۶ نکته طلائی در رابطه با بیماری های باکتریایی برنج !!! بهترین روش کنترل بیماری های باکتریایی گیاه برنج را در یک جا بخوانید !!!!
Rice bacterial diseases
مقدمه :
برنج از محصولات زراعی قدیمی است و امروزه یکی از محصولات غذایی عمده دنیا به شمار می رود . قدمت کشت آن در آسیا بالغ بر ۷۰۰۰ سال می باشد و مبدأ اصلی آن هند ، بنگلادش و میانمار ، تایلند ، لائوس و ویتنام و مرکز اولیه اهلی شدن آن احتمالاً جنوب چین می باشد . کشت برنج در ایران نیز به حدود ۴۰۰ سال قبل از میلاد بر می گردد و در مناطق بابل و شوش در ایران قدیم کشت می شده است . سابقه کشت آن در زمان هخامنشیان ، اشکانیان و ساسانیان در گیلان ، مازندران ، خراسان و همچنین بخش هایی از کاشمر و تاشکند بوده است .
بیماری های برنج در غالب مناطق کشت این گیاه ، عامل اصلی کاهش محصول هستند . بیماری های انگلی در اثر قارچ ها ، باکتری ها ، ویروس ها ، مایکرپلاسماها و نماتدها ایجاد می شوند . بیماری های غیر انگلی در اثر عوامل نا مساعد محیط یا عوامل تغذیه ای مانند کمی یا زیادی غذا ، کم آبی ، حرارت نامناسب ، زیادی اسیدیته خاک یا قلیایی بودن آن ، سموم و خسارت مکانیکی به وجود می آیند . بوته برنج در تمامی مراحل رشد مبتلا به بیماری هایی می شوند که کمیت و کیفیت محصول را تقلیل می دهند . شدت بیماری ها بستگی به مدت بیماری زایی پاتوژن ، عوامل محیطی و حساسیت رقم کاشته شده دارد . در مورد بیماری های ویروسی ، میکوپلاسمایی و بعضی باکتری ها وجود ناقل پاتوژن ضروری است .
ارزیابی خسارت ناشی از بیماری ها در گیاهان هنوز به صورت یک رشته کامل در بیماری شناسی باکتریایی در نیامده است در نتیجه اطلاعات آماری در دسترس در مورد خسارت میزان محصول بسیار محدود می باشد . اهمیت اقتصادی بیماری های باکتریایی گیاهی متغیر بوده و بستگی به منطقه جغرافیایی و یا کشورهایی که این بیماری ها در آن رخ می دهند . دارد زیرا اهمیت اقتصادی محصولات غذایی در هر کشوری متفاوت است . برای مثال تعدادی از پاتوژن های پروکاریوت موجب کاهش فوق العاده محصول برنج در آسیا می شوند . در یک ارزیابی کل خسارت جهانی ناشی از پارتوژن های گیاهی در سال ۱۹۷۶ به ۶/۴۹ میلیا رد دلار تخمین زده شده است . پس به خوبی روشن است که خسارت مالی فراوان ، نتیجه کاهش میزان محصول و هزینه های اضافی سالانه جهت کنترل بیماری است .در این زمینه بیماری های باکتریایی برنج در سه گروه عمده : بیماری های گیاهچه ، غلاف و دانه ، بیماریهای برگی و بیماری های ریشه و ساقه تقسیم می شوند .
در این زمینه بیماری ها به سه گروه عمده :
الف- بیماری های گیاهچه
ب- غلاف برگ و دانه
ج- بیماری های برگی و بیماری های ریشه و ساقه تقسیم می شوند.
این بیماری ها به ترتیب در اثر گونه های Pseudomonas و دو گونه از xanthomonas و یک گونه pectobacterhum ایجاد می گردند .
بیماری های گیاهچه ، غلاف برگ و دانه :
به وسیله گونه های باکتری های بیماری زای زیر ایجاد می شوند :
Burkholderhia plantarii azegami et al Acidovorax avenae manns
pseudomonas syringae pv . syringe van hall
به وسیله ی دو گونه از xanthomonas و یک گونه از Acidovorax ایجاد می شوند .
