Корневой рак или …?

В англоязычной литературе корневой рак называется "crown gall".

Возбудителем этого заболевания является бактерия Agrobacterium tumefaciens. Это заболевания распространено у плодовых и ягодных культур и характеризуется образование плотных, однородных утолщений корневой системы.

Болезнь также встречается и у многолетних и однолетних травянистых растений, образующих корнеплоды. В случае георгинов в области корневой шейки образуются сначала небольшие наросты, не отличающиеся по цвету от здоровых частей, но со временем опухоли увеличиваются и становятся коричневыми. К концу лета они загнивают, разрушаются и отваливаются. У поражённых растений нарушается режим питания, они имеют угнетённый вид. Инфицирование растений корневым раком (возбудитель A. Tumefaciens) вызывает набухание ткани с образованием опухолей или галлов на стеблях или корнях, но эти галлы не дифференцируются (прорастают) в почки или стебли.

Механизм поражения тканей растения Agrobacterium tumefaciens сводится к введению T-плазмиды в клетки верхних покровных тканей, таким образом, что клетки начинают неограниченно делиться, так как введенная плазмида кодирует выработку корневого гормона ауксина, и вырабатывать отдельные аминокислоты (опины), являющиеся пищей для данной бактерии.

За последнее время было найдено, протестировано и зарегистрировано эффективное средство борьбы с корневым раком. Средство называется Nogall. Механизм действия основан на конкурентном замещении, когда одна бактерия, Agrobacterium radiobacter, являющаяся непатогенной, колонизирует корневую систему и вырабатавает специфические белки, являющиеся токсичными для патогенной Agrobacterium tumefaciens. Обработка сводится к замачиванию корневой системы в биологическом растворе Nogall.

В то же самое время, не только садоводы-любители, но и профессиональные хозяйства не только в России, но и в Евросоюзе и США до сих пор не отличают корневой рак от листового или вегетативного рака (в англоязычной литературе "leafy gall"). Листовой рак вызван другим возбудителем, бактерией Rhodococcus fascians, наносящей на данный момент один из самых серьезных уронов цветочной индустрии, так как против него, действительно, не изобретено действенного средства защиты. Заболевание также может проявиться через 2-3 года после черенкования или взятия клеточных тканей от зараженного растения.

Термин «листовой рак» незнаком, но он хорош описывает то, что наблюдается на пораженных растениях. В случае георгинов листовой рак представляет собой массу почек, плотно упакованных вместе и сросшихся у основания.

Ниже приведены случаи заражения листовым раком других многолетних декоративных растений. Как правило, это увеличенное размножение тканей в области основания побега или ответвления в надземной части, в пазухах листьев.

Механизм заражения тканей листовым раком (возбудитель Rhodococcus fascians) у многолетних травянистых растений практически не отличается от механизма заражения корневым раком (возбудитель Agrobacterium tumefaciens). Он также сводится к введению T-плазмиды в клетки верхних покровных тканей, однако при этом, плазмида, встраиваясь в ДНК клетки-хозяина, приводит к более серьезной гиперэкспериссии гормонов растения, отвечающих за клеточное деление и рост побегов. Происходит "гормональный взрыв" – гиперэкперссия цитокинина, ауксина, гиббереллиновой и абсцизовой кислот. Это в итоге проявляется в виде разросшейся неоднородной смеси почек и коротких побегов. В отличие от корневого рака, растения, пораженные листовым раком (возбудитель R. fascians), хорошо дифференцируются в легко распознаваемые части растений.

Растения, пораженные R. fascians, часто растут менее интенсивно, часто бывают короткими, могут давать меньше цветов и иметь меньший рост корней, хотя это зависит от вида растения. Существуют явные различия в способности различных штаммов R. fascians инфицировать разных хозяев (видов растений). Внутри рода некоторые виды растений устойчивы, а другие восприимчивы к листовому раку. Также было обнаружено, что некоторые сорта одного вида растения восприимчивы, а другие, устойчивы к корневому раку.

Существует препарат для профилактики корневого рака под названием NoGall. Черенки или клубни погружают в него перед посадкой, и бактерии, присутствующие в препарате, предотвращают образование опухоли, превентивно колонизируя черенок и вырабатывая специальный белок, токсичный для Agrobacterium tumefaciens.

Был проведен опыт, чтобы узнать, поможет ли NoGall предотвратить развитие листового галла у травянистых многолетников. Однако, NoGall и другой тестируемый препарат, BlightBan, не оказал контроля против заражения листовым раком (возбудитель R. Fascians).

- Используйте в работе чистые растения. Не срезайте черенки с растений с симптомами заболевания или растений, находящихся в непосредственной близости от больных растений. Растения также могут содержать R. Fascians и не проявлять симптомов в течение 1–2 лет. Разные сорта георгинов могут иметь разную восприимчивость к инфекции и оказаться больными, хотя вы можете никогда не узнать об этом.

- Используйте чистые посадочные лотки, предварительно обработанные дезинфицирующим средством, например бытовым отбеливателем.

- Почвенную смесь или грунт перед использованием лучше прогреть (40–60 минут при температуре 70 ⁰С).

- Инструмент необходимо стерилизовать во время размножения.

- Удаляйте и уничтожайте все больные растения. Грунт в области роста растения можно заменить или хорошо пролить раствором медного купороса. Лучше не выращивать растения на этом месте 1–2 сезона.

Основная проблема в борьбе с листовым раком состоит в том, что возбудитель R. fascians колонизирует не только поверхность растений, но может проникать и в несколько нижних слоев тканей, а это означает, что обработка поверхности, например антибиотиком, не убьет все бактерии.

Обработка семян настурции горячей водой оказалась эффективной при нагревании семян до 52°С в течение 30 мин (1), но у настурции очень большое семя с жесткой семенной кожурой и такое продолжительное замачивание в горячей воде может повредить более нежные семена и семена меньшего размера. Похожая обработка горячей водой корня маргаритки оказалась неудачной: ни одно из растений не пережило обработку (1). Заражение лилий (Lilium longiflorum) листовым раком удалось снизить путем погружения луковиц в воду с температурой 39°С на 2 часа. Полный контроль (отсутствие возбудителя) удалось достичь при добавлении 0,5% формалина (2).

Бытовой отбеливатель (гипохлорит натрия) убьет бактерии, живущие только на поверхности клубней и черенков, но некоторые растения не могут выдержать такую обработку. Исследователь Бейкер обнаружил, что даже разбавленный раствор хлорной извести серьезно привел к гибели большей части растений маргаритки, зараженной листовым раком (1). Есть дополнительная сложность с тем, что отбеливатель не достигает бактерий, проникших во внутренние ткани растения. Регулярная обработка стрептомицином черенков тепличной герани (Pelargonium sp.) снизила потери и заражение растений листовым раком с 27 до 5% (3), однако использование стрептомицина может препятствовать укоренению черенков (4). Более того, использование антибиотиков в сельском хозяйстве вызывает сильные споры из-за опасений увеличения популяции бактерий, устойчивых к антибиотикам в окружающей среде.