الأمراض البكتيرية في النباتات: التصنيف، الآليات الإمراضية، وأهم الأمراض الوبائية
الأمراض البكتيرية (Bacterial Diseases):
الشكل الخلوي (Cell Shape): العصوية (Bacilli)، الكروية (Cocci)، الحلزونية (Spirilla)، الخيطية (Filamentous).التركيب الجدار الخلوي (Cell Wall Structure): تلوين جرام (Gram-positive or Gram-negative)، التركيب الكيميائي للجدار الخلوي.القدرة على الحركة (Motility): وجود أو عدم وجود الأسواط (Flagella)، نوع الأسواط، الحركة الانزلاقية (Gliding motility).التمثيل الغذائي (Metabolism): التنفس الهوائي أو اللاهوائي، التغذية ذاتية أو غير ذاتية، استخدام مصادر الكربون والطاقة.التركيب الجيني (Genetic Makeup): تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S (16S rRNA) والجينات الأخرى.
شعبة المُتقلبات (Phylum Proteobacteria): تعتبرأكبر شعبة في مملكة البكتيريا وتضم مجموعة واسعة ومتنوعة من البكتيريا، بما في ذلك العديد من الأجناس الممرضة للنبات. تتميز بـ:بكتيريا جرام سالبة (Gram-negative bacteria) .تنوع كبير في الأشكال الخلوية والتمثيل الغذائي .أهم الأجناس الممرضة للنبات: عصوية الشكل، هوائية، متحركة بالأسواط القطبية. تسببPseudomonas: تبقعات الأوراق (Leaf Spots) واللفحات (Blasts) والتقرحات (Cankers) والأعفان (Rots) في العديد من النباتات.Pseudomonas syringae وPseudomonas viridiflava من الأنواع الهامة الممرضة للنبات. عصوية الشكل، هوائية، متحركة بسوط قطبي وحيد. تنتجXanthomonas: صبغة صفراء (Xanthan) . تسببتبقعات الأوراق الوعائية (Vascular Leaf Spots) واللفحات (Blasts) والتقرحات (Cankers) والأعفان (Rots) في العديد من النباتات.Xanthomonas campestris وXanthomonas oryzae من الأنواع الهامة الممرضة للنبات. عصوية الشكل، لا هوائية اختيارية، متحركة بالأسواط المحيطية. تسببErwinia: الأعفان الطرية (Soft Rots) واللفحات النارية (Fire Blight) والذبول البكتيري (Bacterial Wilts) .Erwinia carotovora وErwinia amylovora من الأنواع الهامة الممرضة للنبات. عصوية الشكل، هوائية، متحركة بالأسواط المحيطية. تسببAgrobacterium: تدرن التاج (Crown Gall) في العديد من النباتات ثنائية الفلقة.Agrobacterium tumefaciens هو النوع الرئيسي الممرض للنبات. عصوية الشكل، هوائية، متحركة بالأسواط القطبية. تسببRalstonia: الذبول البكتيري (Bacterial Wilt) في مجموعة واسعة من النباتات.Ralstonia solanacearum هو النوع الرئيسي الممرض للنبات.
شعبة العَصَوَيات المُتينة (Phylum Firmicutes): تضم مجموعة من البكتيرياجرام موجبة (Gram-positive bacteria) . تتميز بـ:بكتيريا جرام موجبة .أشكال خلوية متنوعة (عصوية، كروية، خيطية) .أهم الأجناس الممرضة للنبات: عصوية الشكل، غير متحركة، جرام موجبة. تسببClavibacter: الأمراض الوعائية (Vascular Diseases) والتقرحات (Cankers) في بعض المحاصيل.Clavibacter michiganensis هو النوع الرئيسي الممرض للنبات. عصوية الشكل، هوائية أو لا هوائية اختيارية، متحركة بالأسواط المحيطية،Bacillus: مكونة للأبواغ الداخلية (Endospores) المقاومة للظروف القاسية . بعض الأنواع تسببأعفانًا (Rots) أوأمراضًا طفيفة (Minor Diseases) ، ولكن معظم أنواعBacillus ليست ممرضة للنبات، وبعضها يستخدم فيالمكافحة البيولوجية للأمراض النباتية .Bacillus subtilis وBacillus amyloliquefaciens تستخدم كمكافحة بيولوجية.
