أمراض النبات : كتاب شامل ومفصل عن امراض النبات

تاريخ علم أمراض النبات The history of plant diseases يعتقد المهتمون بأمراض النبات أن الانسان أدرك أهمية الآفات الزراعية بشكل عام ومنها امراض النبات. منذ أن تحول من عصر جمع القوت الى عصر انتاج القوت وجاء ذكر الأمراض النباتية كاللفحة والبياض الزغبي والصدأ. في الكتب القديمة ويعد الفيلسوف اليوناني Theophrastus 300 قبل الميلاد والملقب أبو النبات أول من كتب عن الأمراض التي تصيب الاشجار والنجيليات والبقول.

وأشار في كتاباته الى ان النباتات المزروعة في سفوح الجبال أقل عرضة للاصابة من تلك المزروعة في الوديان. كما أشار الى ان أمراض الصدأ تكون أكثر شدة على النجيليات مقارنة بالبقوليات . مر علم امراض النبات بعدة مراحل وتأثر تطوره بعدة علوم منها الأحياء المجهرية وعلم الكيمياء والفيزياء. اضافة الى تطور بعض التقانات، سيما صناعة المجاهر التي أسهمت بشكل كبير في تطور هذا العلم.

امراض النبات

تعرف مسببات أمراض النبات على عوائلها

لا تزال الكيفية التي تتعرف بها المسببات الممرضة للنبات على عوائلها الحساسة أو النباتات العائلة على ممرضاتها غير معروفه بشكل دقيق. الا ان الرأي السائد في ذلك هو حصول سلسلة من الفعاليات المبكرة تبدأ منذ اللحظة الأولى للتلامس الفيزيائي بين المسبب والعائل والتي اما ان تسمح للمسبب بالنمو والتطور أو توقف نمو المسبب وتطور المرض.

ان طبيعة الفعاليات المبكرة ليست معروفة بشكل اكيد الا انها في الاغلب عبارة عن مركبات كيميائية تطرح من المسبب والعائل. ويستجيب كل منهما للمركبات المطروحة من قبل الآخر. وتسمى المركبات المطروحة من قبل العائل والتي يستجيب لها المسبب Specific host signal compounds أما المركبات المطروحة من قبل المسبب والتي يستجيب لها العائل فتسمى Specific elicitor.

العناصر الاساسية لحدوث المرض في النبات

لابد من توفر ثلاث عناصر اساسية لحدوث المرض في النبات هي:

1. مسبب ممرض قادر على احداث الاصابة.
2. عائل حساس.
3. ظروف بيئية ملائمة.

تسمى هذه العناصر الثلاث بمثلث المرض Disease Triangle وأن أي تغير في أي عنصر من العناصر الثلاث يؤثر في كمية المرض سواء على النبات الواحد أو على مجتمع النباتات. في الحقل فعلى سبيل المثال تؤثر القابلية المرضية للمسبب وكمية وعمر اللقاح وموقع اللقاح بالنسبة للمرض في كمية المرض. كما يؤثر صنف النبات وعمره وحيويته على شدة أو كمية المرض. وتؤثر العوامل البيئية من حرارة ورطوبة وضوء وغيرها في المسبب والعائل معا.

طرق تصنيف فطريات أمراض النبات

تعد الفطريات Fungi كائنات حية غير ذاتية التغذية Heterotrophic. إذ ليس لديها المقدرة على تصنيع غذاءها بذاتها كما في عملية التركيب الضوئي في النبات. معتمدة بذلك على مصادر خارجية للحصول على غذاءها. وتختلف المصادر الغذائية للفطريات فقد تكون كائنات حية Living organisms أو مادة عضوية Organic matter للحصول على الكربون والطاقة اللازمة للنمو والتكاثر. وغالباً ما تعتمد الفطريات على الانريمات المحللة بأنواعها المختلفة لتحليل مصادرها الغذائية ومن ثم امتصاص العناصر الغذائية الضرورية لها.

تتمتع الفطريات بتنوعها الحيوي Biodiversity ومقدرتها على النمو في بيئات متباينة في ظروفها من البيئة المائية إلى مدى واسع من الترب والأراضي، ولها المقدرة على النمو في مدى واسع من درجات الحرارة برودة وحرارة مرتفعة. ويقدر العلماء عدد الفطريات المتواجدة على سطح الكرة الأرضية بـ 1.5 إلى 5 ملايين نوعاً فطرياً مختلفاً. بلغ المشخص منها والمسجل بين 80.000 إلى 120.000 نوعاً فطرياً، ويسجل مئات الأنواع منها سنوياً ومن بيئات متباينة.

تصنيف البكتيريا الممرضة للنبات

تعود البكتيريا بشكل عام إلى مملكة بدائية النواة Prokaryote والمميزة بعدم امتلاكها افشاء نووي حقيقي Nuclear membrane يحيط المواد النووية فيها. مقارنة بحقيقية النواة Eukaryotes التي تمتلك غشاء حقيقياً يحيط أنويتها. كما تفتقد البكتيريا بشكل عام البلاستيدات والمايتوكوندريا.

