الفيتوبلازما: البكتيريا عديمة الجدار الخلوي ودورها في الأمراض النباتية وأساليب المكافحة المتكاملة
o الفيتوبلازما (Phytoplasma):
الفيتوبلازما هي مجموعة فريدة من الكائنات الحية الدقيقة الممرضة للنبات، والتي تمثل تحديًا خاصًا في عالم أمراض النبات. هي بكتيريا بدائية النواة (Prokaryotes) ولكنها تختلف عن البكتيريا التقليدية في افتقارها للجدار الخلوي (Cell wall). هذا الغياب للجدار الخلوي يمنحها خصائص فريدة ويجعلها مختلفة في طريقة تفاعلها مع النباتات العائلة.
ما هي الفيتوبلازما؟
بكتيريا بدون جدار خلوي: الفيتوبلازما هي نوع من البكتيريا تنتمي إلى صنف Mollicutes، وهو نفس الصنف الذي تنتمي إليه الميكوبلازما (Mycoplasma) التي تصيب الحيوانات والإنسان. الخاصية المميزة لهذا الصنف هي الافتقار إلى الجدار الخلوي الصلب الذي يميز معظم البكتيريا الأخرى. هذا يجعلها مرنة جدًا في الشكل (Pleomorphic) وقادرة على المرور عبر المرشحات البكتيرية.
صغيرة الحجم: الفيتوبلازما صغيرة جدًا مقارنة بالبكتيريا التقليدية، وتقع في نطاق حجم بين البكتيريا والفيروسات. هذا الحجم الصغير يزيد من صعوبة رؤيتها بالمجهر الضوئي التقليدي ويتطلب استخدام المجهر الإلكتروني لدراستها بالتفصيل.
إجبارية التطفل داخل النباتات والحشرات: الفيتوبلازما هي كائنات إجبارية التطفل (Obligate parasites)، أي أنها لا تستطيع العيش والتكاثر إلا داخل الخلايا الحية للنباتات العائلة أو الحشرات الناقلة. لا يمكن زراعتها في المختبر على أوساط غذائية اصطناعية بالطرق التقليدية، مما يزيد من صعوبة دراستها وعزلها.
موقع التطفل في الأنسجة الوعائية النباتية (Phloem): تتطفل الفيتوبلازما بشكل رئيسي داخل الأنسجة الوعائية اللحائية (Phloem) للنباتات العائلة. اللحاء هو النسيج المسؤول عن نقل المواد الغذائية المصنعة (السكريات) من الأوراق إلى أجزاء النبات الأخرى. تمركز الفيتوبلازما في اللحاء يعطل عملية نقل الغذاء في النبات، مما يؤدي إلى ظهور العديد من الأعراض المرضية.
نقل بواسطة الحشرات: تنتقل الفيتوبلازما بشكل رئيسي بواسطة الحشرات الناقلة، وخاصة نطاطات الأوراق (Leafhoppers) و نطاطات النبات (Planthoppers). تتغذى هذه الحشرات على عصارة اللحاء النباتي، وتكتسب الفيتوبلازما من النباتات المصابة ثم تنقلها إلى النباتات السليمة أثناء التغذية. تعتبر الحشرات الناقلة جزءًا أساسيًا من دورة حياة الفيتوبلازما.
تاريخ اكتشاف الفيتوبلازما:
في الأصل، قبل التمكن من تحديد طبيعتها البكتيرية بدقة، كانت الفيتوبلازما تُعرف باسم الكائنات الشبيهة بالميكوبلازما (Mycoplasma-like organisms - MLOs). تم اكتشافها لأول مرة في الستينيات من القرن العشرين باستخدام المجهر الإلكتروني في النباتات المصابة بأمراض الاصفرار (Yellows diseases). أظهرت الصور المجهرية وجود كائنات حية دقيقة شبيهة بالبكتيريا ولكن بدون جدار خلوي في الأنسجة اللحائية للنباتات المصابة. مع تقدم التقنيات الجزيئية، تم تحديد طبيعتها البكتيرية بدقة وإعادة تسميتها الفيتوبلازما (Phytoplasma) في التسعينيات من القرن العشرين.
