3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Mykorhizní symbióza

Transkript

1 1. ÚVOD Termín mykorhiza vznikl spojením řeckých slov mykes (houba) a rhiza (kořen). Jde o mutualistický vztah, který se vyskytuje u většiny rostlin. Mykorhizní houby jsou neodmyslitelnou součástí každého ekosystému i agrosystému. Nalézt v přírodě rostlinu bez mykorhizní houby je proto obtížné. Vztah je někdy tak těsný, že velká většina hub, které takto symbioticky žijí (označujeme je jako mykorhizní houby), by bez hostitelských rostlin pravděpodobně vyhynula. Podobně je tomu i s mnoha hostitelskými rostlinami, které by se také neobešly bez mykorhizních hub. Symbiotické houby jednak pomáhají zeleným rostlinám osídlit biotopy, které pro ně z počátku nemusí být příznivé a jednak usnadňují život na již osídlených biotopech. Mykorhizní houby usnadňují rostlině příjem vody a minerálních živin. Mykorhizní rostliny jsou též odolnější ke stresovým faktorům jako je sucho, zasolení či těžké kovy. Kolonizace kořenů rostlin mykorhizními houbami může rovněž omezovat napadení hostitelské rostliny kořenovými patogeny. Mykorhizní houby poskytují rostlinám rovněž růstové hormony (auxiny a cytokininy). Naopak, rostlina je prospěšná houbě tím, že poskytuje energetické zdroje a organické živiny. Kořenové patogeny jsou organismy, které mohou způsobit vážné choroby kořenů rostlin nebo kořenových krčků, což může vést ke značným ztrátám na výnosech. Důkladnější poznání vztahu mezi mykorhizními houbymi a kořenovými patogeny by mohlo omezit tyto ztráty. Tato problematika ještě není důkladně prozkoumána, ale většina autorů se shoduje na tom, že mykorhiza se podílí na potlačování patogenů. Tohoto jevu by se v budoucnu mohlo využít v ochraně rostlin. Detailnější znalost a využití tohoto vztahu by pak mohlo být klíčem k ekonomičtějšímu a ekologičtějšímu hospodaření. 9

2 2. CÍL PRÁCE 1. Zpracovat literární rešerši zaměřenou na charakteristiku endomykorhizních symbióz a v půdě se vyskytujících se kořenových patogenů. 2. Experimentálně ověřit vliv endomykorhizních hub, patogennní houby Fusarium culmorum a bakterie Bacillus subtilis na rostliny kukuřice, pěstované ve dvou různých půdách (v zahradnickém substrátu a luční půdě). 3. Konfrontovat získané poznatky s literárními údaji. 10

3 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Mykorhizní symbióza V období mezi silurem a devonem, téměř před 500 miliony lety se začaly rostliny přesouvat z moře na souš. V tomto období se první z nich snažily vyrovnat se stresovými podmínkami, zvláště co se týká dostupnosti vody a živin. Již z této doby je podle fosilií v buňkách rizomů (předchůdců kořenů suchozemských rostlin) dokumentována přítomnost houbových struktur. Tyto struktury patří tzv. endomykorhizním symbiotickým houbám, které dnes tvoří podobné asociace s mnoha druhy rostlin. Tento vstup do symbiózy byl pravděpodobně pro cévnaté rostliny evolučně výhodný a stal se postupně jedním z hlavních způsobů získávání živin z půdy. Některé druhy rostlin se pak sice staly druhotně nemykorhizními a jejich závislost na houbách vymizela. Mnohé se naopak staly tzv. obligátními symbionty (např. orchideje) a nemohou bez symbiózy existovat. V karbonu, asi před 200 miliony let, se na Zemi vytvořila evolučně výrazně prosazovat skupina nahosemenných rostlin, u které se vytvořil evolučně mladší a více specializovaný typ symbiózy ektomykorhiza. (VOSÁTKA, 2002) Termín mykorhiza označuje specifický vztah, který se vytváří mezi kořeny rostlin a houbami. Tento vztah je většinou symbiotický; pokud ale jeden z partnerů získá převahu, může se změnit na parazitický (TESAŘOVÁ, 1998). Naprostá většina ostatních cévnatých rostlin mykorhizu vytváří a žije tedy v nějakém spojení s houbovými organismy. Nalézt v přírodě rostlinu bez mykorhizních hub je proto obtížné (GRYNDLER et al., 2004). Z toho menšího procenta rostlin, které mykorhizu netvoří, jde hlavně o rostliny z čeledi brukvovitých (Brassicaceae), šáchorovitých (Cyperaceae), sítinovitých (Juncaceae) a merlíkovitých (Chenopodiaceae) (TESAŘOVÁ, 1998), mykorhizu nemají též rostliny vodní a mokřadní a některé ruderální ( GRYNDLER et al. (2004) uvádí, že mykorhizní houby patří mezi houby stopkovýtrusé (Basidiomycetes), vřeckovýtrusé (Ascomycetes) a spájivé (Zygomycetes). Mnoho různých druhů těchto hub se v půdě vyskytuje současně a tvoří společenstvo. Vlákna mykorhizních hub propojují vnitřní prostor kořene s půdním prostředím. Houba však nekolonizuje kořen chaoticky, ale omezuje se na některé jeho části na pletiva, která označujeme jako kořenovou pokožku (rhizodermis), což je nejsvrchnější vrstva buněk na povrchu kořene, a na (primární) kořenovou kůru, což je několik dalších vrstev 11