Xanthomonas oryzae pv . oryzae zwings
Xanthomonas oryzae pv . oryzae zwingsl xanthomonas oryzae pv.orizicola
Acidovorax avenae subsp . avenae willlems .
به وسیله گونه های pectobacterium ایجاد می شوند .
Pectobacterium chysanthmi (burkolder) Brennerl
Pectobacterium carstovorum subsp. carotovorum (gines) hauben
۳- علایم بیماری :
عامل سوختگی ( بلایت ) باکتریایی برگ برنج باکتری xanthomonas oryzae pv . oryzae. می باشد.
بیماری دارای دو علایم مشخصه می باشد . یکی سوختگی برگ ، دوم پژمردگی یا کرسک .
سوختگی برگ که علایم آن متداول تر می باشد ، عموماً از مرحله پنجه زنی به بعد آشکار می شود . عامل بیماری ازطریق روزنه های آبی روی پهنک ، وارد می شود . لکه های زرد رنگی که بعد تبدیل به لکه های سفید رنگ می گردند در طول و عرض پهنک گسترش می یابد . این لکه ها ممکن است گسترش یابند . و تمام پهنای برگ را بپوشانند . ترشحات باکتریایی ممکن است روی زخم های تازه مشاهده شود. برگ های آلوده قدیمی ممکن است در اثر رشد قارچ های ساپروفیت متمایل به خاکستری شوند . در اثر شدت آلودگی ممکن است لکه های دایره ای کوچک در کناره های روزنه های آبی تشکیل شوند . گیاهان آلوده دانه های خاکستری تولید می کنند و این دانه ها دارای کیفیت کمتری می باشند .
در مناطق گرمسیر علایم پژمردگی یا کرسک که بیشترین خسارت نیز در این مرحله به گیاه وارد می شود از مرحله نشاکاری تا مرحله پنجه زنی اتفاق می افتند . برگ گیاهان آلوده پژمرده شده و به سمت بالا پیچ می خورند ، رنگ برگ ها نیز تغییر کرده و متمایل به خاکستری می شوند ، سپس برگ ها زرد شده و پژمرده می شوند و سر انجام گیاه از بین می رود . گیاهانی که باقی می مانند رشد شان متوقف شده و زرد رنگ می شوند .
سومین علایم بیماری سوختگی باکتریایی ، زردی برگ می باشد . برگ های جوان گیاه تغییر رنگ داده و به رنگ زرد کمرنگ در می آیند . و با یک نوار زرد رنگ پهنی روی برگ ها ایجاد می شود . در برگ زردی ، باکتری در خود برگ وجود ندارد اما در میان گره ها و طوقه گیاهان آلوده می شود .
علایم بیماری بستگی به واریته ، فیزیولوژی گیاه برنج ، بیماری زایی بیمارگر و شرایط آب و هوایی بستگی دارد .
پوسیدگی باکتریایی غلاف pseudomonas syringae pv.syringae علایم مشخص بیماری به صورت لکه برگی ، بلایت برگی ، نوار قرمز ، لکه قهوه ای و لکه باکتریایی مشاهده می شوند . در صورتی که باکتری در مرحله اپیفیت باشد ، سلول های باکتری از طریق منافذ طبیعی روی برگ شامل روزنه های آبی ، کرک ها ، زخم های کوتیکول وارد بافت میزبان می شود . در حالی که بقاء باکتری در اتاقک های ریز روزنه ، در تریکوم های شکسته صورت می گیرد . این باکتری در مرحله اپیفیت قسمت های داخلی برگ را مضمحل کرده و میزان بالای تکثیر این باکتری ها در قسمت هایی اتفاق می افتد که کاملاً در سطح برگ نیستند ، بنابراین بیماریزایی این باکتری های بیماری زا ظاهراً مربوط به توانایی آن ها در تکثیر و بقاء در برگ ها تحت شرایط محیطی می باشد .جمعیت های بزرگی که روی برگ ها ایجاد می شوند ناشی از حضور زخم هایی است که قابل مشاهده نبوده و باکتری از طریق آن ها وارد برگ ها شده اما ظاهر برگ ها سالم و بدون علایم به نظر می رسند.