تصنيف الفيتوبلازما:
تصنف الفيتوبلازما ضمن صنف Mollicutes، رتبة Acholeplasmatales، عائلة Acholeplasmataceae، جنس Phytoplasma. التصنيف الدقيق للفيتوبلازما على مستوى الأنواع صعب بسبب عدم القدرة على زراعتها في المختبر والاعتماد بشكل كبير على تحليل تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S (16S rRNA) والجينات الأخرى لتحديد العلاقات التصنيفية. يتم تصنيف الفيتوبلازما حاليًا إلى مجموعات (Groups) و مجموعات فرعية (Subgroups) بناءً على التشابه في تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S. يوجد أكثر من 30 مجموعة رئيسية من الفيتوبلازما، وكل مجموعة تضم عددًا من الأنواع الفرعية أو السلالات التي تختلف في نطاقها العائلي والأعراض المرضية التي تسببها.
الأعراض المرضية التي تسببها الفيتوبلازما:
تسبب الفيتوبلازما مجموعة واسعة ومتنوعة من الأعراض المرضية على النباتات العائلة، وتعتمد الأعراض على نوع الفيتوبلازما، والنبات العائل، والظروف البيئية. الأعراض الشائعة للأمراض الفيتوبلازمية تشمل:
الاصفرار والكلوروز (Yellowing and Chlorosis): اصفرار الأوراق (Chlorosis) أو النبات بأكمله هو من الأعراض المميزة للعديد من الأمراض الفيتوبلازمية. يحدث الاصفرار بسبب تعطيل عملية التمثيل الضوئي نتيجة لتأثير الفيتوبلازما على البلاستيدات الخضراء أو بسبب نقص في نقل العناصر الغذائية في اللحاء المصاب.
تضخم الأوراق أو الأجزاء الزهرية (Phyllody and Virescence): تحول الأجزاء الزهرية (مثل البتلات والأسدية والمبايض) إلى تراكيب تشبه الأوراق (Phyllody). تحول الأجزاء الزهرية الملونة إلى اللون الأخضر (Virescence). تحدث هذه التشوهات بسبب تأثير الفيتوبلازما على توازن الهرمونات النباتية، وخاصة السيتوكينينات والجبريلينات. تعتبر Phyllody و Virescence من الأعراض المميزة للعديد من الأمراض الفيتوبلازمية.
تكوين مكانس الساحرة (Witches' broom): نمو كثيف للأفرع الجانبية من البراعم الإبطية، مما يؤدي إلى تكوين تجمعات كثيفة من الأغصان والأوراق تشبه المكنسة (Witches' broom). تحدث هذه التشوهات أيضًا بسبب تأثير الفيتوبلازما على توازن الهرمونات النباتية، وخاصة السيتوكينينات. تعتبر Witches' broom من الأعراض المميزة لأمراض الفيتوبلازما في الأشجار والشجيرات.
التقزم والتدهور العام للنبات (Stunting and general decline): تصبح النباتات المصابة متقزمة وضعيفة النمو بسبب تعطيل عملية نقل الغذاء في اللحاء وتأثير الفيتوبلازما على العمليات الفسيولوجية للنبات. قد يؤدي إلى تدهور تدريجي للنبات وموته في الحالات الشديدة.
نخر اللحاء (Phloem necrosis): في بعض الأمراض الفيتوبلازمية، قد تسبب الفيتوبلازما تلفًا ونخرًا في الأنسجة اللحائية (Phloem necrosis)، مما يزيد من تعطيل نقل الغذاء في النبات ويفاقم الأعراض المرضية.
