DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 41 <-- 41 --> PDF |
PREGLEDNI ČLANCI - REVIEWS Šumarski list br. 3-4, CXXVI (2002), 155-163 UDK 630* 449 FITOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA PHYTOPLASMA DISEASES OF FOREST TREES Nikola JURETIĆ*, Martina ŠERUGA*, Dijana ŠKORIĆ* SAŽETAK: Od 1967. godine poznati su novi prokariotski mikroorganizmi koji uzrokuju biljne bolesti. To su fitoplazme - mikroorganizmi koji su ranije bili poznati pod nazivom "mikoplazmama slični organizmi" (mycoplasma like organisms, MLOs). Ti mikroorganizmi uzrokuju bolesti na mnogim biljnim vrstama. Fitoplazme se razlikuju od bakterija u prvom redu po tome što nemaju staničnu stijenku, i što se ne mogu kultivirati in vitro. U prirodi se fitoplazme prenose insektima, a domaćini su im i zeljaste i drvenaste biljke. Nađene su i na šumskim drvenastim vrstama na kojima uzrokuju karakteristične bolesti. U članku su prikazane osnovne osobine fitoplazmd te metode s pomoću kojih se one detektiraju i identificiraju. Uz pregled fitoplazmatskih bolesti šumskog drveća u svijetu, u članku je riječ i o dosadašnjem istraživanju fitoplazmd u Hrvatskoj. Spomenuta je mogućnost zaraze šumskog drveća spiroplazmama - prokariotskim mikroorganizmima koji jako sliče fitoplazmama, a koji su zasad nađeni samo u zeljastim biljkama. Ključne riječi: fitoplazme, šumsko drveće, spiroplazme, bolest, provodno tkivo UVOD - Introduction Opće je poznato da je i šumsko drveće podložno traživane fitoplazmatske bolesti zeljastih biljaka te one različitim bolestima. Uz viruse, a vjerojatno i viroide, koje napadaju vinovu lozu i neke voćke (Panjan šumske drvenaste biljke napadaju i brojni različiti 1948; Miličić 1964; Grbelja i Lj ubešić 1975). mikroorganizmi. Medu tim mikroorganizmima su i Sto se tiče istraživanja fitoplazmatskih bolesti šumskog prokariotski organizmi koji sliče mikoplazmama -drveća u nas, može se reći da su učinjeni tek prvi koraci, organizmima za koje se već dugo zna da napadaju krai to zahvaljujući članovima Virološkog laboratorija Prilješnjake. Ti prokariotski biljni patogeni zbog velike rodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu, koji su sličnosti s mikoplazmama donedavno su bili poznati nedavno detektirali fitoplazme i u nekim drvenastim pod nazivom mikoplazmama slični organizmi te su se šumskim vrstama. Povezano s tim, u ovom ćemo članku označavali kraticom MLOs (od engl. mycoplasma like dati kratak pregled činjenica do kojih se dosad došlo u organisms). Godine 1994. MLOs - organizmi su dobili sveukupnom istraživanju fitoplazma i fitoplazmatskih naziv fitoplazme (Sears iKirkpatrick 1994). bolesti, posebice onih koje se odnose na fitoplazme ot krivene u šumskom drveću. Ukazujući na važnost fito Fitoplazmatske bolesti istražuju u svijetu mnogi plazmatskih bolesti šumskog drveća, namjera nam je fitopatolozi. Za razliku od toga, istraživanje tih bolesti u potaknuti naše fitopatologe da više pozornosti, nego što nas tek je sporadično: najviše su dosad u Hrvatskoj is je to bio slučaj do sada, posvete tim biljnim bolestima. Istraživanja fitoplazma zasigurno su danas opravdana jer je nesumnjivo da i fitoplazmatske bolesti, zajedno s drugim stresnim čimbenicima, pridonose današnjem * Prof. dr. se. Nikola Juretić, propadanju šuma. U ovom ćemo članku spomenuti i * Martina Šeruga, dipl. ing., spiroplazme, najuže srodnike fitoplazma, kao moguće * Dr. se. Dijana Skorić, Biološki odsjek PMF-a, Marulićev trg 20/11, 10 000 Zagreb. uzročnike bolesti šumskog drveća. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 42 <-- 42 --> PDF |