شعبة المُشَعَّيات (Phylum Actinobacteria): تضم مجموعة من البكتيرياجرام موجبة (Gram-positive bacteria) ، غالباً ما تكونخيطية الشكل (Filamentous) . تتميز بـ:بكتيريا جرام موجبة خيطية .تكوين خيوط فطرية (Mycelium-like growth) في بعض الأنواع.أهم الأجناس الممرضة للنبات: خيطية الشكل، هوائية، جرام موجبة،Streptomyces: منتجة للمضادات الحيوية (Antibiotics) . معظم أنواعStreptomyces ليست ممرضة للنبات، وبعضها يستخدم فيالمكافحة البيولوجية للأمراض النباتية .Streptomyces scabies هو النوع الرئيسي الممرض للنبات، ويسببالجرب الشائع في البطاطس (Potato Common Scab) .
شعبة الميكوبلازما (Phylum Mollicutes): تضمالفيتوبلازما والسبيروبلازما (Phytoplasmas and Spiroplasmas) ، وهي بكتيريابدائية النواة صغيرة جدًا، ليس لها جدار خلوي . تتميز بـ:بكتيريا بدائية النواة بدون جدار خلوي .صغيرة جدًا ومتعددة الأشكال (Pleomorphic) .إجبارية التطفل داخل الأنسجة الوعائية للنبات (Phloem) .تنتقل غالبًا بواسطة الحشرات (مثل نطاطات الأوراق) أو التطعيم .تسبب مجموعة واسعة من الأعراض تشمل الاصفرار، التقزم، التشوهات الزهرية، وتكاثر الأفرع الجانبية.أمثلة لأمراض تسببها الفيتوبلازما والسبيروبلازما: مرض اصفرار أستر (Aster Yellows)، مرض تدهور الحمضيات (Citrus Greening or Huanglongbing)، مرض تدهور جوز الهند القاتل (Coconut Lethal Yellowing).
الوصول والتحصين (Arrival and Inoculation): يصل اللقاح البكتيري (البكتيريا) إلى سطح النبات العائل أو إلى التربة بالقرب من الجذور.مصادر اللقاح البكتيري تشمل :بقايا النباتات المصابة: تحتوي على البكتيريا الممرضة.البذور والشتلات الملوثة: تحمل البكتيريا سطحيًا أو داخليًا.التربة: تحتوي على بكتيريا تعيش في التربة.الحشرات الناقلة: تنقل البكتيريا من نبات مصاب إلى نبات سليم.الماء: مياه الأمطار، الرياح، مياه الري تنقل البكتيريا.الأدوات والمعدات الزراعية الملوثة.
الدخول والاختراق (Entry and Penetration): تدخل البكتيريا أنسجة النبات العائل من خلالفتحات طبيعية أو جروح .طرق الدخول والاختراق تشمل :الثغور (Stomata): فتحات طبيعية على سطح الأوراق والسيقان.العديسات (Lenticels): فتحات في القلف الخارجي للسيقان والأغصان.الجروح (Wounds): جروح طبيعية أو مفتعلة على سطح النبات (ناتجة عن الحشرات، الرياح، العمليات الزراعية).الأزهار (Flowers): بعض البكتيريا تدخل النبات من خلال الأزهار (مثلErwinia amylovora في اللفحة النارية).
الاستيطان والتكاثر (Colonization and Multiplication): بمجرد دخول البكتيريا إلى الأنسجة النباتية، تبدأ فيالاستيطان والانتشار والتكاثر السريع في الفراغات بين الخلايا (Intercellular spaces) أو داخل الأوعية الناقلة (Vascular tissues) أو داخل الخلايا النباتية (Intracellularly في حالات نادرة). تتكاثر البكتيريابالانشطار الثنائي السريع في الظروف البيئية المناسبة (الرطوبة، درجة الحرارة المناسبة، توفر الغذاء).الإمراض وإظهار الأعراض (Pathogenesis and Symptom Development): تسبب البكتيريا الممرضة للنباتالأعراض المرضية من خلال آليات إمراض مختلفة (سيتم شرحها لاحقًا). تتنوع الأعراض التي تسببها البكتيريا وتشمل: تبقع الأوراق، الذبول، العفن الطري، التقرحات، التدرنات، اللفحات النارية.الانتشار (Dissemination): تنتشر البكتيريا من النباتات المصابة إلى النباتات السليمةبوسائل مختلفة ، مشابهة لطرق انتشار الفطريات، ولكنالماء يلعب دورًا أكبر في انتشار البكتيريا مقارنة بالهواء.طرق الانتشار الرئيسية للبكتيريا تشمل :الماء: مياه الأمطار، الرياح، مياه الري، الرذاذ المتطاير من الأمطار أو الري.الحشرات: الحشرات الناقلة تنقل البكتيريا من نبات مصاب إلى نبات سليم.الإنسان والحيوانات: الأيدي، الملابس، الأدوات الزراعية، الحيوانات يمكن أن تنقل البكتيريا.البذور والشتلات الملوثة. التربة (في بعض الحالات).