أمثلة لأمراض هامة تسببها الفيتوبلازما:
مرض اصفرار أستر (Aster Yellows): يسببه فيتوبلازما "Aster Yellows Phytoplasma" (AYP). من أكثر الأمراض الفيتوبلازمية انتشارًا وضرراً على مستوى العالم. يصيب مجموعة واسعة جدًا من النباتات العائلة (أكثر من 300 نوع نباتي من أكثر من 50 عائلة نباتية)، بما في ذلك الخضروات (الجزر، الخس، البصل، الطماطم، الفلفل)، المحاصيل الحقلية (البرسيم، عباد الشمس)، نباتات الزينة (الأستر، القطيفة، الأقحوان). الأعراض المميزة: الاصفرار، التقزم، التشوهات الزهرية (Phyllody و Virescence)، تكاثر الأفرع الجانبية. الناقل الرئيسي: نطاطات الأوراق.
مرض تدهور الحمضيات (Citrus Greening or Huanglongbing - HLB): يسببه فيتوبلازما "Candidatus Liberibacter asiaticus" (على الرغم من أن التصنيف الدقيق لمسبب HLB لا يزال قيد البحث، ولكنه يعتبر قريبًا من الفيتوبلازما أو نوعًا مرتبطًا بها). من أخطر الأمراض التي تهدد صناعة الحمضيات على مستوى العالم. يسبب خسائر اقتصادية فادحة في إنتاج الحمضيات في العديد من المناطق. الأعراض المميزة: الاصفرار غير المنتظم للأوراق (Blotchy mottle chlorosis)، تدهور جودة الثمار (صغيرة الحجم، غير منتظمة الشكل، ذات طعم مر)، تقزم الأشجار، تدهور تدريجي وموت الأشجار. الناقل الرئيسي: حشرة بسيلا الحمضيات الآسيوية (Asian Citrus Psyllid - Diaphorina citri) وحشرة بسيلا الحمضيات الأفريقية (African Citrus Psyllid - Trioza erytreae).
مرض تدهور جوز الهند القاتل (Coconut Lethal Yellowing - LY): يسببه فيتوبلازما "Coconut Lethal Yellowing Phytoplasma" (CLY). من الأمراض المدمرة لأشجار جوز الهند في منطقة الكاريبي وأفريقيا وأمريكا اللاتينية. يقتل ملايين الأشجار ويؤثر بشكل كبير على إنتاج جوز الهند. الأعراض المميزة: اصفرار الأوراق الصفيرة (Fronds)، تساقط الثمار الصغيرة، اسوداد النورات الزهرية، تعفن القمة النامية، موت الشجرة. الناقل غير مؤكد تمامًا، ولكن يعتقد أنه نطاطات النبات (Planthoppers).
مرض مكنسة الساحرة في شجرة الباولونيا (Paulownia Witches' Broom - PWB): يسببه فيتوبلازما "Paulownia Witches' Broom Phytoplasma" (PaWB). يصيب أشجار الباولونيا (Paulownia)، وهي أشجار ذات قيمة اقتصادية عالية في آسيا لإنتاج الأخشاب والأوراق الطبية. يسبب خسائر اقتصادية كبيرة في مزارع الباولونيا. الأعراض المميزة: تكوين مكانس الساحرة الكثيفة على الأغصان، تقزم النباتات، ضعف النمو، انخفاض جودة الأخشاب. الناقل الرئيسي: نطاطات الأوراق.