4 buněk pod kořenovou pokožkou. Mykorhizní houby nepronikají do kořenového středního válce, který obsahuje vodivá pletiva neboli cévní svazky, ani do jiných pletiv. Hlavními rysy látkové výměny v symbióze houby rostliny je zvýšený příjem minerálních živin (zejména fosforu) a vody mykorhizními houbami a tok sacharidů z rostliny do houby. Mykorhizní houby poskytují rostlinám rovněž růstové hormony (auxiny a cytokininy). Kolonizace kořenů rostlin mykorhizními houbami může rovněž omezovat napadení hostitelské rostliny kořenovými patogeny (např. Pythium ultimum, Fusarium oxysporum, Phytophtora fragiae); ochranná role mykorhizních hub vzrůstá u rostlin s bohatě větvenými kořeny (TESAŘOVÁ, 1998). Rozeznáváme několik typů mykorhizní symbiózy. Endomykorhizní typy se vyznačují pronikáním mykorhizní houby do vnitřního prostoru buněk hostitelova kořene. Jsou to arbuskulární mykorhizní symbióza, erikoidní mykorhizní symbióza a orchideoidní mykorhizní symbióza. Dalším typem je ektomykorhizní symbióza. Je naopak charakteristická tím, že se mykorhizní houba nachází pouze v mezibuněčných prostorech (intercelulárních). (GRYNDLER et al., 2004) Ektomykorhizní symbióza je charakteristická tím, že houba neproniká buněčnou stěnou do vnitřního prostoru buněk hostitele. Na rozdíl od endotrofních typů mykorhizních symbióz je houbou kolonizovaný úsek kořene často zduřelý, a výrazně se tak tvarem odlišuje od kořenů nekolonizovaných. Hyfy hub v mezibuněčných prostorech zpravidla tvoří tzv. Hartigovu síť a spleť hyf na povrchu kolonizovaného kořene bývá označovaná jako hyfový plášť (GRYNDLER et al., 2004). S ektomykorhizní symbiózou se setkáváme nejčastěji v lesních společenstvech. Celkově jde asi o 3 % z celkového počtu rostlinných druhů (VOSÁTKA, 2002). Podílejí se na ní stovky druhů hub především ze třídy stopkovýtrusých (Basidiomycetes), vřeckatých (Ascomycetes) a spájivých (Zygomycetes) (TESAŘOVÁ, 1998) Arbuskulární mykorhizní symbióza Arbuskulární mykorhizní symbióza je v přírodě nejrozšířenějším a vývojově nejstarším typem mykorhizní symbiózy. Je charakteristická mezibuněčnými i vnitrobuněčnými vlákny houby (hyfami) a zejména zvláštními bohatě větvenými vnitrobuněčnými útvary nazývanými arbuskuly (GRYNDLER et al., 2004). 12

5 Vyskytuje se asi u % druhů rostlin. Tuto symbiózu mají všechny běžné čeledi cévnatých rostlin, např. lipnicovité (Rosaceae), bobovité (Fabaceae), hvězdnicovité (Asteraceae) a mnoho dalších. Výjimkou jsou rostliny čeledi brukvovitých (Brassicaceae), merlíkovitých (Chenopodiaeae), laskavcovitých (Amarantaceae) a sítinovitých (Juncaceae) (VOSÁTKA, 2002). Fyziologie rostlin je vysoce ovlivněna přítomností symbiotické houby (AZCON-AGUILAR & BAGO, 1994). Ekologická a ekonomická hodnota arbuskulární mykorhizy (AM) může být odvozena ze skutečnosti, že asi čtyři pětiny všech rostlin, včetně zemědělsky důležitých plodin, tvoří tento typ mykorhizy (AZCON-AGUILAR & BAREA,1996). Přítomnost arbuskulárních mykorhizních (AM) hub v půdě či kořenech rostlin není na rozdíl od hub ektomykorhizních - rozpoznatelná pouhým okem, ale lze ji zjistit jen s využitím mikroskopu. Arbuskulární mykorhizní houby vstupují opět na rozdíl od ektomykorhizních do kortikálních buněk kořenů hostitelské rostliny a vytvářejí zde typické útvary arbuskuly a vezikuly. Díky přítomnosti těchto charakteristických struktur v kořenových buňkách byl tento typ endomykorhizy dříve označován jako mykorhiza vezikulo-arbuskulární, později však bylo od tohoto pojmenování upuštěno, protože některé skupiny AM hub vezikuly nevytvářejí (htpp:// Houby i AM symbiosy jsou ve světě velmi rozšířeny. Houby patří do tříd Zygomycotina, řádu Glomales. Bylo určeno asi 150 druhů, patřících do šesti rodů, které je schopno tvořit AM ( Acuulospora, Entrophospora, Gigaspora, Glomus, Sclerocystis a Scutellospora)(AZCON-AGUILAR & BAREA,1996). Mycelium AM hub je nepřehrádkované (cenocytické), tvořeno jednou buňkou, která obsahuje mnoho jader. Mycelium má v půdě krátkou životnost, hyfy žijí průměrně jen asi 5-6 dnů a jsou rychle nahrazovány novými hyfami (STADDON et al., 2003). Mycelium má schopnost získávat výživu z kořene hostitelské rostliny. Životní cyklus začíná klíčením spory v mycelium, které je schopno kolonizovat kořen hostitele. Při kontaktu mycelia s kořenem se utvoří terček (apresorium), tj. struktura, která přilne k povrchu kořene a z které vyrůstají jedna nebo několik hyf, které pronikají přes rhizodermis do primární kořenové kůry (GRYNDLER et al., 2004). Houba, která proniká do primární kořenové kůry, tvoří charakteristické struktury - kořenové mycelium, arbuskuly a vezikuly. Kořenové mycelium, které proniká do kořene, je tvořeno hyfami, vypouštějící do buněk vidličnatě větvené útvary = arbuskuly 13

6 (z lat. arbuscula = stromeček). Délka života každé arbuskuly je asi 4 14 dní (AZCON- AGUILAR & BAREA,1996). Vezikuly (z lat. vesicula = měchýřek) jsou kulovité i nepravidelné útvary. Vznikají rozšířením hyf kořenového mycelia. Jejich funkce není známá, předpokládá se, že slouží jako zásobní struktury (GRYNDLER et al., 2004). Podle způsobu, jak se houba v kořenové kůře šíří, rozeznáváme dva morfologické typy AM symbióz : typ Arum a Paris (GALLAUD, 1905). Typ Arum: Je pro něj charakteristické rychlé šíření v apoplastickém prostoru primární kořenové kůry hostitele. Vezikuly (pokud se tvoří) jsou vnitrobuněčné nebo mezibuněčné, arbuskuly se tvoří v hlubších vrstvách buněk terminálně na vnitrobuněčných větvích mezibuněčných hyf (GRYNDLER et al., 2004). Typ Paris: Naopak zcela postrádá mezibuněčné hyfy a symbiotická houba se šíří korovým pletivem symlasticky, z buňky do buňky, a tvoří mnoho vnitrobuněčných hyfových závitků s četnými arbuskulami (SMITH & SMITH, 1997).. Obr. 1 Schématické znázornění morfologických typů arbuskulárních mykorhiz: Typ Paris a typ Arum (GRYNDLER et al., 2004). AM symbióza funguje tak, že mycelium uvnitř kořene prorůstá do okolní půdy, kde vytváří až do vzdálenosti několika centimetrů hustou síť a nové spory, které zajistí reprodukci i v dalších vegetačních obdobích. V jednom gramu půdy se může rozrůst až několik metrů podhoubí, které mnohonásobně zvětší absorpční povrch kořenového systému. Houba je na rostlině závislá a rostlina jí poskytuje cukry potřebné pro růst, naopak houba rostlině zprostředkuje kontakt s půdou (VOSÁTKA, 2002). 14