Pectobacterium corotovotum subsp. carovorum
غلاف گیاهان آلوده ، پوسیده و قهوه ای تیره می شوند و برگ ها زرد و پژمرده می گردند . آلودگی اغلب از لگول ها شروع می شوند . گیاهان آلوده در محل گره ، طوقه وساقه دچار پوسیدگی می شوند. پنجه ها ی آلوده از محل طوقه می شکنند . ساقه و میان گره ها قهوه ای متمایل به سیاه می شوند . ریشه های متصل به گره ها ی آلوده از بین می روند . ترشحات باکتری ممکن است در داخل ساقه های آلوده وجود داشته باشند و در این صورت بوی نا مطبوعی از گیاهان آلوده متصاعد می شود . در برخی موارد ممکن است علایم لکه قهوه ای در قسمت طوقه گیاهان آلوده مشاهده شوند را نشان ندهند . اما در اثر آلودگی سیستمیک دچار پژمردگی شوند .
۴- عامل بیماری :
جنس xanthomonas شامل باکتری های گرم منفی ، بدون اسپور ، هوازی و میله ای شکل (۱۷/۲ ـ ۳۵/۱ × ۷۵ /۰ ـ۵۵/۰ میکرومتر ) و دارای یک تاژک قطبی می باشد . این باکتری ها کاتالاز مثبت بوده و تولید کننده ضعیف اسید از کربوهیدرات ها هستند . کلنی های اغلب جنس ها و پاتوارهای این گونه گرد ، محدب ، و مسطح و روی محیط YDC زرد و روشن می باشند . همه اعضای xanthomonas به جز ۳ مورد از گونه ها و پاتوارها ی آن قادر به تولید رنگدانه زا نتومونادین هستند .
Bokura در سال ۱۹۱۱ یک گونه باکتری از برگ های آلوده برنج جدا کرد که کلونی های زرد رنگ روی محیط کشت آگار تشکیل می دهند و آن را به نام bacillas oryzac نامید. bokura , hori سپس خصوصیات فیزیولوژیکی و مرفولوژیکی این باکتری را تعیین نموده و بیماری زایی آن را تأیید نمودند . سپس اشمیاما ( ۱۹۲۲ ) با انجام آزمایشات بیشتر روی باکتری های جدا شده از برگ های بیمار مشخص کرد که بیماری به وسیله باکتری میله ای ایجاد می شود و با خصوصیاتی که bokura معرفی نموده متفاوت می باشد . و اولین با کتری راpseudomonas نامید .shiyama بعداً توسط داوسون ( ۱۹۳۹ ) به xanthomonas oryzae تغییر نام یافت سپس باکتری توسط کمیته بین المللی سیستماتیک باکتری های گیاهی ، تحت عنوان xanthompnas campestrispr oryzae dye نام گرفت و در نهایت در نتیجه مطالعات سوتنیگس و همکاران ( ۱۹۹۰ ) و بر اساس خصوصیات فنوتپتی ( عدم رشد روی پروپیونات به عنوان تنها منبع منبع کربن ) الگوهای اسید چرب ، الکتروفورز ، پروتئین و همولوؤی DNA DNA و واکنش نسبت به آنتی بادی های اختصاصی مونولکونال از پاتوارهای x.compestris متمایز شده و عنوان Xanthomonas oryzaepv نام گرفت
جنس pseudomonas در سال ۱۸۹۴ توسط migul توصیف شد .
توصیف اولیه این جنس بسیار ساده و ابتدایی بود ، بطوری که تعداد زیادی از باکتری های نا همگن بدون اینکه هیچگونه رابطه فیلوژنی با هم داشته باشد در این جنس قرار گرفته اند . اولین قدم را در طبقه بندی مولکولی سودوموناس ها palleroni و همکاران در سال ۱۹۷۳ بر اساس هیبریداسیون r DNA _ DNA جنس pseudomonas را به پنج گروه همولوژی DNAتقسیم کردند . ( ۱۹۲۰ ) عامل بیماری پوسیدگی غلاف برنج را باکتری pseudomonas syringacpv ,syringae نام گذاری کرد . اغلب خصوصیاتی که در مورد جنس pseudomonas ذکر شده در مورد گونه pseudomonas syringae نیز صادق است پا توار pseudomonas syringae pv.,syringae تنها از نظر خصوصیات بیماریزایی از سایر پاتوار های این گونه متمایز است .