طرق انتقال الفيتوبلازما:
تعتمد الفيتوبلازما على وسائل خارجية للانتقال من نبات مصاب إلى نبات سليم. طرق الانتقال الرئيسية للفيتوبلازما تشمل:
الحشرات الناقلة (Insect Vectors): هي الطريقة الرئيسية والأكثر شيوعًا لانتقال الفيتوبلازما. نطاطات الأوراق (Leafhoppers) و نطاطات النبات (Planthoppers) هي أهم الحشرات الناقلة للفيتوبلازما. تتغذى الحشرات على عصارة اللحاء النباتي المصاب، وتكتسب الفيتوبلازما، ثم تنقلها إلى النباتات السليمة أثناء التغذية. يكون انتقال الفيتوبلازما بواسطة الحشرات عادةً من نوع النقل المستمر أو الدوراني (Persistent-circulative transmission)، حيث يحتاج الفيتوبلازما إلى فترة حضانة داخل جسم الحشرة قبل أن يصبح الحشرة قادرًا على نقل الفيتوبلازما إلى النبات السليم. تظل الحشرة حاملة للفيتوبلازما وقادرة على نقله لفترة طويلة (طوال حياتها أو لجزء كبير منها).
التطعيم (Grafting): يمكن للفيتوبلازما الانتقال عن طريق التطعيم (Graft transmission). تطعيم نبات مصاب على نبات سليم ينقل الفيتوبلازما إلى النبات السليم. تستخدم هذه الطريقة تجريبيًا في الأبحاث لدراسة الفيتوبلازما، ولكنها ليست طريقة انتشار طبيعية في الحقل.
التكاثر الخضري (Vegetative Propagation): يمكن للفيتوبلازما الانتقال عن طريق التكاثر الخضري (Vegetative propagation). استخدام أجزاء نباتية مصابة (مثل العقل، الدرنات، الأبصال، الخلفات) للتكاثر الخضري يؤدي إلى نقل الفيتوبلازما إلى النباتات الجديدة. يعتبر التكاثر الخضري طريقة هامة لانتشار الفيتوبلازما في بعض المحاصيل التي تتكاثر خضريًا، مثل الموز والبطاطس وقصب السكر.
نبات الحامول (Dodder - Cuscuta spp.): يمكن لنبات الحامول الطفيلي أن ينقل الفيتوبلازما بين النباتات العائلة المختلفة. يتصل الحامول بالأوعية الناقلة للنبات العائل ويمتص العصارة النباتية، ويمكن أن ينقل الفيتوبلازما أثناء هذه العملية.
انتقال محدود عن طريق البذور واللقاح (Limited Seed and Pollen Transmission): في حالات نادرة، قد يحدث انتقال للفيتوبلازما عن طريق البذور أو اللقاح، ولكن هذه الطرق ليست شائعة أو فعالة في معظم الأمراض الفيتوبلازمية.
مكافحة الأمراض الفيتوبلازمية:
تعتبر مكافحة الأمراض الفيتوبلازمية تحديًا صعبًا بسبب طبيعة الفيتوبلازما ككائنات إجبارية التطفل وصعوبة مكافحتها المباشرة داخل النبات. تركز استراتيجيات المكافحة بشكل أساسي على الوقاية وإدارة الحشرات الناقلة وتقليل انتشار الفيتوبلازما. استراتيجيات المكافحة المتكاملة للأمراض الفيتوبلازمية تشمل:
مكافحة الحشرات الناقلة (Vector Control): تعتبر مكافحة الحشرات الناقلة (نطاطات الأوراق، نطاطات النبات، بسيلا الحمضيات) من أهم الإجراءات للحد من انتشار الأمراض الفيتوبلازمية. تشمل طرق مكافحة الحشرات:
المبيدات الحشرية الكيميائية: استخدام المبيدات الحشرية الجهازية وغير الجهازية لمكافحة الحشرات الناقلة. يجب استخدام المبيدات الحشرية بحذر ومسؤولية لتجنب الآثار السلبية على البيئة والكائنات الحية المفيدة وظهور سلالات مقاومة للمبيدات.
المكافحة البيولوجية: استخدام الأعداء الحيوية للحشرات الناقلة، مثل المفترسات والطفيليات والفطريات الممرضة للحشرات. تعتبر المكافحة البيولوجية طريقة صديقة للبيئة ومستدامة لمكافحة الحشرات.