7 Toto spojení je obvykle považováno za mutualistickou symbiózu kvůli vysoce závislému vztahu mezi oběma partnery, kde hostitelská rostlina přijímá pomocí houbového mycelia minerální živiny a heterotrofní houba získává uhlík z fotosytnézy hostitele (AZCON-AGUILAR & BAGO, 1994). Primární účinek AM je zvyšovat zásobu minerálních živin pro rostlinu, zvláště těch, jejichž iontové formy mají nižší pohyblivost, nebo těch, které jsou v půdním roztoku v nízkých koncentracích. To se týká hlavně fosforu, amoniaku, zinku a mědi (BAREA, 1991). Mykorhizní rostliny mají, díky rozšíření příjmové kapacity kořenového systému myceliální sítí lepší příjem fosfátů, dusíku, draslíku a některých mikroprvků a efektivnější příjem vody. Tyto rostliny mohou být schopny, ve spojení se specifickými půdními bakteriemi, získávat živiny i z méně rozpustných zdrojů nedostupných rostlině bez symbiózy (VOSÁTKA, 2002). AM může zvyšovat toleranci rostlin k abiotickým i biotickým stresům (NEWSHAM et al., 1995). Odolnější jsou rovněž vůči stresům způsobeným suchem, vysokým zasolením, zhutněním či kontaminací chemikáliemi. Kořeny rostlin (stejného i odlišného druhu) mohou být propojeny souborem hyf a živiny mohou být transportovány od jedné rostliny ke druhé, čímž jsou omezeny konkurenční vztahy a je podpořena uniformita porostu. U arbuskulární mykorhizy je typická velmi nízká až nulová specifita houbových symbiontů vůči hostitelské rostlině tzn., že jeden druh houby může vytvářet funkční symbiózu s velmi širokým spektrem rostlinných druhů. Hlavní účinky AM na ekosystém rostlina půda můžou být shrnuty takto: 1) zlepšují zakořeňování 2) zlepšují příjem málo pohyblivých iontů 3) zlepšují koloběh živin 4) zlepšují toleranci rostlin k abiotickým a biotickým stresům 5) zlepšují kvalitu půdní struktury 6) zlepšují diverzitu rostlinných společenstev (AZCON-AGUILAR & BAREA,1996). AM symbiosy proto také ovlivňují několik aspektů fyziologie rostlin jako je minerální výživa, vývoj rostlin a ochrana rostlin (GIANINAZZI et al., 1990). AM houby mají nepřímý vliv na růst rostlin, protože mají vliv na stabilizaci půdní struktury (BETHLENFALVAY & LINDERMAN, 1992) Orchideoidní mykorhizní symbióza Rostlinná čeleď vstavačovitých (Orchidaceae) je rozsáhlá, atraktivní a ekonomicky významná. Její zástupci vytvářejí takzvanou orchideoidní mykorhizní 15

8 symbóizu. Ta je endotrofním typem mykorhizní symbiózy a spolu s orchidejemi je celosvětově rozšířená. Jde o symbiózu, která má pro životní cyklus hostitelských rostlin zásadní význam, neboť ty jsou na i zcela adaptovány a nedokáží bez ní v reálných podmínkách přírodních lokalit vyklíčit. Značnou roli hraje i v dalším růstu semenáčků a pravděpodobně i dospělých rostlin. Jako hostitelské rostliny vytvářející orchideoidní mykorhizy lze označit výhradně všechny zástupce čeledi vstavačovitých, není známo, že by tento typ mykorhizní symbiózy vytvářel jakýkoli rostlinný druh z jiné rostlinné čeledi (GRYNDLER et al., 2004). Orchideoidní mykorhizní symbióza se vyskytuje pouze u orchidejí. Zástupci čeledi vstavačovitých (Orchidaceae) vytváří tzv. orchideoidní mykorhizní symbiózu s houbami z čeledi Basidiomycetes (GRYNDLER et al., 2004), velmi často jde o Rhizoctonia solani, která je známým patogenem řady klíčních rostlin (TESAŘOVÁ, 1998). Mycelium je tvořeno převážně přímými, poměrně často se větvícími a posléze anastomózujícími hyfami a takzvanými monilioidními buňkami (blastosporami), které vytvářejí nejprve řetízky, jenž se posléze větví a anastomózují, čímž vznikají shluky těchto buněk (řídká sklerocia). Zajímavý je rovněž výskyt do sebe spirálovitě stočených koncových hyf, které nacházíme jak u saprotrotních volných kultur mykorhizních hub, tak u mimokořenového mycelia (GRYNDLER et al., 2004). Na rozdíl od předchozích typů mykorhizy zásobuje v tomto případě houba rostlinu nejen živinami, ale také organickými látkami (TESAŘOVÁ, 1998). Podle kolonizace kořenů orchideí lze orchideoidní mykorhizní symbiózu rozdělit na tolypofágní a ptyofágní typ (BERNARD 1909, BURGEFF 1932). Tolypofágní typ je běžnější a rozšířenější. Nacházíme ho u protokormů i u dospělých orchideí. K primárnímu průniku do pletiv kořene dochází z vnějšku půdního prostředí. Kořeny dospělých rostlin jsou kolonizovány přes kořenovou pokožku (rhizodermis) včetně kořenových vlásků (PERTERSON & FARQUAHAR, 1994). Jako u jiných mykorhiz, rovněž u orchideoidní mykorhizy houba nikdy nezasahuje do středního válce (stélé) a šíří se parenchymatickými buňkami primární kůry kořene. Tolypofágní typ je charakterizován vytvářením klubíček hyf. Tato klubíčka se vytvářejí uvnitř v buňkách primární kůry kořene poté, co hyfa penetruje dovnitř, kde naroste, rozvětví se a vytvoří hustou spletenou strukturu. Poté hyfa může prorůstat do buňky 16