البقاء (Survival): تستطيع بعض البكتيريا البقاء على قيد الحياةفي غياب النبات العائل أو فيالظروف البيئية غير المواتية بين مواسم الزراعة.طرق البقاء تشمل :بقايا النباتات المصابة: البكتيريا يمكن أن تبقى حية في بقايا النباتات المصابة في التربة أو على السطح.التربة: بعض البكتيريا تعيش في التربة ككائنات رمية أو متطفلة على جذور النباتات الأخرى.العوائل البديلة: بعض البكتيريا يمكن أن تبقى على عوائل نباتية بديلة (مثل الأعشاب الضارة).البذور الملوثة: بعض البكتيريا يمكن أن تبقى داخل البذور أو على سطحها.الأبواغ الداخلية (Endospores): بعض أنواعBacillus تكون أبواغًا داخلية مقاومة للظروف القاسية، ولكن معظم البكتيريا الممرضة للنبات لا تكون أبواغًا داخلية.
الإنزيمات المحللة للأنسجة النباتية (Plant Tissue-Degrading Enzymes): تنتج البكتيريا الممرضة للنبات مجموعة من الإنزيمات التي تعمل علىتحليل المكونات الرئيسية لجدر الخلايا النباتية (مثل السليلوز، البكتين، الهيميسليلوز) والأنسجة النباتية الأخرى. هذه الإنزيمات تساعد البكتيريا على:الاختراق والانتشار في الأنسجة النباتية. الحصول على المواد الغذائية من الخلايا النباتية. إحداث أعراض مثل: العفن الطري، التحلل، التبقع، التقرح.خاصة الإنزيمات المحللة للبكتين (Pectinolytic enzymes) تلعب دورًا هامًا في الأعفان الطرية البكتيرية .
السموم البكتيرية (Bacterial Toxins): تنتج بعض البكتيريامواد كيميائية سامة (توكسينات) تضر بالخلايا النباتية وتسبب أعراضًا مرضية.السموم البكتيرية تختلف في تركيبها الكيميائي وآلية عملها . بعض السموم البكتيريةنوعية وتؤثر فقط على أنواع معينة من النباتات، بينما البعض الآخرغير نوعي ويؤثر على مجموعة واسعة من النباتات.أمثلة على تأثير السموم البكتيرية: تثبيط وظائف الخلية النباتية. تلف الأغشية الخلوية. تثبيط عملية التمثيل الضوئي. إحداث أعراض مثل: الذبول، التبقع، التقرح، اللفحة النارية.مثال على السموم البكتيرية: البكتريوسين (Bacteriocin) الذي تنتجه .Erwinia amylovora في اللفحة النارية
عديدات السكاريد الخارجية (Exopolysaccharides - EPS): تنتج العديد من البكتيريا الممرضة للنباتكميات كبيرة من عديدات السكاريد الخارجية (EPS) ، وهي مواد لزجة أو مخاطية تحيط بالخلايا البكتيرية وتتراكم في الأنسجة النباتية.عديدات السكاريد الخارجية تلعب دورًا في :الالتصاق بسطح النبات (Attachment). تكوين الأغشية الحيوية (Biofilms) التي تحمي البكتيريا من الظروف البيئية القاسية والمضادات الحيوية. سد الأوعية الناقلة (Vascular Occlusion) في النباتات المصابة بالذبول البكتيري، مما يعيق نقل الماء والمواد الغذائية ويؤدي إلى الذبول. مثال: عديدات السكاريد الخارجية التي تنتجها Ralstonia solanacearum في الذبول البكتيري.
نظام الإفراز من النوع الثالث (Type III Secretion System - T3SS): تمتلك العديد من البكتيريا الممرضة للنباتنظام إفراز متخصص من النوع الثالث (T3SS) ، وهو عبارة عنجهاز حقن جزيئي (Molecular Syringe) تستخدمه البكتيريالحقن بروتينات إفرازية (Effectors) مباشرة داخل الخلايا النباتية .بروتينات الإفرازية (Effectors) التي يتم حقنها بواسطة T3SS يمكن أن :تثبط آليات الدفاع النباتية. تغير العمليات الخلوية في النبات لصالح البكتيريا. تسبب أعراضًا مرضية. نظام الإفراز من النوع الثالث يعتبر آلية إمراض رئيسية في العديد من البكتيريا الممرضة للنبات، مثل Pseudomonas syringae ,Xanthomonas campestris ,Ralstonia solanacearum .
