжительным периодом латентности, при котором на растении не обнаруживаются симптомы поражения.
Определяя место микоплазм в экосистеме следует иметь в виду, что не смотря на некоторые черты сходства с бактериями и вирусами, тем не менее их следует рассматривать в качестве микроорганизмов, занимающих промежуточное положение между ними. Основные свойства микоплазм: чрезвычайно малые размеры, плеоморфность клеток, наличие трехслойной элементарной оболочки, содержание рибосом бактериального типа и двух типов нуклеиновых кислот, способность расти на искусственных средах.
Следует также уяснить, что в инфицировании растений вирусами и микоплазмами существенная роль принадлежит переносчикам. Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке мер борьбы с вирозами и микоплазмозами, ориентируясь на уничтожение переносчиков.
При знакомстве с нематодами студент должен получить общее представление об этой группе, относящейся к типу круглых червей. Знать морфологические и анатомические особенности, вопросы питания, размножения и распространения.
Особую значимость приобретает знание особенностей накопления нематодной инфекции, симптомов наиболее распространенных фитогельминтозов, методов их диагностики и мер борьбы с ними-паразитические цветковы растенияСреди возбудителей болезней растений, кроме грибов, бактерий, вирусов и микоплазм, известны также высшие цветковые растения, ведущие паразитический образ жизни. Однако паразитизм у высших растений распространен гораздо реже, чем среди грибов и бактерий. Такие растения встречаются в составе некоторых семейств, причем большинство из них произрастают в зоне тропического пояса и сравнительно немногие в условиях умеренного климата. Указанное обстоятельство объясняется тем, что высшие цветковые растения в большинстве своем обладают способностью к автотрофному питанию и могут добывать необходимые им органические вещества из углекислоты воздуха. Вместе с тем, среди высших цветковых растений встречаются виды, лишенные хлорофилла полностью или частично перешедшие к паразитическому существованию за счет других растений. Переход к паразитизму осуществлялся путем приспособления к жизни либо на корнях, либо на надземных органах других растений, в связи с чем сформировались группы корневых и стеблевых (стволовых) паразитов. У тех и у других групп растений произошла деградация корневых систем, а также в разной степени видоизменились надземные части. В процессе эволюции и приспособления к условиям окружающей среды у этих растений выработались разные формы паразитизма. Как среди корневых, так и среди стеблевых (стволовых) паразитов отмечаются виды, различающиеся по способности ассимилировать углекислоту и создавать органические вещества. Одни растения в полной мере сохранили способность к фотосинтезу, воду и минеральное питание они получают от питающего растения. Эти растения имеют зеленые листья и стебли, поэтому их называют зелеными полупаразитами. К зеленым полупаразитам относятся представители семейства ремнецветниковых и норичниковых. Другие полностью утратили способность к ассимиляции и все получают из растения-хозяина. В связи с отсутствием у этих растений хлорофилла и зеленой окраски их называют бесхлорофилльными или абсолютными паразитами. К бесхлорофилльным паразитам относятся представители семейств повиликовых, заразиховых и некоторые виды норичниковых. Все бесхлорофилльные виды растений, поглощая питательные вещества у растения – хозяина, сильно его ослабляют, что приводит к снижению прироста и продуктивности.