9 sousední. Smotek je typickou mykorhizní strukturou, která se u volně nebo paraziticky žijících hub jinak nevyskytuje (GRYNDLER et al., 2004). Ptyofání typ je znám pouze u několika druhů nezelených tropických orchideí a máme o ní málo znalostí. Je charakterizován opět tím, že dochází ke kolonizaci buněk primární kůry kořene, ale nevyvíjejí se zde hustá klubíčka hyf. V hlubších vrstvách kortexu ale dochází k tomu, že hyfa, která penetrovala buňku, na vrcholu praská a uvolňuje svůj obsah do cytoplasmy této buňky, která jej postupně obaluje plazmalemou (PRŮŠOVÁ & PRŮŠA, 2006). Obr. 2 Formy orchideoidní mykorhizní symbiózy (GRYNDLER et al., 2004). Mezi houbou a orchidejí probíhá trvalá výměna látek. Jde o velice složitý proces, který není do detailů ještě prozkoumán. Houba například zajišťuje rostlině zvýšený příjem fosfátových iontů. ALEXANDER et al. (1984) objevili, že mykorhizní Goodyera repens (smrkovník plazivý) získala 100-krát více fosforu než nemykorhizní kontrola. Byl také potvrzený přenos fosforu a dusíku z houby do rostliny (CAMERON et al., 2007). Mykorhizní houby mohou být pro orchideje hlavním zdrojem vody. U Platanthera integrilabia a Epidendrum conopseum byl obsah vody vyšší u mykorhizních semenáčků oproti nekolonizované kontrole (YODER et. al., 2000). Mezi další zajímavé děje patří tok uhlíkatých látek. Zde je již situace složitější. Opět zde zůstává plno nedořešených otazníků. S největší pravděpodobností dochází k toku uhlíkatých látek oběma směry. U nezelených (neasimilujících) druhů, jako je Neottia nidus-avis, Epipogium aphyllum, Limodorum abortivum, Corallorhiza trifida, převládá tok uhlíkatých látek z houby do rostliny. Jinak tomu může být u zelených (asimilujících) druhů. V časných stadiích ontogeneze, vzhledem k tomu, že semena orchidejí jsou 17

10 velmi malá a neobsahují prakticky žádné zásobní látky, čerpá rostlina výživu od houbového symbionta. V momentě, kdy dojde k nárůstu listové hmoty a rostlina začne asimilovat, může se situace změnit a houba může brát uhlíkaté látky z rostliny. Podrobně tyto procesy sice objasněné nejsou, ale svědčí pro to různá pozorování, při kterých docházelo k masivnímu nárůstu mimokořenového mycelia mykorhizních hub v čistě minerálních substrátech, ve kterých se nemohly uplatnit saprofytní schopnosti růstu těchto hub (PRŮŠOVÁ & PRŮŠA, 2006) Erikoidní mykorhizní symbióza Erikoidní mykorhizy tvoří velká většina zástupců rostlin řádu Ericales (vřesovcovitých). Mezi houby, které tvoří erikoidní mykorhizy patří zejména Hymenoscyphus ericae (voskovička vřesovcová), druhy imperfektního rodu Oidiodendron (WHITTAKER & CAIRNEI, 2001) a řada neidentifikovaných askomycetů, pravděpodobně náležejících do řádů Leotiales (CHAMBERS et al., 2000) a Helotiales (CAIRNEY & ASFORD, 2002). Jde o endomykorhizní typ symbiózy, tj. houba proniká do buněk hostitele. Je charakteristická pro kyselé biotopy chudé na dostupné minerální živiny (fosfor a dusík), např. vřesoviště a rašeliniště, kde se hromadí obtížně dostupná organická hmota s nízkým obsahem minerálních živin, s vysokým poměrem organického uhlíku k dusíku (CAIRNEY, 2000). Erikoidní mykorhizní houby dokáží využívat proteiny z prostředí a získávat energii, uhlík a dusík transportovat do hostitele. Mykorhizní kořeny u erikoidních rostlin nemají kořenové vlášení a jeho funkce je nahrazovaná myceliem (GRYNDLER et al., 2004). Charakteristickou anatomickou strukturou erikoidní mykorrhizy jsou tenké kořínky erikoidních rostlin tzv. vlasové kořeny. Tyto anatomicky velmi jednoduché efemérní orgány se vyskytují u všech erikoidně mykorhizních rostlin. Erikoidně mykorhizní houby kolonizují rhizodermální buňky těchto kořenů a tvoří v nich typické útvary klubka a smyčky, které jsou místem výměny látek a informací mezi houbou a rostlinou. Z kolonizovaných kořenů proniká do okolního substrátu síť extraradikálního mycelia, které zmnohonásobuje objem substrátu, ze kterého může aktivně rostlina čerpat živiny a vodu (htpp:// Erikoidně mykorhizní houby mají značně saprofytní schopnosti, dokáží pobývat dlouhou dobu bez hostitelské rostliny. Produkují speciální enzymy (proteázy, chitinázy 18