منظمات النمو النباتية (Plant Growth Regulators): تنتج بعض البكتيريامنظمات نمو نباتية غير طبيعية (مثل حمض الإندول الخليك، السيتوكينينات) أو تؤثر على توازن منظمات النمو النباتية الطبيعية في النبات. يمكن أن تؤدي هذه التغيرات في منظمات النمو إلىتشوهات في النمو مثل التدرنات والأورام (كما في تدرن التاج الذي تسببهAgrobacterium tumefaciens ).
اللفحة النارية في التفاح والكمثرى (Fire Blight of Apple and Pear): المسبب: البكتيريا جرام سالبةErwinia amylovora .الأهمية الوبائية: من أخطر الأمراض البكتيرية التي تصيب أشجار التفاح والكمثرى والسفرجل وغيرها من النباتات العائلة من العائلة الوردية (Rosaceae) . تسبب خسائر اقتصادية فادحة في إنتاج الفاكهة في العديد من المناطق حول العالم.الأعراض: الأزهار: تظهرأعراض الذبول والاسوداد والمظهر المحروق أو المتفحم (Fire Blight) على الأزهار، ثم تنتشر العدوى إلى الأفرع والأغصان الرئيسية والجذوع.الأفرع والأغصان: تظهرتقرحات غائرة (Cankers) على الأفرع والأغصان، تفرز منهاإفرازات بكتيرية لزجة (Bacterial ooze) في الظروف الرطبة، تجذب الحشرات وتساعد في انتشار البكتيريا. تلتف قمم الأفرع المصابة على شكلعصا الراعي (Shepherd's crook) .الأوراق: تذبل الأوراق وتتحول إلى اللون البني أو الأسود وتبقى ملتصقة بالأفرع الميتة.الثمار: تظهربقع مائية ثم بنية داكنة على الثمار ، وقد تتعفن.
الظروف البيئية الملائمة للوباء: الطقس الدافئ والرطب أثناء فترة التزهير (درجات حرارة 18-30 درجة مئوية ورطوبة عالية أو أمطار) . تعتبر فترة التزهير هي الفترة الأكثر حساسية للإصابة.طريقة الانتشار: الحشرات (خاصة النحل والذباب) تلعب دورًا رئيسيًا في نقل البكتيريا من الأزهار المصابة إلى الأزهار السليمة أثناء التلقيح . كما تنتشر البكتيريابالأمطار والرياح والرذاذ المتطاير والأدوات الزراعية الملوثة .المكافحة المتكاملة: استخدام أصناف مقاومة أو متحملة، التقليم الجراحي للأفرع والأغصان المصابة (في الشتاء الجاف)، إزالة وتدمير الأجزاء المصابة، تجنب الإفراط في التسميد النيتروجيني، المكافحة الحيوية باستخدام بعض البكتيريا المتنافسة، الرش الوقائي بالمضادات الحيوية (مثل الستربتومايسين) أو مركبات النحاس في فترة التزهير (يجب استخدامه بحذر لتجنب ظهور سلالات مقاومة للمضادات الحيوية).
الذبول البكتيري (Bacterial Wilt): المسبب: البكتيريا جرام سالبةRalstonia solanacearum . تعتبرمعقدة الأنواع (Species complex) وتضم عدة سلالات تختلف في نطاقها العائلي وشدة إمراضها.الأهمية الوبائية: من الأمراض البكتيرية المدمرة التي تصيب مجموعة واسعة جدًا من النباتات العائلة (أكثر من 200 عائلة نباتية) ، بما في ذلك المحاصيل الهامة مثل الطماطم، البطاطس، الباذنجان، الفلفل، الموز، الفول السوداني، التبغ، الزنجبيل. تسبب خسائر اقتصادية فادحة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية والدافئة حول العالم.الأعراض: الذبول المفاجئ والسريع للنبات بالكامل ، غالبًا بدون اصفرار الأوراق في البداية (على عكس الذبول الفيوزاريومي والفيرتيسيليومي الفطريين). قد يبدأ الذبول في الأوراق العلوية أولاً ثم ينتشر إلى النبات بأكمله.تغير لون الأوعية الناقلة في الساق والجذور إلى اللون البني عند قطع الساق عرضيًا.إفرازات بكتيرية لزجة (Bacterial streaming or ooze) تخرج من الأوعية الناقلة عند قطع الساق ووضعها في الماء النظيف (اختبار بسيط للتشخيص الحقلي).تعفن الجذور (Root rot) في المراحل المتقدمة من المرض.
