Marazminai VU EAC 2014

Marazminai Cheminiai junginiai, kuriuos išskiria mikroorganizmai ir kurie neigiamai veikia aukštesniuosius augalus (dažnai - toksinis poveikis augalams)

Termino kilmė Angliškai marasmus [m…‹rœzm…s] - marazmas; išsekimas, nusilpimas, nusialinimas, tam tikra liga Todėl MARAZMINAS – augalo susirgimą sukelianti cheminė medžiaga, kurios šaltinis - mikroorganizmas

Tyrinėja specialus mokslas Marazminų (arba mikroorganizmų išskiriamų fitotoksinų) sukeliami efektai - f i t o p a t o l o g i j o s tyrimų objektas

Istorija: japonų mokslininkas Koniši, 1931 Augino Rhizobium kultūras liucernos sėklų inokuliavimui prieš sėją. Pastebėjo, jog terpei užsikrėtus žarnyno lazdele, Eschericia coli, inokuliavimo medžiaga labai susilpnėdavo arba visai neveikdavo

Istorija: japonų mokslininkas Koniši, 1931 Tuo tarpu Rhizobium kultūras užkrėtus Bacillus fluorescens, Bacterium aerogenes Gumbelių susidarymas jei kiek ir sumažėjo, tai nežymiai Jis nenustatė, ar slopina pačias Rhizobium kultūras, ar jik jų gebėjimą sudaryti gumbelius. Pastaruoju metu šios sąveikos priskiriamos marazminams, t.y. poveikis - liucernai

Istorija: JAV mokslininkas J.P. Martin, 1948-1956 m.m. darbų ciklas apie citrusinių augalų poveikį dirvos grybų rūšinei įvairovei ir grybų įtaką citrusinių sodmenų augimui.

Istorija: JAV mokslininkas J.P. Martin Po senais citrusiniais medžiais dirvoje labai nedaug grybų. jų tarpe – Thielaviopsis basicola, veikiantis taip pat kaip kaip sena tokio sodo dirva: slopina jaunų medelių augimą

Istorija: JAV mokslininkas L.W. Erdman (su kolegomis) 1954 m. pastebėjo, kad sojos pupelių veislė “Li” dažnai serga chloroze

Chlorozė L.W.Erdman, 1956 chlorozę sukelia kai kurie Rhizobium bakterijų štamai. Vėliau nustatyta, kad chlorozę sukelia bakterijų išskiriama cheminė medžiaga.

Chlorozę sukelia marazminai: H.W. Johnson ir kt., 1959 m.: bandymai su chlorozę sukeliančiais Rhizobium štamais: jų vandens ekstraktai chlorozę sukelia daugeliui iš tirtų 38 augalų rūšių; Kontrolė – ekstraktai iš chlorozės nesukeliančių štamų – chlorozės nesukėlė

Ludwig R.A., Kanada: Grybas Helminthosporium sativum Į aplinką išskiria toksiną, kuris slopina kai kurių žiedinių augalų daigelių augimą ir jo paties augimą (šiuo atveju veikia ir kaip marazminas, ir kaip antibiotikas)

Bakterija - augalas: Marazminų, kuriuos išskiria Bacterium armeniaca, poveikis abrikosų (Prunus armeniaca) daigams: A,b – kontrolė, c,d - bandymas www.soilandhealth.org/01aglibrary/010112Krasilnikow...

Marazminų skirstymas Specifiški – veikia vieną ar nedaugelį šeimininkų (augalų, kuriems sukelia ligas) Pvz: T-toksinas, HC-toksinas, AKT-toksinas, viktorinas Nespecifiški - veikia daugelį šeimininkų (augalų, kuriems sukelia ligas) Pvz: serkosporinas, deoksinivalenolas (DON), fumonizinas

Specifiški marazminai (toksinai) Daugumą išskiria lokuloaskomicetų eilės grybai, daugiausia - Alternaria spp. ir Cochliobolus spp. Pirmieji aprašyti toksinai - AKT-toksinas (Japonijoje 1933), viktorinas (JAV,1947), HC-toksinas (JAV,1965) Grybų, išskiriančių šiuos toksinus, rūšys: Cochliobolus heterostrophus – T-toksinas C. carbonum – HC-toxinas C. victoriae – viktorinas

T - toksinas Patogenas - Cochliobolus heterostrophus Toksinas – T toksinas - poliketidas Sukelia kukurūzų ligą – lapų rūdis Sukelia įvairius kukurūzų ląstelių mitochondrijų funkcijų sutrikimus

Kukurūzų lapų rūdys

HC - toksinai Patogenas - Cochliobolus carbonum Toksinas – HC toksinas – ciklinis tetrapeptidas Sukelia kukurūzų ligą – kukurūzų lapų dėmėtligę bei puvinį