جنس Erwinia شامل باکتری های گرم منفی ، میله ای شکل ، غیر هوازی اختیاری و دارای ۴ـ۶ تاژک محیطی می باشد روی محیط کشت آگار تولید کلونی هایی به رنگ قهوه ای تیره می نماید . اپتمم و ماکزیمم رشد این باکتری به ترتیب ۳۶ و۴۳ درجه سانتی گراد می باشد . دای ( ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ ) جنس Erwinia را به چهار گروه Hrebicola,Carotovora, Amylovora و گروه غیر تیپیک دارای گونه E.dissolvens تقسیم کرد. لیلیوت و دیکی ( ۱۹۸۴ ) بر اساس خصوصیات فیزیولوژیکی ، بیو شیمیایی و بیماریزایی گونه Pectobacterium carotovorum را به ۵ زیر گونه شامل P.wasabiae ,P.odoriferum, P.atrosepticum,P.betavasculorum, P.carotovorum تقسیم نمودند .
گوتو در سال ۱۹۷۹ عامل پوسیدگی طوقه برنج را Erwinia chrysanthemi معرفی نمود .
درجه حرارت بالا (۳۰ـ۲۵ ) درجه سانتی گراد ، رطوبت زیاد ، بارندگی ، سیلاب ، بادهای شدید که روی گیاه ایجاد زخم می نمایند و همچنین زیادی کود نیتروژن ، pH پایین تر از ۵/۵ـ ۱/۴ شرایط مطلوب برای باکتری می باشد . بیماری سوختگی باکتریایی برنج بیشتر در مناطق باتلاقی اتفاق می افتد .
تعدادی از علف های هرز نیز میزبان این باکتری می باشند و باکتری می تواند توسط بذر این علف های هرز نیز منتقل شود . از جمله علف های هرز میزبان این باکتری phalaris arundinaceae , echinochola colonum , leersia spp , zizania latifolia به شدت توسط باکتری آلوده می شوند .
علف های هرز phyragmites commmunis , isachne globsa به میزان کمتر آلوده می شوند . تنها علف هرزی که در زمستان گذرانی باکتری نقش دارد علف هرز leersia spp می باشد . لیانگهوان و همکاران ( ۱۹۹۴ ) گزارش کردند که خسارت سوختگی باکتریایی در برنج هایی که رنگ برگ آن ها تیره تر است ، بیشتر می باشد و بیان کردند که تیره بودن رنگ برگ مقدار ترکیبات نیتروژنی و سرعت فتوسنتز افزایش یافته و باعث رشد سریع برنج و افزایش تراکم شده و در نتیجه شرایط تغذیه ای خوب و محیط مناسبی برای رشد باکتری ایجاد می شود . چن و همکاران ( ۲۰۰۶) خسارت ناشی از سوختگی باکتریایی را در شرایط مطلوب بالای ۵۰ درصد گزارش نمودند .
باکتری در خاک ، آب و روی سطح گیاهان دیده می شود و برای ایجاد آلودگی نیاز به رطوبت دارد . هوای سرد و مرطوب ، خاک اسیدی ، بارندگی و حرارت بین ۲۵ـ ۱۵ درجه سانتی گراد برای توسعه بیماری مناسب می باشند . اما باکتری در دمای ۱ تا ۳۵ درجه قادر به رشد می باشند . باکتری به وسیله قطرات باران و بذر گسترش می یابد و از طریق روزنه های آبی و زخم وارد گیاه می شود .
برخی علف های هرز یکساله مانند sp,sorghum halpen , chenopodiumalbum :album , cynodom dactylon , trifolum repens , pennicilaria spicata, vicia sp از میزبان های این باکتری می باشند و باکتری بر روی این علف های هرز به صورت اپیفیت زندگی می کنند .
ارکولانی ( ۱۹۹۱ ) گزارش کرد که فراوانی گونه های باکتری که به صورت اپیفیت روی سطح برگ رشد می کنند تحت تأثیر گیاه ( گونه گیاهی، فنولوژی ، سن گیاه ) و منطقه جغرافیایی که گیاه در آن رشد می کند، تغییر می کند.