N. Juretić. M. Šeruaa. D. Škorić: FITOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4, CXXV1 (2002). 155-163 OSNOVNI PODACI O FITOPLAZMAMA Basic data on phytoplasmas Fitoplazme su, kako je naprijed rečeno, mikroorganizmi koji jako sliče mikoplazmama - prokariotskim organizmima za koje se od 1898. godine zna da napadaju animalne organizme: mikoplazme napadaju čovjeka i druge kralješnjake na kojima najčešće uzrokuju ozbiljne upale pluća (pneumonije). Dugo se nije znalo postoje li slični organizmi koji bi napadali biljke. No, odavno su biljni patolozi, osobito virolozi, istražujući virusne bolesti biljaka, zapazili neke posebne biljne bolesti za koje su držali, unatoč tomu što su se razlikovale od tipičnih virusnih bolesti, da ih uzrokuju neki nepoznati virusi. Međutim, nikako im nije polazilo za rukom identificirati te "viruse". Teškoća je bila u tome što iz takvih bolesnih biljaka nisu uspijevali izolirati virusne čestice. Ne sumnjajući u virusnu etiologiju tih bolesti,smatrali su da su ti virusi jako nepostojani pa da se stoga pri izoliranju raspadaju. Najznačajnija je takva bolest žućenje listova (žutice) ili pozelenjavanje cvjetnih dijelova te sterilnost cvjetova (bolest stolbur). Godinama su biljni virolozi istraživali te bolesti i govorili o tzv. virusima žutica odnosno virusu stolbura. To je trajalo sve do 1967.godine, dok japanski istraživač Y. Do i sa suradnicima nije otkrio da se u takvim bolesnim biljkama nalazi mnoštvo jednostaničnih mikroorganizama (si. 1) koji gotovo začepe provodne dijelove žila (sitaste cijevi) preko kojih biljka opskrbljuje svoja tkiva hranivima stvorenim fotosintezom (Doi i sur. 1967). Eksperimentalno je potvrđeno da ti mikroorganizmi, a ne virusi, uzrokuju na biljkama žutice i bolest stolbur. Ti su mikroorganizmi po svemu jako nalikovali mikoplazmama, pa su im zbog toga i dali ime organizmi slični mikoplazmama. Kako je već spomenuto, danas te prokariotske organizme znamo pod nazivom fitoplazme. SI. 1. Elektronskomikroskopska snimka fitoplazma (F) u sitastoj cijevi vrste Vinca rosea (poprečni presjek); manja slika desno dolje - fitoplazme povećano. Fig. 1. Electron micrograph of phytoplasmas (F) in phloem cell (cross section) of Vinca rosea: inset, phytoplasmas enlarged. Prema suvremenoj klasifikaciji organizama, prema kojoj su organizmi podijeljeni u tri carstva (Bacteria, Archaea, Eucaria), fitoplazme pripadaju carstvu Bacteria (pravi prokarioti) čiji su tipični predstavnici prave bakterije (Eubacteria). Među više razreda unutar Eubacteria nalazi se i razred Mollicutes, koji obuhvaća više prokariotskih rodova među kojima i rod Mycoplasma (mikoplazme), čiji predstavnici napadaju animalne organizme, ali i rod Phytoplasmae (fitoplazme), čiji predstavnici napadaju biljke. Dakle, fitoplazme o kojima je u ovom članku riječ pripadaju istom razredu organizama kojemu i mikoplazme. Svi pripadnici razreda Mollicutes predstavljaju najmanje poznate žive stanice koje danas znamo, što znači da su manje i od najsitnijih tipičnih bakterija (Gibbs i Harrison 1976; Gundersen i sur. 1994) i jednostavnije su građe od pravih bakterija. Za razliku od bakterija, ti organizmi nemaju staničnu stijenku. Na površini njihove stanice nalazi se samo troslojna lipoproteinska membrana debela oko 10 nm. Stanice mikoplazma i fitoplazma promjenljiva su oblika, ali su ipak najčešće okruglaste (si. 1). Promjer im se kreće od 200 do 1100 nm. To su organizmi koji se građom najviše približavaju bakterijama tipa Clostridium. Karakteristično je za njih da ne mogu sintetizirati peptidoglikan (spoj izgrađen od N-acetilglukozamina i N-acetil-muraminske kiseline, čijom polimcrizacijom nastaje mukopeptid koji je bitni sastojak bakterijske stanične stijenke). Mikoplazme imaju ribosome bakterijskog tipa te obje nukleinske kiseline - DNA i RNA. Njihova DNA ima oblik dvolančane prstenaste molekule, čija je molekulska masa oko 5xl0!, što je gotovo upola manje od genoma većine bakterija. Mikoplazme i fitoplazme otporne su na penicilin (jer nemaju staničnu stijenku), ali ne i na tetraciklinske antibiotike. Zanimljivo je spomenuti da se u razmatranjima koja se bave molekularnom evolucijom organizama navodi daje moguće da su pripadnici razreda Mollicutes vjerojatno oni organizmi kod kojih je prvi put nasljedna tvar umjesto molekule RNA postala molekula DNA. Naime, molekularna evolucija drži da su u prapovijesti života prvi organizmi za nasljednu tvar imali molekulu RNA, koja je kasnije, u tijeku evoluci je, svoju ulogu nasljedne tvari prepustila molekuli DNA. Neki su mišljenja da se ta "primopredaja" nasljedne funkcije zbila upravo kod pripadnika razreda Mollicutes. Unatoč velikim sličnostima koje u pogledu građe postoje između mikoplazma i fitoplazma, među tim organizmima postoje značajne fiziološke razlike. Na primjer, mikoplazme ne mogu zaraziti biljke, a fitoplazme ne mogu zaraziti kralješnjake. Razlika među nji |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 43 <-- 43 --> PDF |
N. Juretić, M. Šeruga, D. Škorić: FITOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4, CXXVI (2002), 155-163 ma je i u tome što biljne fitoplazme dolaze unutar stanice domaćina (intracelularno), dok mikoplazme dolaze izvan stanica domaćina (ekstracelularno). Razlika je i u načinu prijenosa u prirodi: dok se mikoplazme prenose probavnim traktom, fitoplazme se rasprostranjuju u prirodi različitim vrstama člankonožaca, u prvom redu nekim kukcima koji se hrane biljnim sokom (Tsai 1979). Značajna je razlika između miko plazma i fitoplazma i u tome što se mikoplazme mogu, a fitoplazme ne mogu kultivirati in vitro, npr. na agarskoj podlozi, pa otuda i velike teškoće u istraživanju fitoplazma. Fitoplazme uzrokuju različite bolesti i na zeljastim i na drvenastim biljkama. Najčešće u biljkama ti mikroorganizmi okupiraju provodne elemente, osobito floem. KAKO SE FITOPLAZME OTKRIVAJU U BILJKAMA? Methods in phytoplasma detection Razvijeni su različiti postupci kojima se fitoplazme detektiraju. Ti se izuzetno sitni mikroorganizmi mogu u biljci otkriti elektronskomikroskopskom analizom ultratankih presjeka floemskog tkiva (si. 1). Fitoplazmatsku zarazu moguće je utvrditi i fluorescentnim mikroskopom: presjeci floemskog tkiva obraduju se fluorescentnim bojama koje se vežu na fitoplazmatsku DNA; pod utjecajem UV-zraka te boje fluoresciraju prepoznatljivom svjetlošću. U tu svrhu najčešće se koristi tzv. DAPI-test, u kojem se kao boja koristi 4´, 6-diamidin-2-fenilindol 2 HC1. Pod utjecajem UVzraka obojena fitoplazmatska DNA se u sitastim cijevima vidi u obliku plavobijelih nakupina (Sinclair i sur. 1996). Razlikovanje pojedinih fitoplazma i njihova klasifikacija osnivala se ranije na specifičnom prijenosu vektorima, krugu domaćina i na osnovi karakterističnih simptoma na nekim domaćinskim biljkama. No, prije desetak godina u detekciju i identifikaciju fitoplazmatskih bolesti uvedene su molekularne tehnike. Načelno, tim se tehnikama otkrivaju i uspoređuju geni koji su zajednički različitim fitoplazmama (konzervirani geni). Najčešće se otkriva i uspoređuje fitoplazmatski gen koji kodira 16 S ribosomsku RNA. Taj gen imaju sve fitoplazme, ali stoje važno nemaju ga biljke (Seemiiller i sur. 1994; Lee i sur. 1993). Najprije se lančanom reakcijom polimeraze (metoda PCR) uz korištenje specifičnih početnica umnožava (amplificira) nukleotidni slijed koji kodira 16 S ribosomsku RNA. Kad se dobije u zadovoljavajućim količinama, nukleotidni slijed (gen) analizira se tako, da se specifičnom endonukleazom cijepa na manje segmente. Karakteristično je da će se gen jedne fitoplazme pod utjecajem određene endonukleaze cijepati na posve određeni broj segmenata koji će biti različitih, ali posve određenih duljina. Nakon cijepanja endonukleazom, dobiveni nukleotidni segmenti se separiraju gel-elektroforezom te se analizira njihov polimorfizam (tzv. metoda RFLP). Ako se u elektroforezi usporede nukleotidni segmenti npr. dviju fitoplazma koje pripadaju dvjema različitim fitoplazmatskim skupinama, vi djet će se da one imaju različite RFLP-profile, tj. razlikovat će se po elektroforetskim vrpcama (si. 2). SI. 2. Razlikovanje (identifikacija) fitoplazma pomoću elektroforeze, i to na osnovi utvrđivanja različitih dužina fragmenata gena za 16S rRNA koji su dobiveni cijepanjem istim restrikcijskini enzimom. (S - kontrola, A, B, C, D - istraživani uzorci, bp - parovi baza). Fig. 2. Differetiation of phytoplasmas based on restriction fragment length polymorphisms of the 16S ribosomal RNA gene; this gene (DNA) was amplified by polymerase chain reaction (using specific primers) and digested by restriction endonucleases. DNA bands were separated by acrylamid gel electrophoresis. (S - control phytoplasma, A, B, C, D samples of investigated phytoplasmas, bp - base pairs). |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 44 <-- 44 --> PDF |
N. Jurctić. M. Seruga. D. Škorić: F1TOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4, CXXVI (2002), 155-163 OPĆENITO O FITOPLAZMATSKIM BOLESTIMA Generally on phytoplasma diseases Od 1967. godine kad su fitoplazme prvi put otkrivene (Doi i sur. 1967), ti su patogeni nađeni u mnogim zeljastim i drvenastim biljkama. Prema Marwitzu (1990) fitoplazme su otkrivene u preko 400 biljnih vrsta, iz otprilike 100 različitih botaničkih porodica. No, prema najnovijim podacima ti su biljni patogeni otkriveni u preko 600 biljnih porodica. Osobito je velik broj fitoplazmatskih bolesti opisan na zeljastim biljkama. U novije se vrijeme sve više tih bolesti otkriva i u drvenastim biljkama. Fitoplazme uzrokuju nekoliko karakterističnih biljnih bolesti. Moguće je da pod utjecajem fitoplazma listovi požute, pa se te bolesti nazivaju žuticama (si. 3). U SI. 4. Pod utjecajem fitoplazme cvjetni dijelovi vrste Gossypiumnekim slučajevima biljke izrazito zakržljaju. Kod nekih sp. (pamuk) pozelenjavaju i poprimaju oblik lista (filodiji) biljaka fitoplazme uzrokuju pozelenjavanje latica te tvore čuperke lisnih izbojaka (desno zdrava biljka). Fig. 4. Gossypium sp. with "cotton virescence" caused by phyto (virescencija) tako da se one transformiraju u obične plasma: note greening and phyllody of floral parts, and listiće (filodije). Takvi cvjetovi postaju sterilni (si. 4). elongation and development of flowers into leafy sprouts Nerijetko glavni simptom fitoplazmatske bolesti jest (right, a normal flower). tzv. sindrom vještičine metle; taj je simptom dobio naziv po tome što se na stablu bolesnih biljaka vide guste nakupine bočnih izbojaka koje sliče metličastim tvorbama (si. 5; 6 E, D; 7). Do takvog nakupljanja izbojaka dolazi zbog izrazito jake proliferacije bočnih grančica na stabljici (stablu). Na drvenastim biljkama fitoplazme mogu uzrokovati, osim žutica i sindroma vještičine metle, i prozirnost krošnje (si. 8) te ranije otpadanje lišća (si. 6 B, C). Istraživanja su pokazala da fitoplazmatske infekcije mogu kod nekih drvenastih vrsta znatno smanjiti prirast drvne mase. To je opaženo npr. kod zaraženih primjeraka bijelog i zelenog jasena (si. 9) iako SI. 3. Dvije grančice vrste Fraxinus americana čiji su listovi žuti i smanjeni: zbog proliferacije bočnih grančica stvorene su metličaste tvorbe, bolest poznatu pod nazivom sindrom vještičine metle; lijevo gore zdravi list radi usporedbe. Fig. 3. Ash witches´ broom: Fraxinus americana showing chloroSI. 5. Metličaste tvorbe na stablu vrste Carya pecan koje je inficisis, diminished leaf size and branch proliferation; backrano fitoplazmom. ground left, healthy leaf. Fig. 5. Witches´ broom in Carya pecan infected by phytoplasma |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 45 <-- 45 --> PDF |
N. Juretić. VI. Šcruga, D. Škorić: FITOPLAZMATSKK BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4, CXXVI (2002), 155-163 je osjetljivost pojedinih stabala iste vrste na fitoplazmatsku infekciju varirala (Sinclair i sur. 1993). Simptomi koje uzrokuju fitoplazme posljedica su djelovanja fitoplazmatskih toksina i hormonalnih poremećaja u biljci. Osim toga, fitoplazme se mogu u biljnoj stanici toliko razmnožiti da ih je u sitastim cijevima toliko da spriječe protok hranjivih tvari pa je neminovna posljedica žućenje listova. Fitoplazme se u inficiranoj biljci ne šire u sva tkiva: gotovo da isključi- Sl. 6. Simptomi bolesti koje na jasenu uzrokuju fitoplazme: A zdravo stablo bijelog jasena u jesenskim bojama; B, C, D, F - simptomi koje na bijelom jasenu uzrokuju fitoplazme: B čuperci lišća na usporeno rastućim granama, C - poremećeni rast grana, D - tipične metličastc tvorbe u kojima se umjesto normalnih složenih listova pojavljuju jednostavni listovi, E - metličastc tvorbe na stablu zelenog jasena, F metličaste tvorbe uzrokovane fitoplazmatskom zarazom i pucanje kore koje je posljedica oštećenja kambija nastalog zbog niskih temperatura. Fig. 6. A - Healthy white ash in autumn color; B, C, D, E, F - symptoms of ash yellows: B - tufted foliage on slowly growing twigs of white ash, C - deliquescant branching on white ash, D -witches´-brooms with simple leaves on white ash sapling, E - witches´-brooms on green ash, F - witches´-brooms and split bark caused by frost damage to the cambium of a white ash. vo dolaze u provodnom tkivu, i to najviše u floemu (si- taste cijevi) i floemskom parenhimu (si. 1). Već je spomenuto da se fitoplazme u prirodi prenose raznim člankonošcima, u prvom redu insektima koji se hrane biljnim sokom (neke cikade, stjenice i lisne buhe). Može ih prenositi i parazitska biljka vilina kosa (Cuscuta spp.). Osim toga fitoplazme je moguće prenijeti i cijepljenjem. Što se tiče zaštitnih mjera u suzbijanju fitoplazmatskih bolesti, najvažnije su preventivne mjere: selekcija zdravog sadnog materijala, suzbijanje prenositelja (vektora) i stvaranje na njih otpornih biljnih kultivara. Moguće su (uz uvjet isplativosti) i terapijske mjere: upotreba tetraciklinskih antibiotika te držanje zaraženih biljaka duže vrijeme na 40 °C (fitoplazme su razmjerno termolabilni organizmi). SI. 7. Metličaste tvorbe na jorgovanu koje uzrokuju fitoplazme: A - čuperci lišća i sušenje grana, B - metličaste tvorbe koje čine grane u blizini vrata korijena. Fig. 7. Lilac witches´-broom on lilac: A - tufted foliage and die back, B - dense brooms near the root collar. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 46 <-- 46 --> PDF |
N. Juretić. M. Šeruga, D. Skorić: FITOPLAZMATSKE BOLHST1 ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4. CXXVI (2002), 155-163 ŠUMSKO DRVEĆE NA KOJEMU SU DO SADA U SVIJETU NAĐENE FITOPLAZME Phytoplasmas found in forest trees of the world Do sada su fitoplazme nađene u šumskom drveću blage i da one rijetko same uzrokuju propadanje drveća koje pripada u 16 biljnih porodica, odnosno u 25 bilj( Hibben iFranzen 1989; Griffiths i sur. 1994). nih rodova (Mittempergher i sur. 2000; vidi tabliNo, fitoplazmatske infekcije oslabljuju biljke koje cu). Što se tiče izražajnosti fitoplazmatskih bolesti na zbog toga postaju znatno osjetljivije na druge biotičke i šumskom drveću, može se reći da su najčešće te bolesti abiotičke stresove. Tablica 1. Šumsko drveće u kojem su otkrivene fitoplazme * Table 1 Forest trees in which phytoplasmas have been detected * Porodica Vrsta Geografsko područje Autori Quercus spp. Europa 1987, Ploaie i sur.; 1994, Ahrens i Seemuller Fagaceae Castanea spp. Japan 1974, Okudaisur. Fagus sylvatica Europa 1988, Parameswaran i Liese Salicaceae Populus spp. Salix spp. Europa Italija 1986, Sharma i sur; 1997, Berges i sur. 1972, Holmes i sur; 1989, Seemuller Betulaceae Alnus spp. Europa 1991, Lederer i sur; 1994, Marcone i sur. Fraxinus spp. Sj. Amerika 1971, Hibben lVVolanski Oleaceae Ligustrum spp. Daleki istok 1989, ChaeiiKim Syringa spp. Sj. Amerika 1986, Hibben i sur. Ulmaceae Ulmus spp. Celtis spp. SAD, Europa Europa 1981, Sinclair; 1981, Piši i sur. 1996, Bertaccini i sur. Juglandaceae Juglans spp. Carya illinoensis SAD SAD 1976, Seliskar 1974, Seliskar i sur. Leguminosae Robinia pseudoacacia Cercis siliquastrum SAD, Italija Italija 1973, Seliskar i sur; 1989, Seemuller 1999, Del Serrone i Pilotti Myrtaceae Eucalyptus spp. Indija, Italija Srednji istok 1980, Ragozzino i Cristinzio 1987, Ali i sur; 1996, Marcone i sur. Caprifoliaceae Sambucus spp. Europa 1992, Lederer i Seemuller Bignoniaceae Paulownia spp. Daleki istok 1967, Don sur. Moraceae Morus spp. Daleki istok 1967, Doiisur. Rhamnaceae Zizyphus juyuba Koreja, Indija 1979, La i Chang Meliaceae Melia azedarach J. Amerik 1989, Brune Santalaceae Pinaceae Santalum album Pinus spp. Larix decidua Indija Španjolska, Afrika Europa 1989, Huli i sur. 1988, Castro i sur.; 1989, Gopo i sur. 1976, Nienhaus i sur. Cupressaceae Chamaecyparis spp. Callitris spp. Kina Kina, Afrika 1990, Ding i Chen 1989, Gopo i sur. Prema Mittempergher i sur. (2000) ISTRAŽIVANJA FITOPLAZMA U HRVATSKOJ Investigations of phytoplasmas in Croatia Istraživanja fitoplazma u Hrvatskoj započela su čegodina istražuju se mikoplazme vinove loze i voćaka trdesetih a intenzivirala se šezdesetih godina prošlog (Šarić 1977), posebno jabuke i kruške (Šarićstoljeća. Počelo se s istraživanjima fitoplazma zeljastih Cvj etković 1985). U najnovije vrijeme pojačano se biljaka, i to istraživanjem fitoplazmatske bolesti duhau našoj zemlji istražuju fitoplazme vinove loze, koje na na poznate pod nazivom stolbur (Panj an 1948). Natoj važnoj kulturi uzrokuju izrazito žućenje lista (žutica kon toga uslijedila su istraživanja fitoplazmatskih bovinove loze; Seru ga i sur. 2000). Cilj tih istraživanja lesti nekih drugih biljaka (M i 1 i č i ć 1964; P1 a v š i ć -je utvrditi geografsko rasprostranjenie fitoplazmatskih B a n j a c 1967). Detaljno su istraživane fitoplazmatske bolesti na vinovoj lozi u nas, te na osnovi molekularnobolesti djeteline (Grbelja i Ljubešić 1975) i rajčibioloških osobina klasificirati nađene fitoplazme u poce (Panj an i sur. 1970). Sedamdesetih i osamdesetih stojeće klasifikacijske skupine (S ine 1 air i sur. 1996; |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 47 <-- 47 --> PDF |
N. Jurctić. M. Seruga, D. Škorić: FITOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3 4. CXXVI (2002), 155-163 Gunderse n i sur. 1994). U Virološkom laboratoriju našem šumskom drveću. Preliminarni detekcijski posPrirodoslovno- matematičkog fakulteta Sveučilišta u tupci pokazali su da su fitoplazme u nas prisutne i u neZagrebu počela su nedavno i istraživanja, čiji je cilj kim šumskim drvenastim biljkama. Rezultati tih istrautvrditi u kojoj su mjeri fitoplazme rasprostranjene u živanja u pripremi su za tisak. SPIROPLAZME KAO MOGUĆI UZROČNICI BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Spiroplasmas as possible pathogens of forest trees Kad se govori o fitoplazmama i fitoplazmatskim bolestima, obično se spominju i spiroplazme koje također napadaju biljke. Spiroplazme na biljkama uzrokuju bolesti koje jako sliče onima fitoplazmatske etiologije. Ti su mikropatogeni otkriveni 1972. godine, kada je jedna skupina američkih istraživača, koja je istraživala fitoplazme, otkrila u oboljelim primjercima naranče i kukuruza naročite prokariotske mikroorganizme, koji su imali oblik dugačkih spiralnih niti: izgledali su poput neke izdužene opruge (si. 10 A, B, C). Zbog takvog izgleda dali su im ime spiroplazme. Zapaženo je da se ti mikroorganizmi odlikuju zanimljivom osobinom -SI. 9. Pad prosječnog prirasta drvne mase stabala jasena koja su pokretljive su. Ako se nadu u tekućem mediju, zmijoli-bila inficirana fitoplazmama (W - bijeli jasen, G - zeleni jasen) u SAD-u. Praćenje radijalni rast u odnosu na zdrava ko se i brzo kreću. Unatoč nekim specifičnostima, spi stabla u istoj populaciji; nepoznata je godina kad su stabla roplazme imaju mnogo zajedničkog s mikoplazmama. početno inficirana (prema Sinclairu i sur. 1996). U taksonomskom pogledu spiroplazme se danas zajedFig. 9. Decline in relative radial growth of phytoplasma-infected no s mikoplazmama i fitoplazmama svrstavaju u poseash trees in USA (W - white ash, G - green ash). Average growth rates of infected trees are plotted as proportions of ban rod razreda Mollicutes. the average growth rates of healthy trees in the same populaEvo nekih osnovnih karakteristika pripadnika roda tion. The year when each tree became infected is unknown. Spiroplasma. Svim je članovima tog roda svojstveno da su spiralna oblika. U tom se pogledu razlikuju od svih drugih rodova razreda Mollicutes, No, spiralan oblik poprimaju spiroplazme samo ako se drže u tekućem mediju. U drugim okolnostima one nemaju taj oblik; u polukrutom mediju, npr. u agarskom gelu, one su uglavnom izdužene, ali bez spiralne grade. U krutom mediju one poprimaju okruglast oblik i po tome nalikuju mikoplazmama i fitoplazmama. Spiroplazme su duge od 200-3000 nm, a širina im se kreće od 50-400 nm. SI. 8. Šumarak bijelog jasena u kojem se vide stabla sa svjetlijim (žutim) lišćem i prorijeđenim krošnjama (strelica) - simptomima koje su uzrokovale fitoplazme. Fig. 8. White ash with ash yellows on an old-field site: diseased trees display dieback or thin crowns with light green foliage. SI. 10. Elektronskomikroskopska snimka spiroplazma: A-C spiroplazme različito kontrastirane; D - spiroplazma (sp) s adsorbiranim virusnim česticama (v) koje imaju oblik bakteriofaga. Fig. 10. Electron microscope photographs of spiroplasmas; D spiroplasm (sp) with absorbed virus particles (v) which are similar to phage particles. 161 |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 48 <-- 48 --> PDF |