المصائد الحشرية: استخدام المصائد اللاصقة الصفراء أو المصائد الضوئية لجذب وتقليل أعداد الحشرات الناقلة.
الممارسات الزراعية: تعديل مواعيد الزراعة لتجنب فترات ذروة نشاط الحشرات الناقلة، إزالة الأعشاب الضارة التي تعتبر عوائل بديلة للحشرات، زراعة محاصيل غير عائلة حول الحقول لإنشاء حواجز نباتية لتقليل حركة الحشرات.
استخدام شتلات ومواد تكاثر خضرية سليمة وخالية من الفيتوبلازما (Disease-free planting material): يعد استخدام شتلات ومواد تكاثر خضرية (مثل العقل، الدرنات، الأبصال، الخلفات) سليمة ومعتمدة وخالية من الفيتوبلازما من الإجراءات الوقائية الأساسية لمنع إدخال الفيتوبلازما إلى مناطق جديدة أو مزارع جديدة. يجب فحص الشتلات والمواد التكاثرية بعناية قبل الزراعة والتأكد من خلوها من أعراض الأمراض الفيتوبلازمية.
إزالة وتدمير النباتات المصابة (Rogueing and removal of infected plants): الإزالة الفورية وتدمير النباتات المصابة بالأمراض الفيتوبلازمية (الحرق أو الدفن العميق) يساعد في تقليل مصدر اللقاح الفيتوبلازمي وتقليل انتشار المرض. يجب إزالة النباتات المصابة بمجرد ظهور الأعراض الأولى للمرض.
الحجر الصحي والرقابة النباتية (Quarantine and phytosanitary measures): تطبيق إجراءات الحجر الصحي والرقابة النباتية لمنع دخول الفيتوبلازما إلى مناطق جديدة أو دول جديدة. يجب فحص الشحنات النباتية المستوردة بعناية والتأكد من خلوها من الأمراض الفيتوبلازمية والحشرات الناقلة قبل السماح بدخولها.
استخدام أصناف نباتية مقاومة أو متحملة للفيتوبلازما (Resistant or tolerant varieties): تعتبر زراعة أصناف نباتية مقاومة أو متحملة للفيتوبلازما من أكثر الطرق فعالية ومستدامة لمكافحة الأمراض الفيتوبلازمية. لسوء الحظ، لا تزال الأصناف المقاومة أو المتحملة للفيتوبلازما محدودة التوفر للعديد من المحاصيل. تعتبر تربية الأصناف المقاومة للفيتوبلازما هدفًا هامًا في برامج تربية النبات.
المعالجة بالمضادات الحيوية (Antibiotic treatment): يمكن استخدام بعض المضادات الحيوية (مثل التتراسيكلينات - Tetracyclines) لقمع أعراض الأمراض الفيتوبلازمية في بعض النباتات القيمة (مثل أشجار الفاكهة ونباتات الزينة). ومع ذلك، فإن العلاج بالمضادات الحيوية ليس حلاً مستدامًا أو عمليًا للمكافحة على نطاق واسع في المحاصيل الزراعية بسبب التكلفة العالية، وصعوبة التطبيق، واحتمالية ظهور سلالات مقاومة للمضادات الحيوية، والآثار السلبية المحتملة على البيئة. يستخدم العلاج بالمضادات الحيوية بشكل رئيسي في المشاتل لإنتاج شتلات سليمة أو في الحالات الخاصة التي تتطلب إنقاذ نباتات قيمة.
في الختام، الفيتوبلازما تمثل مجموعة فريدة من مسببات الأمراض النباتية التي تتطلب استراتيجيات مكافحة متكاملة ومتعددة الجوانب للحد من تأثيرها على الإنتاج الزراعي. الوقاية، وإدارة الحشرات الناقلة، واستخدام مواد زراعية سليمة، والبحث عن الأصناف المقاومة هي العناصر الأساسية في إدارة الأمراض الفيتوبلازمية بشكل فعال ومستدام.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق