Бактерии и фитоплазмы относят к прокариотам, т. е. организмы, не имеющие настоящего ядра. Ядерный аппарат у этих организмов на­зывают обычно нуклеотидом.

4.4.1. Бактерии – возбудители болезней растений

Бактерии вызывают свыше 200 болезней растений. Большой ущерб причиняют бактериозы овощным, плодовым, техническим культу­рам. Длина бактериальной клетки составляет 0,5-4,1 мкм, диаметр от 0,3-0,8 мкм. Преобладающая форма грамотри­ца­тельных фитопа­тогенных бактерий палочковидная (исключение Streptomyces, которые имеют нитчатое строение). Большинство фитопатогенных бактерий подвижны за счет жгутиков, неподвижных форм немного. Бактерии могут иметь один или несколько жгути­ков. В зависимости от характера расположения жгутиков все подвижные бактерии делят на монотрихов – с одним полярным жгутиком, лофотрихов – с пучком жгутиков на одном из концов и перитрихов – со жгутиками, расположенны­ми по всей поверхности клетки. У большинства подвижных фитопа­тогенных бактерий жгутики полярные, реже – перитри­хиальное их расположение [85].

Поверхность некоторых фитопатогенных бактерий покрыта слизи­стым слоем – капсулой. Она имеет большое значение для выживания бактерий в неблагоприятных условиях: они становятся устойчивыми к действию солнечных лучей, химических веществ и других факторов. Во влажную погоду бактериальные клетки накапливаются на поверх­ности пораженных органов в виде скопления слизи – экссудата. Почти все фито­патогенные бактерии грамотрицательные; лишь виды родов Clavibacter и Streptomyces дают положительную реакцию. По характеру питания фитопатогенные бактерии – гетеротрофы, способные расти на питательных средах. На твердых питательных средах бактерии об­разуют колонии, окраска, форма, поверхность которых типична для данного штамма.

Фитопатогенные бактерии относят к тем же родам и видам, что и сапротрофные формы. Однако периодически происходит таксономиче­ское переименование фитопато­генных бактерий.

Симптомы заболевания и типы бактериозов. По воздействию бакте­рий на растение и степени поражения тканей бактериозы делят на два типа: диффузные, или системные, и местные, или локальные.

При диффузных бактериозах возбудитель проникает в сосудистую систему, распро­стра­няется по проводящим пучкам и прилегающим к ним тканям. При этом нарушается процесс поступления в растение воды, и оно увядает. Увядание – основной симптом системных бактериозов. Сим­птомы некоторых бактериозов пред­ставлены на рис. 13. Под увяданием понимают патологические изменения тканей отдельных органов или все­го растения, связанные с потерей ими тургора. По мере размножения бактерий сначала закупориваются сосудистые пучки отдельных органов, а затем – всего растения, и растение увядает. На­пример, бактериальное увядание томата сначала проявляется лишь на отдельных листьях, позже – на некоторых побегах, и, наконец, растение увядает полностью под воздействием возбудителя этой бо­лезни – Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis.

Местные бактериозы проявляются в поражении парен­химной ткани от­дельных органов растений. Основные их симптомы – это некрозы, хлорозы, гнили и опухоли. Мест­ный тип гнили наблюдается, например, при поражении плодов абрикоса (побурение плодов). Гниль локализуется около косточки плода; болезнь вызывается почвенной спорообразующей бактерией Bacillus mesentercus.

Для некоторых бактериозов характерно появление бактериально­го экссудата. Его выделяют возбудители: бакте­ри­ального ожога пло­довых (Erwinia amylovora) (рис. 14, 1), угловатой пятнистости огурца (Ps. syringae pv. lachrymans) (рис. 14, 2), бактериоза фасоли (X. phaseoli)
(рис. 14, 3) и другие бактерии преимущественно при высо­кой влаж­ности воздуха. На одном растении могут одновременно развиваться несколько признаков поражения: бактериальный рак томатов, возбу­дитель – Clavibacter michiga­nensis subsp. michiganensis, который вызыва­ет увядание растений, растрескивание стеблей и пятнистость плодов («птичий глаз»). Возбудитель черной ножки картофеля Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum приводит к увяданию стеблей в период ве­гетации и вызывает гнили клубней в период вегетации и при хранении (рис. 14).

Рис. 14. Местные бактериозы отдельных органов и тканей растений

4.4.2. Актиномицеты

Актиномицеты относят к грамположительным бактериям. С бакте­риями их сближает отсутствие настоящего ядра (прокариоты); их от­носят к мицелиальным прокариотам. Однако по морфологическим, физиологическим, биологическим и экологическим призна­кам ак­тиномицеты составляют самостоятельную группу. Вегетативное тело актиноми­цетов представлено очень тонкими (в 5–7 раз тоньше, чем грибные) ветвящимися гифами (мицелий). Размножаются актиноми­цеты участками мицелия или спорами. На питатель­ных средах актино­мицеты образуют сначала кожистые колонии (субстратный мицелий), которые затем покрываются воздушным мицелием. Сама колония вра­стает в агар субстратным мицелием. Питание актиномицетов не специ­ализировано. Они используют различные животные и растительные остатки.

Большинство актиномицетов ведут сапротрофный образ жизни, и только некоторые из них приспособились к паразитическому суще­ствованию на растениях.

Среди патогенных актиномицетов наибольший интерес представ­ляют виды рода Streptomyces, вызывающие паршу у растений. Наиболее известны обыкновенная парша клубней картофеля и парша корнепло­дов свеклы, моркови.

Паршу картофеля вызывает Streptomyces scabies. Заболевание раз­вивается на клубнях во время вегетации растения. В местах заражения появляются трещины, небольшие бородавки, происходит опробковение пораженной ткани, образуются язвы.

4.4.3. Микоплазмы (фитоплазмы)

Микоплазмы давно известны в качестве возбудителей болезней че­ловека и животных. Микоплазмы (фитоплазмы) – возбудители болезней растений открыты лишь в 1967 г. Их обнаружили японские ученые при помощи электронного микроскопа во флоэме растений шелковицы, пораженных карликовостью. Эти микоплазмоподобные организмы (МПО) оказались фитопатогенными. Было установлено, что они пере­даются от растения к растению цикадками, листоблошками (ксиллидами) и повиликой и вызывают болезни, подобные «ведьминым метлам» и желтухам (рис. 15). По свойствам МПО напоминали организмы, вхо­дящие в группу микоплазм. Однако, в отличие от микоплазм животных, обнаруживаемых обычно вне клеток, фитоплазмы были выявлены вну­три клеток.

Рис. 15. Симптомы фитоплазмозов:
а – столбур томата; б – «ведьмины метлы» картофеля;
в – позеленение цветков (филлоидия) клевера

Фитоплазмы – специфическая группа фитопатогенных организмов, занимающих проме­­жу­точное положение между бактериями и вирусами. Клетки их, как правило, округлы, но некоторые имеют удлиненную или гантелеобразную форму. Диаметр
клеток — 0,1–1 мкм.

Фитоплазмы не имеют настоящей клеточной стенки, и поэтому не имеют постоянной формы, окружены трехслойной элементарной мембраной, чем и отличаются от бактерий.

По сравнению с вирусами для них характерны клеточное строение и способность размножаться на искусственных питательных средах. На плотных средах они образуют мелкие специфические колонии, по виду напоминающие «яичницу-глазунью». В отличие от вирусных частиц, в клетках фитоплазм присутствуют два типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и рибосомы, по размерам близкие к рибосомам бак­терий. Фитоплазмы, в отличие от бактерий, устойчивы к пенициллину, но по сравнению с вирусами чувствии­тельны к тетрациклину.

По существующей классификации фитоплазмы объединены в класс Mollicutes. На основании пищевых потребностей выделены 2 порядка: Mycoplasmatales, представители которого нуждаются в холестерине, и Acholeplasmatales, для которых он не является необходимым. Наи­более известными заболеваниями, вызываемыми возбудителями этой группы, являются стабборн цитрусовых (Citrus stubborn), карликовость кукурузы (Corn stunt) и кокосовой пальмы (Cocos stunt). Среди наибо­лее вредоносных заболеваний, вызываемых фитоплазмами из порядка Acholeplasmatales, можно отметить столбур томатов, курчавую мелколистность шелковицы, филлодию клевера. Эти микроорганизмы способны проникать в ткани растений непосредственно через корневую систему и вызывать специфические изменения морфогенеза (рис. 16, а, б).

Рис. 16. Столбур томата (вверху цветок здорового растения) (а); стабборн цитрусовых (б)

Фитоплазмы заселяют флоэму и, как правило, распространяются по растению системно.

Переносчиками фитоплазм служат в основном цикадки, листоблошки, светоноски. Фитоплазмы могут сохраняться только в живых тканях растения: клубнях, корневищах, луковицах, корневищах многолетних сорняков. В насекомых – переносчиках фитоплазмы могут длительное время сохраняться и размножаться.

4.4.4. Риккетсии

В 1972 г. во флоэмной части растений клевера с деформированны­ми листьями были обнаружены организмы, морфологически сходные с риккетсиями – облигатными внутри­клеточными паразитами позво­ночных и беспозвоночных животных, получившие название риккетсиеподобные организмы.

Лекарственные растения могут быть связаны с широким разнообра­зием микробных загрязнителей, которые представлены бактериями, грибами и вирусами. Неизбежно, этот микробиологический фон за­висит от нескольких экологических факторов и оказывает важное воз­действие на полное качество ЛРС и препаратов на его основе. Оценка микробиологического риска лекарственных растений стала важным объектом в современной системе НАССР. Медицинские растения со­держат широкий спектр микроорганизмов с различными отдельными свойствами и со значительными различиями относительно качествен­ных аспектов. Микробные загрязнения растений – результат влияния, вызванных источниками живой и неживой природы, и микробными загрязнителями, легко передаваемыми через воздух и с почвой (см. рис. 10). Свойства постоянства и неизменности микрофлоры рас­тений определены внешними факторами, которые происходят из-за естественных, сельскохозяйственных, экологических и техно­логиче­ских влияний (см. табл. 1). Хотя бактериальные эндоспоры и грибко­вые споры могут быть расценены как две доминирующие группы за­грязнителей, связанных с лекарственными растениями, на растении и внутри него может находиться широкое разнообразие бактериальных, грибковых клеток и вирусов. Среди этих микроорганизмов могут также присутствовать патогенные микроорганизмы, и этот факт особенно ограни­чивает использование растений, помимо снижения качества, вызванного порчей. Кроме того, по аналогии со специями и травами, используемыми в пище, не может быть исключен факт присутствия в некоторых препаратах загрязнений от грызунов, насекомых и неорга­нических источников (например, камни). Степень загрязнения обычно зависит от расстояния от основания почвы, на которой растение было выращено [9]. Определенные растения (например, аир, мелисса, ти­мьян, базилик, сладкий укроп и т. д.) содержат естественные барьеры и антибактериальные вещества, которые проявляют типичные ингибиторные эффекты на микробный рост и стабильность. Считалось, что прибли­зительно 1400 трав и специй могут обладать антибактериаль­ными агентами различной химической природы, такими как масла, пептиды, жидкие и органические извлечения.