الظروف البيئية الملائمة للوباء: التربة الدافئة والرطبة (درجات حرارة 25-35 درجة مئوية ورطوبة عالية أو ري مفرط) . تنتشر البكتيريا بشكل أفضل في التربة الرطبة والدافئة.طريقة الانتشار: البكتيريا تعيش في التربة لفترات طويلة (Soilborne pathogen) وتنتشرعن طريق التربة الملوثة، مياه الري الملوثة، الشتلات الملوثة، الأدوات والمعدات الزراعية الملوثة، النيماتودا، الحشرات، الفيضانات . تدخل البكتيريا إلى النباتات من خلال الجروح في الجذور أو السيقان.المكافحة المتكاملة: استخدام أصناف مقاومة أو متحملة (محدودة التوفر لمدى العائل الواسع)، الدورة الزراعية الطويلة (3-5 سنوات) بمحاصيل غير عائلة، تحسين الصرف والتهوية في التربة، تجنب الري المفرط، تعقيم التربة (تبخير أو تعقيم شمسي) في المشاتل، استخدام شتلات سليمة ومعتمدة، تطهير الأدوات والمعدات الزراعية، زراعة على مصاطب مرتفعة، المكافحة الحيوية باستخدام بعض الكائنات الحية الدقيقة المفيدة (محدودة الفعالية في الحقل).
التقرح البكتيري (Bacterial Canker): المسبب: مجموعة من البكتيريا جرام سالبة من جنسPseudomonas (مثلPseudomonas syringae pv.syringae ) أوXanthomonas (مثلXanthomonas citri pv.citri ). تختلف الأنواع والسلالات البكتيرية المسببة للتقرح البكتيري حسب نوع النبات العائل.الأهمية الوبائية: تصيب مجموعة واسعة من الأشجار والشجيرات والنباتات العشبية ، بما في ذلك الأشجار المثمرة (الحمضيات، الخوخ، الكرز، المشمش، الزيتون)، أشجار الغابات، نباتات الزينة. تسبب خسائر اقتصادية في إنتاج الفاكهة والأخشاب ونباتات الزينة.الأعراض: التقرحات الغائرة (Cankers) على السيقان والأغصان والجذوع. قد تكون التقرحاتمفتوحة أو مغلقة ، وقد تفرزإفرازات لزجة (Gummosis) في بعض الحالات. قد تتوسع التقرحات مع مرور الوقت وتطوق الساق أو الغصن، مما يؤدي إلى موته.التبقعات على الأوراق (Leaf Spots) ، غالبًا ما تكون محاطة بهالة صفراء.اللفحة النارية (Shoot blight) للأفرع الغضة في الربيع.تشوهات الثمار (Fruit lesions) في بعض الحالات (مثل تقرح الحمضيات).
الظروف البيئية الملائمة للوباء: الطقس البارد والرطب (درجات حرارة منخفضة ورطوبة عالية أو أمطار) ، خاصة فيفصل الربيع والخريف . الجروح والإصابات الصقيعية تزيد من حساسية النباتات للإصابة.طريقة الانتشار: البكتيريا تعيش على سطح النباتات (Epiphytic) أو داخل التقرحات (Endophytic) وتنتشربالأمطار والرياح والرذاذ المتطاير، الحشرات، الطيور، الأدوات والمعدات الزراعية الملوثة، الشتلات الملوثة . تدخل البكتيريا إلى النباتات من خلال الثغور والعديسات والجروح الطبيعية أو المفتعلة.المكافحة المتكاملة: زراعة أصناف مقاومة أو متحملة، التقليم الجراحي وإزالة الأفرع والأغصان المصابة (في الطقس الجاف)، تطهير الأدوات التقليم، حماية النباتات من الجروح والإصابات الصقيعية، الرش الوقائي بمركبات النحاس في الخريف والربيع (يجب استخدامه بحذر لتجنب تراكم النحاس في التربة)، تحسين التهوية والصرف حول النباتات.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق