Lęgniowce (Oomycota) — budowa, cykl życiowy i znaczenie jako patogeny roślin

Lęgniowce (Oomycota) — budowa, cykl życiowy i rola jako patogeny roślin. Poznaj mechanizmy infekcji, przykłady chorób (zaraza ziemniaczana) i skuteczne metody ochrony upraw.

Oomycota są klasą w ogromnym azylu eukariotycznych mikroorganizmów zwanych Heterokontami. Oomycetes są odrębną linią filogenetyczną mikroorganizmów grzybopodobnych.

Nie są to właściwie grzyby, choć niektóre mają strzępki jak grzyby. Podobnie jak grzyby, są saprofityczne i patogeniczne. Również jak grzyby, oomycetes rzadko mają przegrody, a jeśli już, to są one rzadkie.

Są to mikroskopijne organizmy, które rozmnażają się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo. Oomycetes są jednymi z najbardziej płodnych patogenów roślin, powodującymi niszczycielskie choroby, takie jak zaraza ziemniaczana i nagła śmierć dębu.

Często określa się je mianem pleśni wodnych (lub pleśniaków), chociaż wodolubna natura, która doprowadziła do tej nazwy, nie jest prawdziwa w przypadku większości gatunków, które są patogenami lądowymi.

Budowa i cechy charakterystyczne

Oomycety różnią się od prawdziwych grzybów kilkoma istotnymi cechami morfologicznymi i biochemicznymi:

• Ściana komórkowa: zbudowana głównie z celulozy i beta-glukanów, a nie z chityny jak u większości grzybów.
• Strzępki (hyfy): zwykle są koenocytowe (bez stałych przegród), a jądra w komórkach występują w stanie diploidalnym (dominują komórki diploidalne), co odróżnia je od większości grzybów, które mają fazę haploidalną dominującą.
• Zoospory: bezpłciowe stadium rozprzestrzeniania — ruchome, biflagelarne komórki z dwoma różnymi typami rzęsek: przednią „tinsel” z mastygonemami i tylną „whiplash”. To cecha typowa dla Heterokontów.
• Formy przetrwalnikowe: zarodniki płciowe — oospory o grubych ścianach — dobrze przetrzymują niekorzystne warunki środowiskowe.
• Haustoria: wiele fitopatogenicznych oomycetów wytwarza struktury penetrujące tkanki roślinne (haustoria typu figuratywnego), pozwalające na pobieranie składników odżywczych, chociaż ich budowa różni się od haustoriów prawdziwych grzybów.

Cykl życiowy

Cykl życiowy oomycetów obejmuje zarówno rozmnażanie bezpłciowe, jak i płciowe, co daje zdolność do szybkiego rozprzestrzeniania i adaptacji:

• Rozmnażanie bezpłciowe: Sporangia powstające na strzępkach mogą albo kiełkować bezpośrednio (wykształcając zarodniki kiełkujące), albo uwalniać zoospory. Zoospory pływają w wodzie lub filmie wodnym i chemotaktycznie przemieszczają się do tkanek roślinnych, gdzie po przyczepieniu przekształcają się w cysty i kiełkują, zakażając gospodarza.
• Rozmnażanie płciowe: odbywa się przez zawiązywanie oogonii (komórki żeńskie) i anterydiów (komórki męskie). Zapłodnienie prowadzi do powstania oospor, które są odporne na suszę i niskie temperatury, dzięki czemu patogen może przetrwać okresy niekorzystne.
• Rola środowiska: wilgotność i obecność wody powierzchniowej bardzo sprzyjają infekcjom, stąd wiele epizodów chorób związanych jest z mokrą pogodą lub z nadmiernym podlewaniem.

Znaczenie jako patogeny roślin

Oomycety są jednymi z najważniejszych patogenów roślin uprawnych i leśnych. Powodują choroby o dużym znaczeniu ekonomicznym i ekologicznym:

• Phytophthora infestans — zaraza ziemniaczana ziemniaka i pomidora, historycznie przyczyniła się do klęski głodu (np. w Irlandii) i wciąż powoduje ogromne straty plonów.
• Phytophthora ramorum — sprawca tzw. „sudden oak death” (nagłej śmierci dębu) oraz chorób u wielu roślin ozdobnych.
• Pythium spp. — powodują „damping-off” (gnicie) siewek i młodych roślin, ważne w szkółkarstwie i uprawach pod osłonami.
• Plasmopara viticola — mączniak rzekomy winorośli (downy mildew), kluczowy problem w uprawie winorośli.
• Peronospora, Albugo — inne rodziny powodujące mączniaki rzekome i białą rdze u różnych gatunków roślin.