N. Juietic. M. Seruga. D. Škorić: F1TOPLAZMATSK.E BOLhSTl ŠUMSKOG DRV Sve spiroplazme zahtijevaju u svom rastu sterole. Njihov je genom nešto veći od genoma fitoplazma. Spiroplazme se mogu, poput bakterija i mikoplazma, kultivirati na umjetnim podlogama. Međutim, do danas nije pronađen medij na kojem bi rasle sve spiroplazme. To je velika prepreka u nastojanjima da se one podrobnije istraže. Do danas je uspjelo detaljno analizirati samo jednu spiroplazmu. To je vrsta Spiroplasma citri nađena u oboljelim jedinkama naranče (Fletcher 1983). Ona se serološki razlikuje od svih fitoplazma, ali je serološki usko srodna sa spiroplazmom izoliranom iz kukuruza. Zanimljivo je da spiroplazme kao i fitoplazme napadaju virusi (si. 9 D). Bolesti koje na biljkama uzrokuju spiroplazme teško je razlikovati od onih koje uzrokuju fitoplazme. Na koje sve načine spiroplazme negativno utječu na biljni organizam, još uvijek nije poznato. U svakom slučaju, one kao i fitoplazme narušavaju hormonalnu ravnotežu ZAKLJUČAK Fitopatologija je u fitoplazmama dobila novo izazovno područje. Ti najjednostavniji mikroorganizmi napadaju i zeljaste i drvenaste biljke. Nađene su i na mnogim šumskim drvenstim vrstama na kojima uzrokuju dosta karakteristične bolesti. Istraživanja fitoplazma započela su u nas još prije 50 godina, ali su ona bila uglavnom sporadična i više fundamentalnog a ne primijenjenog karaktera. Danas se u nas najviše istražuju fitoplazme vinove loze, a u LITERATURA Doi,Y., Teranaka, M., Yora, K., Asuyama, H. 1967: Mycoplasma - or PLT group-like microorganisms found in phloem elements of plants infected with mulberry dwarf, potato witches´ broom, aster yellows, or paulownia witches´ broom. Ann. Phytopathol. Soc. Jpn. 33, 259-266. Fletcher, J. 1983: Brittle root of horseradish in Illinois and the distribution of Spiroplasma citri in the United States. Phytopatology 73, 354-357. Grbelja, J., Ljubešić,N. 1975: Clover phyllody disease in Yugoslavia. Acta. Bot. Croat. 34, 25-31. Gibbs,A., Harrison, B. 1976: Plant virology. Edward Arnold, London. Griffiths, H. M., Sinclair, W. A., Davis, R. E., Lee, I.-M., Dally, E.L., Guo, Y.-H., Chen, TA., Hibben,C. R. 1994: Characterization of mycoplasmalike organisms from Fraxinus, Syringa, and associated plants from geographically diverse sites. Phytopatology 84, 119-126. Gundersen, D. E., Lee, I.-M., Rehner, S. A., D a v i s, R. E., K i n g s b u ry, D. T. 1994: Phylo ĆA Šumarski list br. 3-4. CXXV1 (2002). 155-163 koja kontrolira rast i razvoj biljke. Obično se na bolesnim biljkama opaža žućenje listova, skraćenje stabiljke, zastoj u rastu, prekid normalne faze mirovanja biljke te pojava dodatnih izbojaka na stabljici i korijenu. Najvjerovatnije je da spiroplazme mijenjaju metabolizam giberelina. Ako se biljci kukuruza, koja pokazuje simptome spiroplazmatske bolesti (zastoj u rastu, žućenje) doda giberelinska kiselina, biljke će početi normalno rasti. Međutim, biljke ipak nisu izliječene, jer se i nadalje na njima opažaju drugi simptomi zaraze po kojima se vidi daje spiroplazma i ostala u biljci. Je li zastoj u rastu kukuruza, koji uzrokuje spiroplazma, posljedica razgradnje giberelina u biljci ili je to možda posljedica smanjivanja biosinteze hormona rasta, to još uvijek ostaje zagonetkom. Zasad spiroplazme nisu nađene na šumskom drveću, ali je vjerojatnost da i na njima parazitiraju vrlo velika. Upravo zbog toga šumarski fitopatolozi trebaju i o tome voditi računa. - Conclusion najnovije vrijeme fitoplazme su otkrivene i u našim šumskim drvenastim vrstama. Iako većina fitoplazmatskih bolesti ne uzrokuje uginuće zaraženih biljaka, inficirane biljke su mnogo osjetljivije na učinke drugih stresova. Kad je riječ o suvremenom "umiranju" šuma, vjerojatno da i fitoplazme mogu biti sastavni dio kompleksa čimbenika koji dovode do te pojave. - References geny of mycoplasmalike organisms (phytoplasmas): A basis for their classification. J. Bacterid. 