Обсеменение растительного сырья
Загрязнение, или контаминация, растительного сырья происходит двумя основными путями.
Первичное (естественное) инфицирование подразумевает наличие на растении его нормальной микрофлоры или фитопатогенов еще до сбора. Вторичное (экзогенное) обсеменение случается уже в процессе заготовки и обработки. Факторами передачи здесь выступают вода, воздух производственных помещений, руки персонала и нестерильная тара. Неправильный сбор создает идеальную питательную среду для размножения бактерий. Чтобы предотвратить их рост, основную часть растительного сырья необходимо тщательно высушивать.
Нормальная микрофлора
Естественную микробиоту принято делить на две большие функциональные группы в зависимости от локализации:
- Эпифитная микрофлора — обитатели надземных частей (листьев, стеблей, семян). Они не вредят хозяину, а питаются органическими загрязнениями и выделениями самого растения. Эпифиты выполняют важнейшую защитную функцию: они работают как антагонисты фитопатогенов, не давая им проникнуть в ткани, и стимулируют своеобразный «иммунитет». Доминирующим видом является Pantoea agglomerans (антагонист мягкой гнили). Также часто встречается Pseudomonas fluorescens, а вот спорообразующие палочки (Bacillus mesentericus) и грибы обнаруживаются в меньшинстве.
- Микрофлора ризосферы — микроорганизмы в слое почвы, непосредственно прилегающем к корням. Сюда входят псевдомонады, микобактерии, актиномицеты и грибы. Они метаболизируют почвенные субстраты в доступную для корней форму и синтезируют биологически активные вещества (витамины, антибиотики). На самой поверхности корня (ризоплане) чаще всего доминируют представители рода Pseudomonas.
Фитопатогены и бактериозы
Болезни растений вызывают бактерии, вирусы и микроскопические грибы. Заболевания бактериальной природы называют бактериозами. Они проникают в ткани через механические повреждения или естественные отверстия (например, устьица), а передаются через зараженные семена, почву, воду или насекомых-переносчиков. По характеру течения бактериозы бывают общими (поражают сосуды или корни, убивая всё растение) и местными (ограничены участками паренхимы).
| Род возбудителя | Тип поражения | Представитель (заболевание) |
|---|---|---|
| Erwinia | Ожоги, мокрая гниль, увядание | E. amylovora (ожог яблонь) |
| Pseudomonas | Бактериальная пятнистость | P. syringae (пятна на листьях) |
| Xanthomonas | Сосудистые патологии | X. campestris (сосудистый бактериоз) |
Патогенез повреждений тканей
Разрушение растительных тканей происходит по нескольким сценариям. При паренхиматозном типе бактерии проникают межклеточно, вызывая размягчение (мацерацию) и отслаивание клеток. При сосудистом типе грамположительные неспорообразующие палочки (например, Corynebacterium) выделяют гликопептиды, которые повреждают мембраны сосудов. Бактериальная масса закупоривает протоки, что вместе с действием токсинов приводит к быстрому увяданию.
Уникальный механизм демонстрирует род Agrobacterium. Бактерия передает свой генетический материал (через онкогенную плазмиду) в клетку растения, что запускает неконтролируемый рост клеток и образование опухолей (например, корончатого галла). Удивительно, что после формирования опухоли саму бактерию в пораженных тканях обычно уже не обнаруживают.
Медицинское значение и риски для человека
Растения окультуренных почв всегда загрязнены сильнее, чем дикорастущие (лесные или луговые). Максимальное количество микробов скапливается в прикорневой части. Зоны повышенного риска — это поля орошения, пастбища и места складирования навоза, где возможно обсеменение сырья патогенными для человека микроорганизмами.
Большую угрозу представляют фитопатогенные грибы. Употребление зерна, пораженного ими, вызывает тяжелые пищевые отравления — микотоксикозы.
- Злаки часто поражает спорынья (Claviceps purpurea), образующая характерные «рожки» и вызывающая заболевание эрготизм.
- Грибы родов Fusarium, Penicillium и Aspergillus активно размножаются на скошенных растениях при высокой влажности и пониженной температуре, продуцируя смертельно опасные для человека токсины.
Чтобы легко запомнить патогенез сосудистых бактериозов, проведите аналогию с тромбозом у человека: бактерии выделяют гликопептиды, которые повреждают стенки «сосудов» растения. Накапливающаяся бактериальная масса действует как тромб, перекрывая ток воды и питательных веществ, из-за чего растение увядает.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем суть и значение микоризы?
Микориза (грибокорень) — это симбиоз мицелия микроскопических грибов с корнями высших растений. Грибы помогают растению лучше усваивать питательные вещества из почвы, что значительно стимулирует его рост.
Как вирусы и вироиды поражают растения?
Вирусы вызывают мозаичность (пятнистую окраску листьев) или желтуху (деформацию побегов, карликовость). Вироиды — это кольцевые молекулы РНК без белковой оболочки, которые также приводят к карликовости, хлоротичной пятнистости и нарушению цветения.
Какие факторы внешней среды влияют на численность эпифитов?
Главный абиотический фактор — влажность: при ее повышении численность бактерий на поверхности растения растет, а при снижении — падает. Также влияют температура среды, тип почвы, вид и возраст самого растения.
Что ещё разобрать по теме
- Метаболическая и синтетическая функции микроорганизмов ризосферы
- Динамика размножения микрофлоры в зависимости от целостности покровов семян
- Специфические токсины грибов родов Fusarium и Aspergillus
- Агротехнические методы профилактики и обеззараживания почвы
- Строение и генетические особенности онкогенной плазмиды Agrobacterium
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Микрофлора растений» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Экология микробов — микроэкология»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.