Некоторые из этих биологических действий были уже выявлены для определенного терапевтического использования, и их определенные целебные свойства могут быть даже внедрены. Кроме того, вполне ожи­даемо, что некоторые антиоксиданты, естественно присутствующие в растениях, могут ингибировать некоторые микробы. Однако лекар­ственные растения первоначально не свободны от микробов, и таким образом, в обычном контроле необходимо рассмотреть несколько пара­метров гигиены, особенно когда растение применяется в медицинских целях. Фундаментальная оценка микробного загрязнения все более и более стала неотъемлемой частью НАССР. В этом контексте микроб­ный риск, свойственный лекарственным растениям, может изменяться относительно различных стадий производства, и это должно быть учте­но в систематической стратегии проверки качества (табл. 2). Даже в вы­сушенных расти­тельных продуктах, некоторые микроорганизмы, в осо­бенности их споры, могут переживать периоды длительного хранения.

Таблица 2

Оценка риска микробиологического загрязнения на различных стадиях производства лекарственных растительных препаратов

Шаги производства

Уровень риска

Предварительное культивирование

(+)

Полевое культивирование

++

Урожай

++

Промежуточное хранение

+

Транспортировка

(+)

Обработки (очистка, резка, сушка, упаковка)

+

Конечный продукт (упакованный, сохраненный)

-

Обозначение символов: – обычно никакой риск, (+) низкий риск, + средний риск, ++ высокий риск.

В таблицах 7, 8 и 9 представлено общее количество аэробных мезофильных бактерий, энтеробактерий, дрожжей и плесени, перечислено множество растений наряду с их соответствующими диапазонами жиз­неспособного количества, поскольку допустимые средние значения были вычислены из отдельных документов для возможности оценки средней микробиологической величины. Различия в ОЧБ отражают оригинальные и экологические критерии, описанные выше. Например, относительно низко бактериальный рост, найденный у некоторых рас­тений (например, плоды Миртилли), может произойти из-за естествен­ных антибактериальных веществ, и, вероятно, в целом высокой куль­туры гигиены, тогда как высокое микробное число (например, Herba Urticae) может указать на менее благоприятные гигиенические условия. По аналогии это наблюдение также действительно для обнаружения Enterobacteria (см. табл. 8), тогда как было объединено не только общее количество Enterobacterial в этом списке, но также и группа Coliform бак­терий. Хотя энтеробактерии присутствуют повсеместно в природе, это семейство обладает некоторой показательной ценностью к фекально­му загрязнению. Вместе с группой коли­формных бактерий они могут служить индикатором паразитарных условий гигиены. С несколькими исключениями споры волокнистых грибов, а не дрожжей, кажется, играют важную роль на лекарственных растениях (см. табл. 9).

О присутствии патогенных микроорганизмов на лекарственных растениях существует относительно ограниченное число сообщений. Однако загрязнения патогенными микро­организмами не могут быть исключены. Czech et al. и др. провели испытания на широкий спектр патогенов и индикатор микроорганизмов. Было показано, что эти ми­кроорганизмы обнаруживаются относительно редко, за исключениями Bacillus cereus и Clostridium perfringens. Однако эти две спорообразующие бактерии обычно не обнаруживаются в величинах, представляющих реальный потенциал токсичности. В 1980-х годах обнару­жили Е. coli и Pseudomonas aeruginosa во многих образцах и поэтому предложили об­рабатывать лекарства кипящей водой для дезактивации микроорганиз­мов. В других исследованиях альтернативные обработки были введены

Так как широко распространенные лекарственные растения несут значительное количество грибов (плесень) с микотоксинами, продукты, получаемые мацерацией в холодной воде, должны особенно контро­лироваться. Hitokoto и др. показали, что такие формы, как Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Mucor, Cladosporium и Aureobasidium spp. могут часто обнаруживаться в ассоциации с лекарственными растительными препаратами, грибы продуцирующие микотоксин встречались лишь у 2 %, но обнаружили большие уровни риска афлатоксинов в нескольких об­разцах лекарственных растений различных таксонов. Условия окружа­ющей среды (климат, влажность, гигиена и т. д.) в значительной степени способствуют присутствию микотоксинов.