Kukurūzų puvinys bei lapų dėmėtligė

Fuzarinė rūgštis Patogenas – Fusarium oxysporum Nespecifiški toksinai Fuzarinė rūgštis Patogenas – Fusarium oxysporum Toksinas – fuzarinė rūgštis Sukelia ligą – fuzarinį vytulį Paveikia medvilnės, pomidorų, pupų, žirnių, melionų, bananų, kopūstų, špinatų, cukrinių runkelių indų sistemas

Fuzarinis vytulys

Grybas Alternaria zinnia 1967 m. kanadiečiai G.A. White ir A.N. Starrat išskyrė ir identifikavo ciniolį: C15H22O4 Susuka lapus ir stiebus, patamsėja gyslos, atsiranda dėmės, slopina sėklų dygimą.

Grybo A. tagetica marazminai Alternaria tagetica metabolitų, pasižyminčių marazminų savybėmis, struktūros* 6-(3',3'-dimethylallyloxy)-4-methoxy-5-methylphthalide (2), 5-(3',3'-dimethylallyloxy)-7-methoxy-6-methylphthalide (3), 8-zinniol 2-(phenyl)ethyl ether (4) 8-zinniol methyl ether (5) and 8-zinniol acetate (6), 7-zinniol acetate (7) * M. Marcela Gamboa-Angulo, ir kt., 2002

Guobų maras Lietuvoje auga 4 guobų rūšys: Ulmus laevis- paprastoji vinkšna Ulmus glaba- kalninė guoba Ulmus minor- paprastasis skirpstas Ulmus suberosa- kamštinis skirpstas

Guobų maro sukėlėjai Grybai: Ophiostoma ulmi Ophiostoma novo-ulmi Ophiostoma himal-ulmi (Brasier 1991, Brasier & Mehrotra 1995, Brasier & Kirk 2001).

Ophiostoma novo-ulmi Optimali augimo temperatūra- 20- 23 oC, maksimali 32- 33 oC. Konidijos

Guobų maro požymiai Birželio- liepos viduryje pasirodo pirmieji ligos požymiai. Lapai esantys ant šakų pradeda pradeda vysti, suktis ir džiūti taip pat pageltonuoja ar paruduoja. Tačiau vis vien išlieka ant šakų.

Ligą platina 2 vabalų rūšys: Hylurgopinus rufipes Scolytus multistriatus

Marazminas - ceratoulminas Hidrofobinis baltymas, masė – 7628, sudarytas iš 76 amino rūgščių likučių*; Yra išsidėstęs hifų sienelėje, turi hidrofobinių savybių; Įtakoja hifų formavimąsi; Grybų sekretuojamas guobose, užsikrėtusiose guobų maru; Pusiau specifinis marazminas (kitus augalus silpnai teveikia) Veikia slopindamas kvėpavimo greitį, ląstelių membranų laidumą, surišdamas augalo ATP – taip blokuoja ląstelių energetinę sistemą, kuri reikalinga vandens pakėlimui augalo stiebu. Medis nudžiūsta. *Hachiro Oku, Plant Pathogenesis and Disease Control, CRC Press, 1994 (ISBN 0873717279 ) onugri@gmail.com

Literatūra: Temple B., Horgen P. Biological roles for cerato-ulmin, a hydrophobin secreted by the elm pathogens, Ophiostoma ulmi and O. novo-ulmi, Mycologia: Vol. 92, No. 1, pp. 1–9. Stringer M., Timberlake W. Cerato-ulmin, a Toxin lnvolved in Dutch Elm Disease, 1s a Fungal Hydrophobin, LETTER TO THE EDITOR, 1993. Hachiro Oku, Plant Pathogenesis and Disease Control, CRC Press, 1994 (ISBN 0873717279 ) M. Marcela Gamboa-Angulo, Fabiola Escalante-Erosa, Karlina García-Sosa, Fátima Alejos-González, Guillermo Delgado-Lamas, and Luis M. Peña-Rodríguez. Natural Zinniol Derivatives from Alternaria tagetica. Isolation, Synthesis, and Structure-Activity Correlation J. Agric. Food Chem., 50 (5), 1053 -1058, 2002. *

Leben, Army and Keitt (1953) applied the antibiotic helixin "B" against the disease of oats, caused by Helminthosporium victoriae and against the disease of barley, caused by Helminthosporium sativum. The antibiotic considerably lowered the incidence of disease in the plants. In the control, under conditions of an experiment in growth containers, there was 28-29% of diseased plants and under field conditions--2%; after treatment with the preparation no diseased plant was observed. In the growth containers and under field conditions diseased plants did not exceed 1%. Positive results were also obtained in laboratory experiments, using antibiotics against wheat rust (caused by Tilletia foctens), oat rust (caused by Ustilago avanae), and barley rust (caused by Ustilago hordei).