Садоводы, и просто те, кто смотрит под ноги, гуляя по улице, наверняка не раз замечали по осени листья растений, нижние части которых покрыты рыжими точками, похожими на ржавчину. Вот на фото, например, лист осота. Так выглядит поражение ржавчинным грибом. Это микроскопический грибок, который паразитирует внутри растения-хозяина, нити его мицелия располагаются между клетками растения-хозяина, высасывая из него питательные вещества. Появление «ржавчины» говорит об одной из последних стадий (хотя на самом деле таких стадий 5), на которой гриб выносит спорангии либо другие органы наружу растения для распространения дальше. Но если посмотреть на эту «ржавчину» под сильным увеличением через микроскоп, то открывается совсем другая картина: россыпи каплеобразных спорангиев похожи на горки красной икры, они покрывают лист где отдельными небольшими точками, а где целыми группами. На последних двух фото увеличение еще больше. Там можно видеть устьица на листе, через которые растение осуществляет газообмен. И отдельные нити спорангиев.
Иногда на стеблях пшеницы, листьях яблони, гороха или можжевельнике можно заметить небольшие полосы или пятна цвета ржавчины. В древности люди считали, что причиной появления ржавых образований может быть повышенная влажность или палящие лучи солнца. Однако они заблуждались и даже не предполагали, что таким образом на сельскохозяйственные растения воздействуют паразиты — ржавчинные грибы.
Ржавчиной называют такое заболевание, при котором грибами подкласса Heterobasidiomycetes поражаются живые ткани растений, преимущественно листья. Ржавчинники не питаются мертвыми органическими веществами, поэтому, высосав соки из одного растения, они приступают к следующему. Зачастую сначала обнаруживается ржавчина на листьях культур, если вовремя не принять соответствующие меры, это заболевание может погубить все растение.
Ржавчина вызывается облигатными узкоспециализированными паразитами. Все возбудители ржавчины относятся к отделу Базидиальные грибы, порядку Ржавчинные. Они могут быть однохозяинными или разнохозяинными. Ржавчина — одна из наиболее вредоносных болезней цветочных культур, резко снижающая выход товарной продукции в цветочных хозяйствах и ухудшающая декоративные качества растений на объектах озеленения.
Ржавчинные грибы (Uгеdinаlеs) паразитируют на листьях, стеблях, плодах семенных растений, а также на листьях папоротников. Из культурных растений от них страдают различные злаки, бобовые, яблоня, груша, малина, смородина, лен и др. Всего известно свыше 4000 видов ржавчинных грибов, из них наиболее распространенный род – пукциния (Puccinia), к которому относится почти половина всех видов; распространены также уромицес (Uromyces), гимноспорангиум (Gymnosporangium), фрагмидиум (Phragmidium), мелампсора (Melampsora) и др.
Мицелий ржавчинных грибов растет внутри тканей по межклеточным пространствам, но часто внедряется в клетки. На поверхности органов бывают видны пятна и подушечки оранжевого цвета или цвета ржавчины, что зависит от скопления кучек спор, содержащих – в себе оранжевый пигмент, сходный по цвету с каротином. Ржавчинные грибы вызывают болезнь «ржавчину», которая в некоторые годы причиняет большой вред сельскому хозяйству, так как из-за нее снижается урожай культур и ухудшается качество продуктов. Иногда приходится преждевременно скашивать пораженные хлеба и получать одну плохую солому.
У многих ржавчинных грибов известны пять стадий жизненного цикла (нумеруемые 0—IV). Различные стадии гриба могут жить на одном или на разных видах растений. Во время первой стадии цикла (0) в разнообразных по виду спермогониях (или пикниях) образуются спермации (или пикниоспоры), выходящие из них вместе с жидкостью через остиолы. Для второй стадии (I) характерны образующиеся в эциях (или эцидиосорусах) эциоспоры (плазмогамоспоры). Они одноклеточные, обычно тонкостенные, бородавчатые, из них вырастают гифы двуядерного мицелия.
На дикариотическом мицелии образуются урединии (уредии, или уредосорусы, — стадия II) с обычно одноклеточными окрашенными пористыми урединиоспорами. У некоторых видов вместо урединиоспор образуются более тёмные и толстостенные амфиспоры. Из спор третьей стадии снова образуются урединии или же телии (телеутосорусы) — органы четвёртой стадии гриба (III). В них имеются долговечные телиоспоры (также телеутоспоры или телеутоспородесмы), состоящие из нескольких клеток. Стадия гриба с телиями и телиоспорами называется телеоморфой вида. Из телиоспор образуются базидии (или метабазидии, также промицелий) с 2—4 базидиоспорами (споридиями), характерные для последней стадии цикла (IV). Они гаплоидные, одноклеточные быстро прорастают.
При развитии ржавчины на растении обычно происходит местное, локальное заражение, т. е. поражение паблюдается па небольшом участке, куда попала одна спора гриба. У небольшого числа видов мицелий может пронизывать все растение и давать так называемое диффузное поражение всего растения. Для ржавчинных грибов характерно также массовое рассеивание спор. Оседая на растениях, споры ржавчины, переносимые ветром на многие километры, вызывают множество местных очагов инфекции на растении одного и того же вида.
Прорастающая спора ржавчинного гриба дает так называемую ростковую трубку, которая чаще всего через устьица проникает в ткани растения-хозяина. Мицелий гриба растет и распространяется внутри тканей растения, посылая в клетки гаустории, с помощью которых происходит питание гриба. Гифы ржавчинных грибов распространяются по межклетникам растения-хозяина. Контакт между цитоплазмой хозяина и паразита осуществляется в кончиках гаусторий. Недавно было показано, что на конце гаустории, примыкающей к цитоплазме растения-хозяина, оболочки нет. В этом месте есть только цитоплазменная мембрана, через которую питательные вещества хозяина переходят в мицелий паразита.
