Глава 3 Современные методы диагностики фитопатогенов
Совершенно очевидно, что успешная борьба с болезнями растений невозможна без своевременного выявления заболеваний и правильной идентификации их возбудителей. Однако диагностика болезней и их возбудителей по симптомам не всегда надежна, поскольку внешние признаки инфекционного поражения растений у многих болезней совпадают друг с другом или с симптомами физиологических нарушений, вызванных неблагоприятными внешними воздействиями; а некоторые фитопатогены могут вызывать бессимптомные заболевания или заболевания со слабо выраженными симптомами. Диагноз с использованием индикаторных растений или сортов-дифференциаторов не всегда достоверен. К тому же нередко меры борьбы с болезнями, в частности обработка пестицидами, на стадии проявления симптомов оказываются мало эффективными. Идентификация возбудителей бактериальных и грибных болезней с помощью выделения в чистую культуру с последующим исследованием микробиологическими методами, а также диагностика растительных вирусов с помощью электронной микроскопии являются трудоемкими и отнимают много времени. Кроме того, подобные методы имеют низкую производительность и их практически невозможно автоматизировать. Наконец, существует множество фитопатогенов, которых трудно (экологически облигатные биотрофы) или невозможно (многие грибы — физиологически облигатные биотрофы, вироиды, вирусы) культивировать in vitro. Необходимость преодолеть указанные проблемы традиционной диагностики привела к внедрению в фитопатологию новых, во многом принципиально отличных от прежних, методов детекции и идентификации патогенов растений.
Диапазон современных технологий, используемых для обнаружения и идентификации фитопатогенов альтернативно или дополнительно к традиционным методам фитопатологии, чрезвычайно широк. Некоторые из них представляют собой усовершенствованные или модифицированные общепринятые фитопатологические методы (например, некоторые культуральные, гистохимические или биохимические методики, а также электронная микроскопия вирусов), другие же заимствованы из смежных областей науки, таких как молекулярная биология, биохимия или иммунология и специально разработаны для применения в диагностических целях.
Разработка новых методов обнаружения и идентификации фитопато- 55 генов — постоянно идущий активный процесс.
Некоторые методы используются в настоящее время реже, чем прежде, для относительно небольшого числа патогенов (например, пиролитическая газожидкостная хроматография и серологический анализ, а также иммуноэлектрофорез, изоферментный анализ и двумерный электрофорез), а сфера применения других методов, напротив, расширяется. Арсенал современных технологий определения патогенов растений постоянно растет, и все более новые и более разнообразные методы входят сегодня в практическую диагностику фитопатогенных микроорганизмов и вирусов. Год от года растет и список патогенов растений, которые обнаружены и идентифицированы новыми методами. Столь обширный и разнородный материал довольно трудно уложить в ограниченный объем учебного пособия. Данная глава не дублирует теоретические аспекты используемых методов, которые гораздо глубже и подробнее изложены в соответствующих учебниках и монографиях, и не является сводкой примеров использования новых диагностических приемов для конкретных фитопатогенов. В ней рассматриваются только те молекулярные, иммунохимические и биохимические методы детекции фитопатогенных вирусов, бактерий, грибов и оомицетов, которые являются наиболее распространенными, и излагаются лишь основные принципы этих методов. Главным образом, данный раздел учебного пособия посвящен иммунохимическим анализам и методам молекулярной биологии. Диагностический потенциал биохимических методик кратко продемонстрирован на примере хроматографии метаболитов грибов и бактерий. Основная цель главы состоит в том, чтобы помочь читателю сориентироваться в большом объеме информации и подготовить его к чтению более специализированной литературы. Конкретные примеры применения указанных методов для обнаружения и идентификации вирусов, бактерий, грибов и оомицетов ограничены важнейшими представителями данных фитопатогенов и в большинстве случаев даны без ссылок на оригинальные статьи. Ссылки на публикации, из которых взяты эти примеры и детальные протоколы анализов, можно найти в монографиях и фундаментальных обзорах, список которых приведен в конце главы.