11 apod.), které jim umožňují čerpat látky z komplexních organických zdrojů pro rostliny nepřístupných (peptidy, proteiny, chitin z houbového mycelia nebo odumřelého hmyzu atd.) (htpp:// Fytopatogenní houby Houby jsou schopné atakovat všechny rostlinné druhy, způsobovat vážná poškození a za určitých okolností mohou způsobit i smrt rostliny. Při rostlinné produkci je kvůli rostlinným patogenům víc než polovina potenciální úrody ztracena, většinou kvůli houbovým patogenům. Při skladování může být až 1/3 sklizně zničena posklizňovými chorobami, většinou také houbami. Před- a posklizňové choroby může redukovat použití fungicidů a pěstitelská opatření můžou zavést rezistentní rostliny k chorobě. Posklizňové ztráty mohou být sníženy skladováním produktů při nízkých teplotách a nízké vlhkosti (BAKER et al., 2006) Mykózy představují 84 % hospodářsky významných chorob zemědělských plodin. Patogenní houby mohou napadat kteroukoliv část rostliny a vyvolat charakteristické příznaky choroby, od lokálního poškození až po odumření celého hostitele. Houby napadající rostliny z půdy mohou vyvolat nádorovitost kořenů (Plasmodiophora brassicae) či hlíz (Synchytrium endobioticum), hniloby kořenového systému (Aphanomyces, Pythium, Thielaviopsis), nebo hniloby oddenků, cibulí a hlíz (Rhizoctonia, Sclerotium, Sclerotinia). Příznakem houbové infekce bývá též černání bazální části osy (černá noha) a padání rostlin (Pythium, Phoma, Fusarium) nebo vadnutí postihující jednotlivé byliny, trvalky i dřeviny (Phytophthora, Fusarium, Verticillium, Ceratocystis, Polyporus). Na nadzemních částech hostitele působí houby skvrnitost listů, květů plodů, lodyh i kmenů, vedoucí k postupným nekrózám či hnilobám (Erysiphales, Uredinales, Ustilaginales). Některé z těchto mykóz jsou označovány podle makroskopického charakteru skvrn soubornými názvy plísně (Peronospora, Phytophthora, Botrytis, Penicillium), spály (Colletotrichum, Gloeosporium), antraknózy (Glomerella, Gnomonia, Ascochyty), nebo strupovitosti (Venturia). Houbová infekce může vyvolat též opad listů (Lophodermium), růstové deformace, hálky a čarověníky (Exobasidium, Taphrina), nebo zakrnělost a poruchy ve vývoji rostlin (Ustilaginales). Napadení dřevin se projeví pukáním kůry (Coniothyrium), rakovinnými nádory (Valsa, Nectria), nebo mokrou či suchou hnilobou dřeva (Stereum, Pleuorotus, Lenzites). Plody a semena bývají postiženy různými skvrnitostmi 19

12 a hnilobami za vegetace i během skladování (Plasmopara, Glomerella, Monilia, Aspergillus, Botrytis). Obdobně mohou být poškozeny i skladované kořeny, oddenky, cibule a hlízy (Spongospora, Rhizopus, Penicillium, Fusarium, Rhizoctonia) (KŮDELA et al., 1989). Mezi nejčastější původce chorob kořenů rostlin patří rody Fusarium, Rhizoctonia, Pythium, Plasmodiophora, Gaeumannomyces, Alternaria, Synchytrium a Phoma Fusarium Velký a velmi proměnlivý rod, jehož zástupci tvoří charakteristické vícebuněčné makrokonidie a velmi malé jednobuněčné mikrokonidie. Vyskytují se zejména v rhizosféře, jsou to saprofyti a paraziti rostlin. Způsobují hniloby některých plodin a choroby, které se šíří cévními svazky (tracheomykózy). Velmi často parazitují na mladých rostlinkách obilnin, u kterých způsobují hnilobu stébel. Fuzária žijí v rhizosféře, tj. nejbližší zóně kořenů (RÍDZYOVÁ, 1999). Rod Fusarium je řazen do oddělení Ascomycota, třídy vláknité askomycety, pomocné skupiny Pyrenomycetes (Askomycety tvořící perithecia) a řádu Hypocreales (AGRIOS, 1997). Druhy rodu Fusarium vytvářejí bohaté myceliální porosty světlých barev, které jsou plstnaté nebo vatovité. Spodní strana kultury bývá často pestře zbarvená. Konidiální stádium vytváří volné jednotlivé konidiofory, z kterých se odštěpují konidie. Někdy jsou konidie seskupené do makroskopicky viditelných shluků nazývaných sporodochia. U rodu Fusarium jsou známé dva druhy konidií, makrokonidie a mikrokonidie. Pro určení druhu jsou nejtypičtější makrokonidie, které jsou charakteristické počtem buněk, velikostí, tvarem zahnutí, dále tvarem a zahnutím apikální buňky a zahnutím bazální buňky. U některých druhů se často vyskytují i chlamydospory, které vznikají na konci vláken, a nebo mezi buňkami. U fuzárií se setkáváme i se sklerocii, tuhými kulovitými útvary. Mnohé druhy tvoří plodničky (DOMSCH et al., 1980). Fuzária napadají mnohé čeledě rostlin, mezi které patří Aizoaceae, Betulaceae, Campanulaceae, Cucurbitaceae, Liliaceae, Linaceae, Malvaceae, Musaceae, Palmae, 20

13 Rosaceae, Saxifragaceae, Solonaceae, Violaceae, Vitaceae a ojediněle napadají i houby z pododdělení Basidiomycotina (BOOTH, 1971). Řada druhů fuzárií je schopna produkovat široké spektrum mykotoxinů, více či méně nebezpečných pro zdraví živočichů a tedy i člověka. V rozsáhlých výzkumech prováděných na celém světě bylo zjištěno, že z 61 druhů rodu Fusarium, způsobujících onemocnění kulturních rostlin, je 35 druhů schopno produkovat 137 sekundárních metabolitů (NIJS et al., 1996). Mezi makroskopické projevy infekce fuzárii patří redukce počtu rostlin a jejich růstu ve fázi klíčení. Primárním zdrojem inokula těchto hub jsou posklizňové zbytky a infikované osivo (RÍDZYOVÁ, 1999 ), které může být potencionální příčinou odumírání klíčních rostlin Fusarium culmorum Houba vytváří ve vzdušném myceliu makrokonidie, které mají v čase zralosti 3 až 5 sept. Jsou mírně zakřivené a dorzoventrálně prodloužené se zašpičatělou apikální buňkou a dobře viditelnou bazální buňkou. Mikrokonidie houba netvoří. Chlamydospory jsou oválné až kulaté. Vyrůstají jednotlivě, v řetízcích nebo zhlucích. Mycelium se druhý až třetí den zbarvuje do žluta a tato barva se postupně rozšiřuje na celou kolonii. Zároveň se na povrch média rozvíjí červená pigmentace, která se v konečném důsledku mění na červeno hnědou (RÍDZYOVÁ, 1999). Houba Fusarium culmorum způsobuje na kukuřici hniloby klíčků, stébel a trouchnivění palic. Patogen se vyskytuje všude, ale hlavně v teplejších oblastech má větší význam. Houba přezimuje na osivu, ale může přežívat i saprofyticky mimo hostitelské rostliny. Infekce probíhá většinou přes kořen, příležitostně i ranami na bázi stébel a základech listů. Do stébla proniklé mycelium rozkládá pletivo dřeně mezi vodivými svazky a může odspodu prorůstat všemi kolénky, jakož i palicí. Z povrchových polštářků mycelia se mohou konidie šířit větrem nebo dešťovými kapkami (SCHWARZ et al., 1996). 21

