Vliv teploty na růst mikroorganismů může být způsoben jejím přímým vlivem na rychlost chemických reakcí a na stav makromolekulárních složek buňky (viskozita membrány, konformace proteinů atd.). Na rozdíl od teplokrevných živočichů nemohou mikroorganismy regulovat svou teplotu. Jejich funkční aktivita je dána okolní teplotou.
Pro mikroorganismy, které žijí v chladném prostředí, je nejdůležitější přežít v obdobích, kdy fyzikální a chemické faktory prostředí brání růstu a metabolismu. Mikroorganismy, které rostou pouze v úzkém teplotním rozmezí, mohou přežít v podmínkách s velmi nestabilními teplotními charakteristikami pouze tehdy, mají-li speciální mechanismus, který jim zabraňuje umírat při extrémních teplotách; takovým mechanismem může být např. tvorba spor nebo cyst (Kashner D., 1981).
Při minimální teplotě a jejím dalším poklesu mikroorganismy zpravidla neumírají a mohou zůstat životaschopné po dlouhou dobu (například až do nástupu teplého období). Při nízkých teplotách se snižuje nejen rychlost růstu, ale také rychlost úhynu, a tudíž se zvyšuje míra přežití organismů. Mikroorganismy jsou schopny přežít v nestabilních, drsných prostředích ve stavu blízkém pozastavené animaci, jako jsou suchá antarktická údolí a zóny permafrostu, po tisíce let.
Podle moderních myšlenek se některé mikroorganismy mohou vyvíjet při nízkých teplotách díky následujícím vlastnostem:
1) buňky obsahují enzymy, které mají nízkou aktivační teplotu, a proto jsou schopny nejúčinněji fungovat při nízkých teplotách; při teplotách nad 30 °C tyto enzymy zastavují svou činnost;
2) propustnost membrán zůstává i přes nízkou teplotu vysoká díky velkému množství nenasycených mastných kyselin obsažených v lipidech, díky čemuž membrány nezamrzají;
3) schopnost tvořit polysomy při nízkých teplotách se neztrácí (S.P. Lyakh, 1976).
Adaptace na nízké teploty se projevuje změnami ve složení membrán (zvyšuje se obsah nenasycených mastných kyselin) a syntézou kryoprotektantů (například glycerolu). Další mechanismus je spojen s akumulací velkého množství nejdůležitějších enzymů v buňkách, takže i při suboptimálních teplotách jejich fungování umožňuje buňce udržet dostatečnou aktivitu.
Existují autochtonní populace mikroorganismů, které se vyznačují nízkou, ale konstantní úrovní aktivity a využíváním organických látek již přítomných v půdě pro výživu, a zymogenní populace, které se vyvíjejí, když se do půdy dostanou čerstvé sloučeniny, které mohou využít. Ve stabilních chladných podmínkách se vyskytují např. zástupci autochtonních a zymogenních populací. Na chladných stanovištích s nestabilními teplotními podmínkami, jako jsou horní vrstvy atmosféry nebo některé polární oblasti, kde mohou teploty v různých ročních obdobích kolísat od –50 do 5°C, je zastoupena převážně zymogenní populace. V nestabilních chladných podmínkách dochází k mikrobiální aktivitě pouze během krátkého období „tání“ v létě (v závislosti na teplotě a dostupnosti vody). Jak teploty klesají, organismy se musí dostat do fyziologického stavu, který jim umožňuje zůstat životaschopné, i když v klidu, po celou zimu. Zymogenní bakteriální populace v místech se stálými nízkými teplotami, jako je většina mořských vod a sedimentů pod termoklinou, si zachovávají schopnost dýchat i při teplotách, při kterých jsou jinak neaktivní. Přežití těchto organismů je určeno odlišným souborem faktorů ve srovnání s aktivní mikrobiální populací existující v drsných podmínkách. Autochtonní bakteriální populaci lze odlišit od zymogenní v chladných, stabilních teplotních prostředích na základě jejich teplotního rozmezí růstu. V chladných podmínkách s nestabilním režimem se vyskytuje pouze zymogenní populace. Zymogenní bakterie mají obecně široký rozsah růstových teplot, protože nejdůležitějším faktorem pro jejich přežití je účinný sekundární metabolismus, který musí probíhat při teplotách pod růstovým optimem.