جولین و لینرو ( ۲۰۰۰ ) بیان کردند که اندازه جمعیت باکتری های اپیفیت روی سطح برگ گیاهان تحت شرایط محیطی مناسب بر اساس فراوانی منابع کربن ( قند ) روی سطح برگ ، تغییر می یابد زیرا فراوانی مواد غذایی بر اساس گونه گیاهی ، سن برگ و شرایط گیاه فرق می کند .
گیاهانی که در اطراف مزارع برنج رشد می کنند به این باکتری حساس بوده و قادر به نگهداری منبع آلودگی می باشند این باکتری از رایزوسفر بوته های برنج سالم جدا شده است . شرایط مساعد برای توسعه و ظهور بیماری آب و هوای گرم و مرطوب می باشد . باکتری در دمای زیر ۲۷ درجه سانتیگراد غیر فعال می باشد . اما به محض اینکه دمای هوا بالای ۳۰ درجه سانتی گراد می شود ، علایم بیماری به سرعت توسعه می یابد . ( دمای مناسب برای رشد باکتری ۴۳ـ ۳۶ درجه سانتی گراد می باشد) باکتری عموماً از طریق زخم های روی ریشه وارد گیاه می شود و به وسیله آبیاری گسترش می یابد .
p.c.subsp.caratovorum عموما قادر به زنده ماندن در خاک نمی باشد اما در بقایای گیاهی ، بذر گیاهان دررایزوسفر می تواند زمستان گذرانی نماید . از راه های انتشار بیماری ، ریشه های اصلی گیاهان ، آب آبیاری آلوده و دستگاه های برداشت آلوده می باشند .
مدیریت بیماری سوختگی باکتریایی برگ برنج :
مقاومت میزبان مؤثرترین و اقتصادی ترین روش کنترل بیماری سوختگی باکتریایی برگ برنج می باشد . اصلاح نبات در مقابل بیماری برای ایجاد وقت مهم می باشد . استفاده از ارقام مقاوم برنج دارای ژن های مقاومت Xa1,xa21, xa26 در کنترل بیماری مؤثر می باشند . ایجاد موتاسیون روی سیستم های بیماری زای باکتری مانند سیستم ترشحی تیپ دوم ( typell ) که باعث ترشح آنزیم های خارجی سلولی نظیر زایلا ناز ( xylanase ) و سلولاز ( cellulose ) به خارج سلول و موجب بیماری زای می شوند ، موفقیت آمیز می باشد . سیستم ترشحی typelll باعث ایجاد واکنش فوق حساسیت و بیماری زایی در باکتری می شود .
ایجاد موتاسیون روی ژن های سنتز کننده پلی ساکارید خارج سلولی ( EPS ) می تواند باعث ایجاد مقاومت در برنج علیه x.o.pv.oryzae شود . ایجاد موتاسیون در ژن aroe که باعث تولید رنگدانه xathompndin و بیماریزایی در باکتریایی x.o.pv.oryzae می شود از دیگر راه های مبارزه با بیماری بلایت باکتریایی می باشد . ایونک و همکاران ( ۱۹۹۳ ) بیان کردند که تأثیر ژن های مقاومت براساس ساختار جغرافیایی جمعیت بیماریزا فرق می کند . تیمار بذر با آب داغ ۷۵ درجه سانتی گراد در ۱۰ دقیقه و ضد عفونی بذر با پودر سفید کننده ( رنگبر ) ( ۱۰۰ میکروگرم در میلی لیتر ) اکسی کلرورمس ( ۵/۶۲ میلی گرم در ۱۵ میلی لیتر استون ) برای ۲۵ گرم بذر ، سولفات روی ۲% موثر می باشد .
در کنترل شیمیایی می توان از پودر رنگبر ( ۲۵۰ میکرو گرم در میلی لیتر کلر) ، ترکیب بردو ، اکسی کلرورمس در شرایط قبل از خزانه استفاده نمود .
البته اگر چه کنترل شیمیایی موثر و اقتصادی برای این بیماری هنوز در حال توسعه است ، اما مشکلات جدید در فرموله کردن عوامل کنترل مطرح می باشد و در کل نسبت به بحث مقاومت ، کنترل شیمیایی اهمیت پایین تری دارد . با این وجود استفاده از تیم های پیش آگاهی قابل اطمینان مانند استفاده از باکتریوفاژ برای تعیین زمان دقیق کاربرد این مواد شیمیایی برای کنترل موثر بیماری ضروری است .