14 Fusarium nivale Fusarium nivale (syn. Mycrodochium nivale) tzv. plíseň sněžná je původce fuzariózy obilí (vyzimování obilí). Plíseň sněžná je choroba známá původně zejména jako onemocnění žita, ale v posledních desetiletích se vyskytuje ve větší míře také na pšenici (SYCHROVÁ, 1995). Napadá všechny druhy obilnin kromě kukuřice. Přezimuje ve formě mycelia na obilninách nebo na zbytcích rostlin v půdě. Houba se namnoží v ozimech v předjaří ve vzduchové dutině mezi sněhem a půdou. Infekce probíhají především konidiemi. Po odtání sněhu leží listy ozimé obilniny na zemi a jsou pokryté narůžovělým myceliem houby, rostliny žloutnou. Vedle toho se vyskytují poruchy při vzcházení, jako hnědnutí kořenů a báze rostliny, skvrnitosti na listech, šroubovité kroucení klíčků; později též napadení báze stébel i napadení listů a klasů. Později se objevují perithecia, která uvolňují výtrusy právě v době, kdy dokvétá obilí. Askospory jsou větrem zanášeny na dokvétající obilky, kde se zachycují a infikují semeník. Patogen přežívá saprofyticky na odumřelých rostlinných zbytcích v půdě. Infekce tak nastává především penetrací nadzemní části rostliny myceliem houby prorůstajícím z půdy. Kromě toho je infekce přenosná osivem a způsobuje zde hynutí klíčních rostlin (HÄNI et al., 1993) Fusarium jako součást komplexu chorob pat stébel Choroby pat stébel jsou způsobené komplexem patogenů. Za hlavní příčinu tohoto onemocnění je považovaná houba Pseudocercosporella herpotrichoides (WEGENER & WOLF, 1995; ŠINDELKOVÁ M., 1996), dále Rhizoctonia cerealis, Rhizoctonia solani a řada druhů rodu Fusarium (CICHY et al., 1994; ŠINDELKOVÁ, 1996). Nejčastěji zde lze nalézt Fusarium culmorum, F. graminearum., F. avenaceum, F. nivale. Na listech, později při metání na bázi stébla se vyskytují čárkovité, značně proměnlivé skvrny. Stéblo prorůstá narůžovělým myceliem a trouchniví. Může dojít i ke zničení kořenového vlášení i hlavních kořenů (hnědá suchá hniloba). Rostliny se zpožďují v růstu, méně odnožují a zčásti tvoří bílé, hluché klasy. Poškozována bývá pšenice, ječmen, oves, žito, tritikale, kukuřice (ta nikoliv F. nivale). Primárním zdrojem infekce je infikované osivo a mycelium, přetrvávající na rostlinných zbytcích v půdě. Houba napadá nejprve listové pochvy mladých rostlin v půdě a způsobuje odumírání listů nebo celých odnoží. V průběhu vegetace mycelium prorůstá a zasahuje stéblo. Napadení a hniloby kořenů fuzárii úzce souvisí s napadením stébel. Kromě výše uvedených druhů se zde však podílí také řada půdních fuzárií. V literatuře jsou uváděny 22

15 zejména F. solani, F. sambucinum var. coeruleum, F. oxysporum. F. acuminatum, F. moniliforme, F. sulphureum, F. tritictum, F. heterosporum a F. sporotrichoides (SYCHROVÁ, 1993). Většina druhů podílejících se na kořenových hnilobách obilnin byla také nalezena na divoce rostoucích rostlinách. Patogenita řady těchto druhů pro obilniny je však stále poněkud nejasná a pravděpodobně se uplatňují až sekundárně na rostlinných pletivech napadenými jinými druhy. Spolu s druhy rodu Fusarium pak kořenové hniloby způsobuje také houba Gaeumannomyces graminis, původce černání pat stébel Fusarium spp. Fusarium spp. je původcem spály řepy (spolu s Pythium spp., Aphanomyces spp., Phoma betae, Rhizoctonia solani aj.). Příznaky: Vzcházející rostliny jsou zaškrceny. Kořeny jsou hnědé až černé nebo mají silně zúžený hypokotyl (HÄNI et al., 1993). Houby přezimují saprofyticky na napadených zbytcích kořenů. Fusarium spp. je i nespecializovaným škůdcem, který způsobuje choroby klíčních rostlin, báze stonků a vadnutí. Napadá všechny rostliny ve stadiu klíčení. Později zejména bobovité, lilkovité a tykvovité (SCHWARZ et al., 1996). Příznaky: Ve vzcházejících porostech se objevují prázdná místa a ohniska napadení. Klíční rostliny jsou hnědé nebo se zaškrceným krčkem, nerostou či padají. Postranní kořínky hnědnou, praskají a rozpadají se. V určitých případech rostliny vadnou, přičemž nejprve starší, potom postupně mladší listy od špičky žloutnou a zasychají. Kořeny jsou často slabé a gumovitě měkké nebo podléhají suché hnilobě a příležitostně se objevuje různě zbarvené mycelium hub. Houby přežívají ve formě mycelia či trvalých spor na posklizňových zbytcích. Kořeny jsou zpravidla infikovány myceliem v půdě, mohou se ale přenášet i infikovaným osivem (ROD et al., 2005). Houby Fusarium solani var. coeruleum + spp. způsobují suché hniloby hlíz brambor. HÄNI et al. (1993) popsal příznaky takto: Na skladovaných hlízách se objevují tmavší, později scvrklá, vpadlá, suchá místa. Na slupce se tvoří světlé polštářky mycelia. Uvnitř hlízy vznikají dutiny. Hlízy mohou úplně scvrknout a stávají se mumiemi. Často dochází k směsným infekcím různých původců suchých hnilob a rozpoznání jednotlivých příznaků je často obtížné. Tyto houbové choroby lze nalézt všude a mohou způsobit citelné skladovací ztráty a poškození vzcházivosti. Při směsné 23

