Mikä on fytoplasma? Kasvien loisbakteerit, vektorit ja vaikutukset
Fytoplasma: kasvien loisbakteerit, niiden vektorit ja vaikutukset — tunnista taudit, suojaa sato ja opi torjuntakeinot taloudellisesti tärkeille kasveille.
Fytoplasmat ovat eräänlaisia loisbakteereita. Ne ovat taloudellisesti tärkeiden kasvien, kuten kookospähkinän, sokeriruo'on ja santelipuun patogeeneja.
Ne ovat pakollisia loisia kasvien verisuonikudoksessa. Niiden vektorit ovat hyönteisiä, jotka ruiskuttavat ne kasvisoluihin. Tutkijat löysivät ne vuonna 1967, ja ne nimettiin mykoplasman kaltaisiksi organismeiksi tai MLO:ksi. Niitä ei voida kasvattaa in vitro (laboratorio-olosuhteissa), mikä rajoittaa niitä koskevaa tietoa. Niitä kuvataan erityisnimityksellä "Candidatus", joka on varattu tällaisille vaikeille organismeille.
Elinkaari ja vektorit
Fytoplasmat kuuluvat Mollicutes-ryhmään ja ovat pieniä, soluseinättömiä bakteereja, joiden genomit ovat tavallisesti hyvin suppeita. Ne elävät pääasiassa kasvien johtosolukossa (sokerin ja ravinteiden kuljetuksessa) eli floeemissa. Fytoplasmat eivät pysty elämään vapaasti ympäristössä, vaan tarvitsevat kasvi- tai hyönteisisännän elinkiertoonsa.
Keskeiset levittäjät ovat floeemiruokailuun erikoistuneita hemipterahyönteisiä, esimerkiksi:
- laikku- ja lehtikoisa (Cicadellidae, ts. leafhoppers),
- lanne- ja harsokesiäiset (Fulgoroidea, planthoppers),
- psyllidit (Psylloidea).
Nämä vektorit ottavat fytoplasmat kasvin mehusta ja voivat kantaa ja levittää niitä pysyvästi: fytoplasma voi lisääntyä ja liikkua myös hyönteisen elimistössä ennen kuin se siirtyy seuraavaan kasviin.
Oireet ja vaikutukset kasveille
Fytoplasmat aiheuttavat laajan kirjon oireita riippuen isäntäkasvista ja fytoplasman tyypistä. Tyypillisiä oireita ovat:
- lehtien keltuminen ja kellastuminen,
- epänormaalinen haarautuminen eli "witches' broom",
- kukkien muuttuminen lehtimäisiksi rakenteiksi (phyllody) tai värinmuutokset (virescence),
- kasvien kasvun tukahdutus ja pienilehtisyys (little leaf),
- hedelmien heikkeneminen tai tuotannon lasku, jopa kasvin kuolema pitkällä aikavälillä.
Näiden seurauksena fytoplasmat voivat aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita viljelyksissä, erityisesti pitkäikäisissä hedelmä- ja puulajeissa sekä tärkeissä maatalouskasveissa.
Tunnistaminen ja tutkimus
Koska fytoplasmia ei voi yleensä viljellä standardimenetelmin laboratoriossa, diagnosointi perustuu molekulaarisiin tekniikoihin ja mikroskopiaan. Yleisimmät menetelmät ovat:
- PCR-tekniikat 16S rRNA -geenin amplifikaatiolla (sisältäen usein nested-PCR:n herkkyyden lisäämiseksi),
- sekvensointi ja filogenia-analyysit eri fytoplasmaryhmien erottamiseksi,
- electronmikroskopia floeemista havaittavaksi, kun tarvitaan suoraa näkyvyyttä.
Uudempi tutkimus käyttää metagenomiikkaa ja metatranskriptomiikkaa löytääkseen ja luokitellakseen fytoplasmia ilman viljelystä. Klassifikaatiossa käytetään usein esinimeä "Candidatus Phytoplasma" kuvaamaan lajeja, joita ei ole kasvatettu puhtaana viljelmänä.
Torjunta ja hallinta
Fytoplasmoja vastaan ei ole olemassa yhtä helppoa parannuskeinoa, joten torjunta perustuu integroituun hoitoon:
- vectorien torjunta: hyönteisten liiallista leviämistä voidaan vähentää kemiallisin tai biologisin keinoin sekä kasvinsuojelutoimin,
- infektoitujen kasvien poistaminen ja tuhoaminen taudin lähteiden vähentämiseksi,
- vastustuskykyisten tai toleranttien lajikkeiden käyttäminen kun sellaisia on saatavilla,
- karanteeni- ja kaupparajoitukset uusien tautimuotojen leviämisen estämiseksi,
- kulttuuritekniikat kuten higieninen taimikasvatus ja lämpökäsittely joissain tapauksissa (esim. puuviljataimet).
Koska vektorit voivat levittää fytoplasmaa nopeasti ja oireet voivat ilmetä viiveellä, toimiva valvonta ja varhainen tunnistus ovat tärkeitä.
Tutkimuksen haasteet ja taloudellinen merkitys
Fytoplasmien tutkinta on vaikeaa niiden kasvattamattomuuden ja monimuotoisuuden vuoksi. Pienet genoomit ja isäntäspesifisyys lisäävät vaikeuksia. Silti tutkimus on edistynyt molekyylimenetelmien ansiosta, ja uusia fytoplasma-ryhmiä kuvataan jatkuvasti.
Monilla alueilla fytoplasmat aiheuttavat vakavia menetyksiä viljelyssä; kuuluisia esimerkkejä ovat kookospähkinän lethal yellowing -taudit ja sokeriruokon grassy shoot -oireyhtymä. Pitkäikäisissä kasveissa, kuten hedelmäpuissa ja koristekasveissa, haitat voivat olla erityisen pitkäaikaisia.
Yhteenvetona fytoplasmat ovat erikoistuneita, floeemissa eläviä loisbakteereita, joiden hallinta vaatii tunnistusta, vektorien seurantaa ja ennaltaehkäiseviä viljelytoimia. Uusi tutkimusmenetelmät auttavat ymmärtämään niiden monimuotoisuutta ja kehittämään tehokkaampia torjuntastrategioita.
Etsiä