Je dobře známo, že k rychlému růstu mikroorganismů v přírodě dochází v reakci na změny určitých fyzikálních faktorů, jako je teplota a vlhkost v nestabilních podmínkách nebo složení a koncentrace živin ve stabilních podmínkách. Po období aktivního růstu následuje lag fáze, během které mikroorganismy zjevně provádějí procesy sekundárního metabolismu, to znamená, že se přestanou dělit a tvoří syntetázy, které přeměňují primární metabolické produkty na sekundární. Sekundární metabolity zpravidla nemají biologickou aktivitu; některé z nich, jako antibiotika a toxiny, však mohou mít sekundární účinek, ale obvykle ne na buňky, které je tvoří, ale na jiné organismy. Dlouhodobé přežívání bakteriálních buněk je spojeno s úspěšným výskytem sekundárního metabolismu. Tvorba různých morfologických struktur, například spor v bacil, prodloužení „stonku“ Caulobacter crescentus, tvorba kokoidních buněk v Arthrobacter a příbuzných organismů, stejně jako výskyt cyst v Azotobacter spojené se sekundárním metabolismem.
Bylo zjištěno, že mikroorganismy nejlépe přežívají, pokud sekundární metabolismus probíhá za optimálních podmínek. Optimální podmínky pro sekundární metabolismus se vždy liší od optimálních podmínek pro růst a primární metabolismus. Zejména optimální teplota pro sekundární metabolismus je často 20 °C pod optimálním růstem odpovídajícího organismu a obvykle leží v relativně úzkém rozmezí 5–10 °C. Proto musí mít mikroorganismy dvě odlišná teplotní optima: jedno pro růst a druhé pro sekundární metabolismus; efektivní implementace posledně jmenovaného zajišťuje přežití.
Mikroorganismy izolované z chladných stanovišť s velmi nestabilními teplotními podmínkami jsou psychrotrofní. Jsou schopny růst při teplotách o 20 °C nebo více nad nejteplejší teplotou in situ. Přežití těchto organismů při teplotách pod jejich minimálním růstem je způsobeno sekundárními metabolickými procesy, které probíhají při teplotě několik stupňů pod teplotou růstu těchto organismů in situ a rozdíl mezi teplotou růstu a teplotou mrazu nepřesahuje 3–5 ° C. Sekundární metabolismus nastává těsně před zmrazením, v důsledku čehož se buňky dostávají do klidového stavu. Tento přechod je nezbytný, protože je zřejmé, že bakterie v logaritmické růstové fázi jsou citlivější na náhlé změny podmínek prostředí ve srovnání s buňkami v lag fázi.
Jednou ze zřejmých výhod, které mají psychrotrofní bakterie v chladných podmínkách, jak stabilních, tak nestabilních, je to, že in situ, při teplotách suboptimálních pro tyto bakterie, probíhají procesy primárního metabolismu velmi nízkou rychlostí, a proto jsou efektivnější. To je zvláště důležité kvůli nízkým úrovním živin, které se nacházejí v biotopech ve většině chladných oblastí, protože příliš rychlý metabolismus by vedl k rychlému vyčerpání dostupného zdroje potravy, což by způsobilo hladovění buněk a případnou smrt buněk. Zymogenní bakterie v mořích a oceánech proto někdy nevykazují aktivitu ve vodním sloupci nebo sedimentech, protože se obvykle nacházejí v mořských mikroprostředích, které se vyznačují stálým vysokým obsahem organických živin. Příklady takových mikrostavů zahrnují podmínky existující ve střevech ryb a bezobratlých, na povrchu mikro- a makrofytických rostlin a živočichů, ve vrstvě vody na povrchu osvětlené zóny a v některých mělkých sedimentech.
Psychrofilní mikroorganismy se nejčastěji vyskytují v mořích. Téměř všichni psychrofilové jsou reprezentováni gramnegativními tyčinkovitými formami. Psychrofilie gramnegativních bakterií je obvykle zvažována v souvislosti se speciálními vlastnostmi jejich membrán. To platí pro ty psychrofily, jejichž maximální teplota růstu je 10–15 °C. Bylo však nalezeno mnoho grampozitivních bakterií, které buď splňují definici psychrofilů, nebo mají maximální teplotu růstu jen mírně přesahující 20 °C (Kashner D., 1981).