16 infekci s bakteriózami může dojít k totálním ztrátám. Infekčním zdrojem je půda nebo nemocná hlíza. Přezimující spory infikují zdravé hlízy přes (mechanická) poranění. Při vysoké vlhkosti jsou možné i infekce očky a lenticelami. Čeleď dýňovité (Cucurbitaceae), především skleníkové okurky a melouny, napadá Fusarium oxysporum, způsobující fuzáriové vadnutí. Většinou až na vzrostlých rostlinách pozorujeme vadnutí. Ve spodní části stonku jsou vystouplé cévní svazky jako vystupující čárky. Mycelium houby prorůstá směrem vzhůru cévními svazky, které hnědnou. Rostliny od bazální části uvadají a stonek částečně prorůstá bělavé, později růžové mycelium. Rostliny rychle odumírají, přičemž báze stonku a kořeny jsou hnědé, zjizvené a trouchniví. Zdrojem infekce jsou trvalé spory přežívající v půdě několik let (SCHWARZ et al.,1996). Skleníkové okurky mohou být též postiženy fuzáriovou hnilobou báze stonku, která je způsobeny houbou Fusarium solani var. cucurbitae. Houba způsobuje vadnutí. Příčinou je suchá hniloba báze stonků, které jsou často mírně zaškrcené. Jen zřídka se na nich objevuje bělavé mycelium. Jakmile jsou cévní svazky v kořenovém krčku zničeny a stonek ztrouchnivěl, rostlina hyne. Infekce je vyvolána sporami přežívajícími v půdě (SCHWARZ et al.,1996). Kořenová spála a vadnutí hrachu je způsobena Fusarium oxysporum a F. solani f. sp. pisi (ale i Rhizoctonia spp., Pythium spp., Apanomyces euteiches a další). Příznaky: Od konce května rostliny v ohniscích krní, mají šedozelenou barvu, svinují listy, vadnou, žloutnou, po čase usychají. Cévní svazky ve spodních částech jsou červenožluté. Houby přežívají v půdě více let jako saprofyté nebo jsou přenášeny osivem (HÄNI et al., 1993). Vyklíčené spory napadají rostlinu na kořenech a děložních lístcích. Na odumírajících rostlinách se tvoří na bázi stonků ložiska spor (SCHWARZ et al., 1996). U liliovitých způsobuje Fusarium culmorum a F.oxysporum fuzáriovou hnilobu kořenů. Houby rodu Fusarium se vyskytují především na póru, ale i na cibuli. Přes poranění proniká houba do kořenů a lodyh. Kořeny červenají a odumírají. Cibule rychle podléhají hnilobě. Příležitostně se projevuje i zasychání špiček listů (SCHWARZ et al., 1996). 24

17 Rhizoctonia Mezi druhy Rhizoctonia se vyskytují saprofyté, parazité a druhy, které tvoří mykorhizu, zejmény s orchidejemi, případně s dalšími druhy rostlin. Druhy rodu Rhizoctonia jsou velmi variabilní obyvatelé půdy. Parazitičtí zástupci jsou celosvětově příčinou ekonomicky významných onemocnění nejdůležitějších plodin obilnin, bavlníku, cukrovky, bramboru, zeleniny, trav, okrasných rostlin, ovocných i lesních dřevin. Nejčastěji se napadení projevuje uvadáním klíčních rostlin, hnilobou kořenů a stonků a skvrnitostí listů. Houby rodu Rhizoctonia jsou převážně kosmopolitní, známější druhy jsou rozšířeny na celém světě. Téměř všechny cévnaté rostliny jsou potenciálními hostiteli patogenních druhů rhizoctonií. Houby rodu Rhizoctonia jsou řazeny do odd. Basidiomycota, tř. Basidiomycetes. Všechny druhy mají hyfy se septy, u žádného z druhů se nevyskytují nepohlavní mitospory. Některé druhy vytvářejí sklerocia složená z aglutizovaných tlustostěnných hyf, které slouží jako propaguly. Pohlavní fáze zahrnuje aktivní uvolňování basidoiospor z jednoduchých basidiomat, která jsou makroskopicky viditelná jako tenká, efuzní, voskovitá vrstva nebo síťovina na odumřelých nebo živých částech rostlin, poražených stromech, deritu či povrchu půdy (ŠAFRÁNKOVÁ, 2002). Některé druhy rhizoctoniových hub jsou nekrotrofní parazité rostlin. Úspěšný parazitismus vyžaduje schopnost penetrovat rostlinné buňky a následně odolávat antifungálním toxinům vytvořeným rostlinou. Penetrace rostlinných buněk houbami rodu Rhizoctonia je většinou mechanická. Houba napadá měkká pletiva kořenů, báze stonků a listy. Po kontaktu s hyfou se často vytvoří na povrchu hostitele útvar podobný sklerociu infekční polštářek (GONZALES & OWEN, 1963 ) Rhizoctonia solani Rhizoctonia solani je známá především jako patogen bramboru. Příznaky: Prvním příznakem napadení je nerovnoměrné vzcházení a mezerovitost porostu v důsledku napadení klíčků. Na mladých klíčcích hnědé, suché skvrny. Klíčky často odumírají. Nejnápadnějším znakem je vzejití pouze jednoho až dvou stonků (RADTKE et al., 2002). U dospívajících rostlin se v důsledku poškození cévních svazků v ose listů vytvářejí vzdušné hlízky. Vrcholové listy se podélně svinují směrem nahoru, jsou světlejší a často načervenalé. Napadené trsy vytvářejí znetvořené, většinou malé hlízky. Na slupce hlíz se objevují černohnědá sklerocia nepravidelných tvarů. Nápadná sklerocia na hlízách jsou však považována spíše za vadu na kráse negativně ovlivňující 25