مدیریت باکتری Pseudomonas syringae pv.syringae :
تغییر در وضعیت مواد غذایی سطح گیاه در کنترل بیماری ایجاد شده توسط باکتری های اپیفیت مؤثر است .
ـ استفاده از ارقام مقاوم و تولید بذر سالم .
ـ حذف علف های هرز اطراف مزارع که میزبان باکتری می باشند .
ـ ضد عفونی بذر برنج توسط metacide علیه Pseudomonas syringae سمیت بازدارندگی رشد آن حدود ۵ /۰ درصد می باشد .
ـ استفاده از ترکیباتی که دارای یون cu+2 و k+ می باشند این ترکیبات اثر بازدارندگی و آنتی باکتریال روی Ppseudomonas syringae دارند .
مدیریت باکتری Pectobacterim carotovorum spp. carotovorum :
رعایت اصول بهداشتی
ـ استفاده از ترکیبات مسی و مخلوط بردو در مدیریت بیماری مفید خواهد بود .
ـ ضد عفونی شلتوک قبل از کاشت با قارج کش های مناسب جهت کاهش آلودگی به قارچ فورازیوم و پاتوژن های دیگر که باعث گسترش آلودگی باکتریایی می شوند . استفاده از کود نیتروژن به مقدار کافی و استفاده ازآب آبیاری سالم مفید خواهد بود .
ـ جلوگیری از زخمی شدن گیاهچه ها و خارج نمودن بوته های بیمار از مزرعه در کاهش آلودگی مؤ ثر خواهند بود .
کاربرد متعادل فسفر ( کمتر از hac /kg 53 ) ، نیتروژن ( کمتر ازhac/ kg 180 با توجه به رنگ گیاه ) و پتاسیم ( بیش ازhac/ kg 100 ) و کودهای گوگرد ( بیش ازhac/ kg 40 ) و روی( hac / kg 6 ) می تواند مفید باشد.
برای سوختگی باکتریایی برگ برنج :
ـ تیمار نشا برنج با قارچ trichoderma harziahum که ایجاد مقاومت ملایم کرده که بسته به جدایه باکتری مقاومت بین ۱۶ تا ۹۶ ساعت پس از آلودگی ایجاد می شود .
ـ باکتریزاسیون بذر برنج با جدایه های آنتا گونیست Pseudompnas fluorescens در کنترل بیماری موثر است .
ـ جدایه های آنتا گونیست bacillus spp از آب مزرعه برنج جداسازی شده ، تولید پروتئینی معروف به TZI می کنند که دارای فعالیت آنتاگونیستی علیه X. o. pv.oryzae می باشند .
ـ خیساندن نشاء برنج در سوسپانسیون باکتری badellovioborio bacteriovorus باعث کاهش طول زخم های حاصل از سوختگی باکتریایی برنج شده همچنین از ایجاد کرسک جلوگیری می کند .
ـ اسپری برگ نیترات نیکل ، طول زخم های ایجاد شده توسط x.o.pv.dryza را کاهش می دهد .
ـ تیمار برنج با سالسیلیک اسیدباعث ایجاد مقاومت سیستمیک در برابر x.o.pv.oryza شده و اثر آن با کاهش طول زخم قابل تشخیص است .
ـ ماده ( acibenzolar-s-methyl ( ASM یک فعال کننده سیستم دفاعی گیاه است که باعث ایجاد مقاومت القایی سیستمیک بعد از آلودگی برنج به بلایت شده و به طور قابل توجهی سوختگی باکتریایی برگ را کاهش می دهد .
بیماری هایی که با این سه نوع باکتری در برنج ایجاد می شود :
جنس pseudomonas ( بلایت هاله ای برنج ، لکه قهوه ای و لکه نواری برنج وحشی)
جنس xanthomonas ( بلایت باکتریایی برنج ، لکه نواری برنج ) .
جنس Petobacterium ( پوسیدگی نرم ، پوسیدگی لکه قهوه ای نوع ثعلب ).
پیشنهاد ما به شما:
دیدگاهتان را بنویسید