1. Marazminai
VU EAC
2014

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

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

4. 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

5. 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

6. 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

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

8. 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

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

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

11. 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

12. 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)

13. Bakterija - augalas: Marazminų, kuriuos išskiria
Bacterium armeniaca, poveikis abrikosų (Prunus armeniaca) daigams:
A,b – kontrolė,
c,d - bandymas

14. 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

15. 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

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

17. Kukurūzų lapų rūdys

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

19. Kukurūzų puvinys bei lapų dėmėtligė

20. 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

21. Fuzarinis vytulys

22. 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.

23. 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

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

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

26. Ophiostoma novo-ulmi
Optimali augimo temperatūra oC, maksimali oC.
Konidijos

27. 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.

28. Ligą platina 2 vabalų rūšys:
Hylurgopinus rufipes
Scolytus multistriatus

29. 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 )

30. 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 )
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), , 2002. *

31. 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).