V místech s nestabilně nízkými teplotami, jako je Antarktida, jsou gramnegativní bakterie a grampozitivní aerobní a anaerobní sporotvorné organismy vzácné. V oblastech se stabilně nízkými teplotami převládají mezi bakteriemi především gramnegativní tyčinkovité formy Pseudomonas, Vibrio a další jim blízké organismy, které mají oxidační aktivitu.
Mezi zástupce další třídy bakterií, které se vyskytují především v chladných a nestabilních teplotních podmínkách, patří grampozitivní koky a tyčinky, příbuzné především rodům Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Kurthia, Cellulomonas, stejně jako příbuzné organismy. Tyto bakterie převládají v antarktických a arktických půdách, jezerech, ledovcích, ledu a sněhu, stejně jako v ledových jeskyních a horních vrstvách atmosféry. Tyto organismy se vyznačují tím, že jsou schopny existovat ve velmi drsných podmínkách prostředí.
Arthrobacter a příbuzné organismy se vyznačují tím, že tvoří kokoidní buňky během stacionární fáze růstu nebo za podmínek hladovění. Některé druhy půdy Arthrobacter jsou schopny vydržet dlouhá období hladovění in situ, což vysvětluje jejich široké rozšíření v půdách při nestabilních nízkých teplotách. Jeden z typů Arthrobacter, žijící v mořích, má několik teplotních optim v oblasti růstu od přibližně 0 do 40 °. V blízkosti každého teplotního optima dochází u tohoto druhu k morfologickým změnám. Arthrobacter crystallopoietes schopné přežít déle v podmínkách hladovění než gramnegativní bakterie. Dlouhé přežití tohoto druhu je způsobeno jeho schopností endogenně metabolizovat v nepřítomnosti živin v prostředí.
Bylo zjištěno, že Corynebacterium erythrogenes na rozdíl od mořských psychrofilů zůstává životaschopný při teplotách o 3–5 °C vyšších, než je maximální teplota růstu.
Různé druhy bacil V polárních oblastech jsou poměrně vzácné, protože po vytvoření spor nemohou vyklíčit. Většina bakterií těchto druhů roste při 25–30 °C, ale jsou schopné sporulace při 0 °C (S.P. Lyakh, 1976).
Obsah
- Jak přezimují patogenní mikroorganismy zemědělských plodin?
- Kde přezimují houbové mikroorganismy, které způsobují nebezpečné choroby ovocných rostlin?
- Kde přezimují viníci chorob zeleniny?
- Jak dlouho jsou spory ohroženy?
Jak přezimují patogenní mikroorganismy zemědělských plodin?
Polovina ledna je ideální čas na prohlídku ovocných stromů a keřů během návštěvy na místě. Právě teď v bezlistém stavu můžeme pozorovat charakteristické příznaky infekce kulturních rostlin patogeny houbová a bakteriální onemocnění. Díky tomu budeme mnohem snazší vyvinout vhodný program preventivních a preventivních ošetření, abychom zajistili, že naše rostliny zůstanou v dobrém stavu a produkují vysoké výnosy.
Spadané ovoce a listí ponechané na zahradě, postižené
onemocnění, na jaře jsou zdrojem sekundární infekce.
Většina viníků choroby rostlin dobře přezimují v našich klimatických podmínkách a od brzkého jara se stávají zdrojem primárních infekcí, které mohou vést k výraznému snížení výnosu, pokud se nepoužívají ošetření pro omezení jejich výskytu na zahradě.
Kde přezimují houbové mikroorganismy?
, způsobující nejnebezpečnější choroby ovocných rostlin?
Pod povrchem půdy čeká na chladné období zimy většina druhů hub odpovědných za ztrátu zásoby vody v rostlině způsobující komplex příznaků běžně známých jako vadnutí, stejně jako houby a bakterie, které způsobují hnilobu kořenů. . Vzhledem k tomu, že u tohoto typu víceletých plodin je velmi obtížné provést správné střídání plodin, je profylaktická výsadba mladých ovocných stromů a keřů možná pouze po ponoření jejich kořenů na několik minut do roztoku měďnatých přípravků.
Na bezlistých výhonech stromů a keřů nyní můžete vidět léze, ve kterých přezimuje mycelium nebo kolonie patogenních bakterií. Také na povrchu takto změněných výhonků můžete vidět nahromadění sporotvorných forem, které se stanou zdrojem prvních infekcí, jakmile se příroda začne oživovat. Průhledná nekróza výhonků indikuje přítomnost jedné nebo více chorob kůry , jako je gangréna, bakteriální rakovina ovocných stromů, monilióza a dokonce i popáleniny.