Objawy zakażenia są zróżnicowane: plamy na liściach, nekrozy, blaszki liściowe pokryte nalotem zarodników, więdnięcia, gnicie korzeni i szyjek korzeniowych, zahamowanie wzrostu, a w skrajnych przypadkach całkowite zamieranie roślin.

Diagnostyka i kontrola

Rozpoznanie chorób wywoływanych przez oomycety można przeprowadzić na podstawie objawów i mikroskopowej obserwacji zoospor i sporangiów, a do pewnej identyfikacji używa się metod hodowli oraz technik molekularnych (PCR, sekwencjonowanie). W praktyce stosuje się także testy immunologiczne (ELISA) i szybkie testy polimerazowe.

Strategie kontroli obejmują:

• Środki agronomiczne: dobre praktyki uprawowe — unikanie nadmiernego podlewania, poprawa drenażu, rotacja upraw, eliminacja źródeł infekcji (resztki roślinne), stosowanie zdrowego materiału siewnego i sadzeniowego.
• Odmiany odporne: wybór i stosowanie odmian o zwiększonej odporności na konkretne gatunki oomycetów.
• Środki chemiczne: fungicydy o specyficznym działaniu przeciw oomycetom (tzw. oomycetycydy), np. sole fosfonowe (fosetyl-Al), metylacje fenylamidów (np. metalaksyl) i preparaty kontaktowe. Należy zwracać uwagę na ryzyko powstawania oporności i stosować zasady integrowanej ochrony roślin.
• Biologiczne metody: użycie antagonistów mikrobiologicznych, preparatów na bazie mikroorganizmów lub związków naturalnych ograniczających rozwój patogenów.
• Kwarantanna i monitoring: kontrola ruchu materiału roślinnego, szybkie wykrywanie i izolacja ognisk chorobowych ograniczają rozprzestrzenianie się agresywnych gatunków (np. Phytophthora ramorum).

Znaczenie ekologiczne i gospodarcze

Poza bezpośrednimi stratami w rolnictwie i leśnictwie, oomycety mają wpływ na ekosystemy naturalne — mogą powodować zanikanie gatunków roślin, zmiany w strukturze lasów i łańcuchach troficznych. W środowiskach wodnych saprofityczne oomycety (np. Saprolegnia) rozkładają materię organiczną, ale także atakują ryby hodowlane, co ma znaczenie dla akwakultury.

Podsumowanie

Oomycota to grupa organizmów grzybopodobnych, filogenetycznie odrębna od prawdziwych grzybów, o specyficznej budowie ściany komórkowej i cyklu życiowym z dominacją fazy diploidalnej. Jako patogeny roślin stanowią poważne zagrożenie dla produkcji rolnej, leśnictwa i ogrodnictwa, dlatego ich poznanie, prawidłowa diagnostyka i stosowanie zintegrowanych metod kontroli są kluczowe dla ograniczenia strat.

Reprodukcja

Większość oomycetes wytwarza dwa rodzaje zarodników. Główne zarodniki rozprzestrzeniające się to bezpłciowe, samomobilne zarodniki zwane zoosporami. Wykonują one chemotaksję (ruch w kierunku, na przykład, źródła pożywienia) w wodach powierzchniowych. Kilka oomycetes wytwarza bezpłciowe zarodniki, które są rozprzestrzeniane przez wiatr. Oomycetes wytwarzają również zarodniki płciowe, zwane oosporami. Są to półprzezroczyste, dwuścienne, kuliste struktury, które mogą przetrwać niekorzystne warunki.

Cykl życiowy Phytophthora infestans (Peronosporales) na ziemniaku.

Pytania i odpowiedzi

P: Czym są Oomycota?

P: Czy Oomycetes to grzyby?

P: Jakie są podobieństwa między grzybami a Oomycetes?

P: Jak rozmnażają się Oomycetes?

P: Jakie rodzaje chorób wywołują Oomycetes?

P: Dlaczego Oomycetes są często określane jako pleśnie wodne?

P: Czy wszystkie gatunki Oomycetes żyją w wodzie?

Szukaj według litery