176,5244-5254. Hibben,C. R., Franzen,L. M. 1989: Susceptibility of lilacs to mycoplasmalike organisms. J. Environ. Hortic. 7, 163-167. Lee, I. - M., Hammond, R., Davis, R. E., Gundersen, D. E. 1993: Universal amplification and analysis of pathogen 16S rDNA for classification and identification of mycoplasmalike organisms. Phytopathology 83, 834-842. Marwitz , R. 1990: Diversity of yellows disease agents in plant infections. Zentralbl. akteriol. 20, 431-434. M i 1 i č i ć, D. 1964: Anomalije cvijeta stolburskog duhana. Acta Bot. Croat. 23, 27-50. Mittempergher, L., Tegli, S., Bertolli, E., S falanga, A., Bertaccini, A., Surico, G. 2000:1 fitoplasmi negli alberi forestali con particolare riferimento all´olmo. Petria 10, 157-160. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 49 <-- 49 --> PDF |
N. Juretić, M. Šeruga, D. Škorić: F1TOPLAZMATSKE BOLESTI ŠUMSKOG DRVEĆA Šumarski list br. 3-4. CXXVI (2002), 155-163 Panj an, M. 1948: Stolbur. Biljna proizvodnja organisms on radial growth of naturally infected 143-148. green, white, and velvet ash. Can. J. Res. 23, Plavšić-Banjac , B. 1967: Anatomske karakteri2467- 2472. stike biljaka inficiranih stolburom. Rad JAZU Šarić , A. 1977: Neke mikoplazmoze voćaka i vinove 345,237-270. loze. Zaštita bilja. 6, 235-256. Sears, B. B., Kirkpatrick, B. C. 1994: Unveiling Šarić, A., Cvjetković, B. 1985: Nalaz mikoplazthe evolutionary relationships of plant-pathomama sličnih organizama u jabuci sa simptomigenic mycoplasmal ike organisms. ASM News ma proliferacije i kruški sa simptomima propada60,307- 312. nja. Poljoprivredna znanstvena smotra 68, 61-67. Seemuller, E., Schneider, B., Maurer, R., Šeruga, M., Ćurković Perica, M., Škorić, D., Ahrens, U., Daire, X., Kison, H., Lo-Kozina, B., Mirošević, N., Šarić, A., renz, K. - H., Firrao, G., Avinent, L., Bertaccini, A., Krajačić, M. 2000: GeoSears , B. B., Stackebrandt , E. 1994: Phy-graphical distribution of Bois Noir phytoplaslogenetic classification of phytopathogenic mol-mas infecting grape-vines in Croatia. J. Phytolicutes by sequence analysis of 16 S ribosomal pathology 148, 239-242. DNA. Int. J. Syst. Bacteriol. 44, 440-446. Tsai, J. H. 1979: Vector transmission of mycoplasmal Sinclair, W. A., Griffiths, H. M, Davis, R. E. agents of plant diseases. Pages 265-307 in: The 1996: Ash yellows and lilac witches´-broom: Mycoplasmas. Vol. III. Plant and Insect Mycophytoplasmal diseases of concern in forestry and plasmas. R.E Whitcomb and J. G. Tully, eds. horticulture. Plant Disease 80, 468-475. Academic Press, New York. Sinclair, W. A., Griffiths, H. M, Treshow, I. 1993: Impact of ash yellows micoplasmalike SUMMARY: Phytoplasmas, formerly called mycoplasmalike organisms (MLOs) have been known to be the causal agents of plant diseases since 1967 (Doi i sur. 1967). So far phytoplasmas have been isolated from more than 600 plant species. Phytoplasmas, mycoplasmas and spiroplasmas are similar organisms which represent the smallest free-living procaryotes. These three microorganisms lack a rigid cell wall and are bound only by a triple-layer unit membrane. They are very pleomorphic. Phytoplasmas and spiroplasmas occur mostly in the phloem tissue of plants. Syndromes of phytoplasmas and spiroplasmas are phyllody, virescense and dwarfing. Phytoplasmas have been detected in forest trees belonging to at least 25 genera. Most of the trees are only slightly affected and tolerate the infection until other interacting stress factors cause loss of vigour and dieback. Earlier phytoplasma detection and identification were based on electron and fluorescence microscopy. However, nowadays detection and identification are possible by several DNA-based techniques, among which those involving the polymerase chain reaction (PCR) have become very popular because of high sensitivity. Key words:phytoplasmas, forest trees, spiroplasmas. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2002 str. 50 <-- 50 --> PDF |
GeoTeha |