Brown pruhy po celé délce výhonku malinyje to známka útoku zločince, který způsobil odumírání výhonků malin. Špatný růst ovocných stromů a výskyt malých, světle zbarvených, dlaždicovitých plodnic na výhonech jsou příznaky houbové infekce, která způsobuje stříbřité zbarvení listů ovocných stromů.
Dalším zimovištěm pro viníky chorob ovocných rostlin jsou mrtvé, sušené plody, porostlé myceliem patogenu . Tyto struktury jsou typickými zimovišti pro patogeny hnědé hniloby jádrovin a peckovin, moniliózy lísky a šedé hniloby. Pokud takto mumifikované plody vidíme na stromech na zahradě, je třeba je sesbírat a zlikvidovat, nejlépe spálit.
Kde přezimují viníci chorob zeleniny?
Obrovská skupina houbových patogenů, patogenních bakterií a rostlinných virů čeká na zimní období v cibulích nebo semenech infikovaných během posledního vegetačního období , které je potřeba na jaře znovu vysadit. Tato metoda je typická pro mnoho nebezpečných původců chorob rajčat (rajčatová mozaika způsobená viry, bakteriální rakovina nebo plíseň rajčat způsobená velmi životaschopnými bakteriemi, které si uchovávají schopnost infekce více než 15 let) a fazolí (kroužková bakterióza fazolí a fazolí). běžná mozaika způsobená viry). Cibule určená k jarnímu výsevu na pole může přezimovat podhoubí původce plísně révové, houbové choroby, která je obtížně kontrolovatelná a způsobuje velké škody na úrodě této zeleniny.
Dalším místem, kde patogenní mikroorganismy nacházejí příznivé podmínky pro přezimování, jsou zbytky napadených rostlin ponechané na poli. Na zimu tak čeká mnoho druhů bakterií, včetně těch, které mají na svědomí výskyt černé a mokré hniloby zelí během vegetace. Tento způsob přezimování je oblíbený i mezi houbovými patogeny, kterým vděčíme za vznik takových chorob, jako je šedá hniloba, mrkev Alternaria, kartáčovka řepná, plíseň hrachová nebo Alternaria rajčete.
Mnoho patogenů může přežít v jiných organismech a čekat na výskyt rostlinných hostitelů na místě nebo zemědělské půdě. Významnou roli zde hrají plevele a víceleté rostliny. Vlaštovičník může například přezimovat virus zodpovědný za okurkovou mozaiku. Velmi nebezpečnými viníky zelné syfilis jsou zase brukvovité plevele a divoká lilek jsou viry, které způsobují různé druhy skvrn a mozaik na rajčatech, paprikách a lilku.
Pachatelé chorob zeleniny mohou také hibernovat v. hmyzu! Mezi hmyzí hostitele patří mšice, třásněnky a listonohy, které šíří mnoho rostlinných virů, které jsou škodlivé pro plodiny zeleniny. Zde stojí za to dodat, že v přírodě existuje určitá skupina virů, které se poté, co vstoupily do těla mšic s mízou infikované rostliny, usadily v těle hostitele a množily se tam. Tělo hmyzu se tak stává zdrojem infekce, jakmile mšice propíchne svůj chobotnice do tkáně zdravé rostliny, aby se nakrmila.
Jak dlouho jsou spory ohroženy?
Výtrusné formy vzniklé bezprostředně před nástupem nepříznivých podmínek prostředí (tedy před nástupem zimy) mohou zůstat v klidový stav až 10 let.než ztratí schopnost infikovat hostitelskou rostlinu. Různí viníci mají samozřejmě různou délku života. Například u tvarohové hniloby jsou to 3 roky a u zelné syfilis dokonce 8 až 9 let. Rostlinné viry přenášené hmyzem sajícím šťávu jsou na tom podobně – některé jsou schopny infikovat jiné rostliny jen několik hodin po vstřebání hmyzem, jiné se v něm množí po celý život. Zde stojí za zmínku, že správně provedený výsev po sklizni, správné střídání plodin zeleniny, správný výběr odolných odrůd, regulované pH půdy a ničení všech napadených částí rostlin výrazně snižují výskyt chorob v následujících vegetačních obdobích.