تعد البكتيريا الممرضة للنبات Phytopathogenic bacteria من المسببات الممرضة المعروفة إلا أنها أقل أهمية مقارنة بالفطريات. إلا إن ذلك لا يعني عدم أهميتها وخطورتها على النباتات وفي كافة مراحل نموها وتسبب البكتيريا مجموعة مهمة من الأمراض على عوائل نباتية Plant hosts مختلفة. مؤثرة بذلك في نموها وتطورها والحاصل فيها.

وتتأتى خطورة البكتيريا كممرضات للنبات من خلال تواجدها في بيئات مختلفة كالتربة والهواء والماء. مع إمكانية انتقالها عن طريق الحشرات والديدان الثعبانية واللبائن بأنواعها مما يجعل النبات أكثر عرضة للإصابة بها. وبعد الوصف الأول للبكتريا Erwinia amylovora كممرضة للبنات. قبل أكثر من 130 سنة على أشجار فاكهة التفاح والكمثرى المصابة بمرض اللفحة النارية Fire blight توالى تسجيل عديد من الأجناس البكتيرية كممرضات حقيقة على النبات True pathogens. ويقدر الآن عدد الأنواع البكتيرية الممرضة للنبات بـ 100 نوعاً بكتيرياً حسب Agrios (2005).

تجد البكتيريا طريقها إلى النبات عن طريق الفتحات الطبيعية Natural openings. وكذلك عن طريق الجروح التي تسببها الحشرات على سبيل المثال. أو الجروح الميكانيكية، مسببة بذلك الأعراض المرضية Disease symptoms. والتي تختلف حسب النوع البكتيري والعائل النباتي والجزء المصاب وكذلك العائلة النباتية.

الانزيمات المحطمة لمكونات جدران خلايا النبات

يتميز جدار الخلية النباتية Cell wall بكونه غلاف صلب يحيط ببروتوبلازم الخلايا النباتية يتراوح سمكه بين 1-3 مايكرون وظيفتة الأساسية حفظ مكونات الخلية من المحيط الخارجي. ويعتقد بصورة عامة ان جدار الخلية النباتية غير حي الا ان اكتشاف بعض البروتينات في جدار الخلية النباتية سيما الحامض الأميني Proline و Hydroxyproline. ودور هذين المركبين في مقاومة النبات لمختلف انواع الشد البيئي أعطى بعداً آخر لاهمية جدار الخلية النباتية. يتكون الجدار الخلوي في النباتات من ثلاث طبقات هي:

1. الصفيحة الوسطى Middle lamella وهي منطقة الالتصاق بين خليتين متجاورتين وتتكون بشكل اساس من بكتات الكالسيوم والمغنيسيوم.
2. الجدار الابتدائي Primary cell wall ويتكون بالدرجة الاساس من السليلوز مع بعض المركبات. مثل اشباه السليلوز Hemicellulose والبكتين وهو جدار مرن قابل للتمدد والنمو تبعاً لزيادة حجم الخلية.
3. الجدار الثانوي Secondary cell wall ويتكون بشكل اساسي من السليلوز مع بعض المركبات الأخرى مثل اللكنين والسوبرين واشباه السليلوز.

الانزيمات المحللة للطبقة السطحية للنبات (الشمع والكيوتين)

تنتج العديد من الفطريات الممرضة للنبات انزيمات محللة للطبقة السطحية للنبات مثل الشمع والكيوتين. ومن أشهر الفطريات المنتجة للانزيمات المحللة للشمع هو الفطر Blumeria Erysiphe) graminis) مسبب مرض البياض الدقيقي على النجيليات. كما ينتج الفطر Puccinia hordei انزيمات محللة للكيوتين وينتج الفطر Armillaria mellea أنزيمات محللة للسوبرين.

أجريت دراسات عدة حول دور الانزيمات المحللة للكيوتين Cutinases في حدوث المرض النباتي. فمثلا وجد ان تثبيط انزيمات الكيوتينيز Cutinases عن طريق معاملة منطقة الاختراق بمواد مثبطة مثل Diisopropyl fluorophosphate أو الأجسام المضادة لانزيم Fusarium solani f.sp pisi يخفض من شدة اصابة نبات البزاليا بالفطر Cutinase. كما وجد ان السلالات الطافرة من الفطر Colletotrichum gloeosporioides والتي فقدت المقدرة على انتاج انزيم Cutinase فشلت في اصابة ثمار الاباض السليمة.

المعايير التي تحدد دور السموم في الامراضية

لتحديد دور السموم التي تفرزها الفطريات او البكتريا في امراضية اي مسبب ممرض للنبات لابد من توفر مجموعة معايير من اهمها ما يلي:

• ان يتم عزل السم من النباتات المصابة.
• ان يكون السم قادراً على اعطاء الاعراض الأنموذجية للمرض عند معاملة النباتات السليمة به
• ان يكون هناك ارتباط بين قابلية المسبب الممرض على انتاج السم وشدة المرض الذي يسببه (Virulence)
• ان يكون هناك ارتباط بين تخصص السم وتخصص المسبب اتجاه العائل.