18 tržní hodnotu. Na pokožce hlíz se může objevit píštěl ( drycore = suché srdce) v podobě kulatých, ostře ohraničených, lehce propadlých, hnědých skvrn, jejichž pokožka bývá ve středu často rozrušená a překrývá zkorkovatělou zátkou píštěl (HÄNI et al., 1993). Houba přezimuje na hlízách a v půdě ve formě ztvrdlých černohnědých sklerocií, které zůstávají klíčivé po několik let. Ze sklerocií vyrůstají svazky hyf, které napadají mladé klíčky. Při vlhkých a chladných podmínkách osidluje houba stonky těsně nad zemí a tvoří zde basidiospory. Drycore vzniká při napadení hlízy přes lenticely. Houba přezimuje ve formě sklerocií na hlízách nebo sklerocii a myceliem na odumřelém organickém materiálu. Sklerocia přežívají v půdě několik let a jsou nejvýznamnějším zdrojem infekce. Infikovaná sadba je dalším významným zdrojem nákazy Rhizoctonia cerealis Houba Rhizoctonia cerealis je původcem choroby pat stébel obilnin, ale napadá též brambory, hrách, bob, fazole, cukrovku atd. Příznaky: Během sloupkování zahnědlé skvrny na listových pochvách. Později od báze stébel až po druhé kolénko podlouhlé, nepravidelné skvrny se světlým středem a tmavě hnědým okrajem ostře ohraničeným od zdravého pletiva. Ve středu skvrn se posléze objevují světlá, později hnědá sklerocia. Obě houby mohou žít saprofyticky v zóně kořenů, kde tvoří sklerocia, která zůstávají více let klíčivá. Do rostlin houba proniká hyfami a v rostlinných pletivech se šíří jak buňkami, tak i mezibuněčnými prostorami (HÄNI et al., 1993) Rhizoctonia violaceae Rhizoctonia violaceae (syn. Rhizoctonia crocorum) napadá kořeny miříkovitých (Apiaceae) a bazální části výhonů četných rostlin, které se potahují typickým tmavofialovým myceliem s drobnými uzlíčky (pseudosklerocia). Výskyt onemocnění je většinou hnízdovitý a houba přežívá na napadených rostlinných zbytcích (SCHWARZ et al., 1996) Plasmodiophora brassiceae Plasmodiophora brassicae - hlenka kapustová je kosmopolitně rozšířeným parazitem čeledi Brassicaceae (brukvovitých). Působí značné škody v zemědělství a zahradnictví. Příznaky: Mladé rostliny krní a nerostou. Listy starších rostlin žloutnou 26

19 a červenají. Na kořenech vynikají nepravidelné zduřeniny, které jsou na řezu žlutobílé a nevykazují dutiny. Poškození se většinou vyskytuje ohniskově. Houba přežívá v půdě trvalými sporami až 10 let. Spory uvolňují zoospory, které aktivně vyhledávají a infikují kořeny brukvovitých. Houba způsobuje tvorbu hálek, v nichž znovu vytváří trvalé spory. Ty uvolňují hnilobu a během několika dnů produkují infekční zoospory. Spory jsou aktivní především ve vlhkých kyselých půdách s nedostatkem vápníku (SCHWARZ et al., 1996) Synchytrium Všechny druhy tohoto rodu jsou parazité cévnatý rostlin. Synchytrium endobioticum (Rakovinovec bramborový) je přísně sledovaná fytokarantenní choroba. Klíčivost klidových výtrusů je až 20 let. Rakovinec bramborový způsobuje na hlízách brambor v místě oček bujení pletiv a vznik tmavých bradavičnatých nádorů, které připomínají růžice květáku. Napadá i další orgány, jako stonky, listy a květy. Při silném zamoření půdy může způsobit dalekosáhlé sklizňové ztráty. Napadená mohou být i rajčata (HÄNI et al., 1993) Pythium Pythium spp. zařazujeme do říše Chromista, oddělení Perenosporomycota (Oomycota), třídy Perenosporomycetes (Oomycetes), řádu Pythiales. Rod Pythium zahrnuje převážně půdní saprotrofní druhy, ale další druhy způsobují padání klíčních rostlin (P. debaryanum, P. ultimum) nebo hniloby kořenů, včetně hnilob skladované kořenové zeleniny Gaeumannomyces graminis Houba Gaeumannomyces graminis je původcem choroby černání pat stébel. V porostu se objevují hnízda rostlin s černě zbarvenými kořeny, kořenovým krčkem, bází stébla i nejspodnější listovou pochvou. Odnožování a růst těchto rostlin jsou redukovány. Napadené rostliny tvoří hluché bílé klasy (běloklasost), které jsou posléze napadeny houbami ze skupiny černí (HÄNI et al., 1993). Je to rozšířená choroba, ale zřídka dochází k silnějšímu napadení. Nejsilněji bývá poškozovaná pšenice, méně ječmen, nejméně žito (HÄNI et al., 1993). Oves je považován za ozdravnou plodinu. Houba přežívá v půdě a na napadených rostlinných zbytcích. Infekční hyfy pronikají 27

20 do kořenů a rozrušují cévní svazky. Růst kořenů ustává, zásobování živinami je narušeno. Houba se rychle šíří v zóně kořenů pomocí tmavých hyf Alternaria radicina Aternaria radicina je houba způsobující černou hnilobu mrkve. Napadá ale i celer, petržel, pastinák, kmín a další druhy čeledi miříkovitých (Apiaceae). Patogen je jedním z původců padání klíčních rostlin, projevující se černáním hypokotylu a kořene (ROD et al., 2005). Napadány jsou hlavně vrcholky kořenů, ale velmi často i špičky. Parazit přetrvává jako mycelium v napadených posklizňových zbytcích a v semenech. Za příznivých podmínek prorůstá mycelium rostlinou a během vegetace vytváří houbový porost s konidiemi. Konidie mohou vyvolat novou infekci. V půdě si houba udržuje schopnost infekce až 7 let (SCHWARZ et al., 1996) Phoma Phoma apicola Houba Phoma apicola škodí na kořenech celeru (ale i mrkve pastináku a kmínu), kde vzniká choroba korkovitost bulev celeru. Na bulvách vznikají rezavě hnědé skvrny, které se zvětšují, pletiva korkovatí a praskají. V napadeném pletivu se tvoří plodničky (pyknidy). Patogen přežívá ve formě plodniček na semenech a posklizňových zbytcích (ROD et al., 2005) Phoma lingam Tato houba způsobuje choroby kořenového krčku a stonku řepky, řepice a dalších brukvovitých (Brassicacece) (HÄNI et al., 1993). Houba infikuje pletivo především v místech poranění. Rostliny jsou na kořenovém krčku zahnědlé a padají. Na všech napadených místech vznikají pod epidermis pyknidy s konidiemi. Na starých stoncích vznikají na podzim plodnice (perithecia), které vymršťují askospory. Phoma spp. může vyvolat vznik suché hniloby hlíz brambor, spálu řepy dále hniloby, strupovitost, tumorovitost bulev cukrovky. 28

21 3.3. Bacillus subtilis Bacillus subtilis jsou grampozitivní bakterie, které se běžně nacházejí v půdě. Bakterie rodu Bacillus jsou tyčinky, které mají schopnost vytvářet endospory. Spory vytrvávají v půdě tak zdatně, že je možné je získat z různých prostředí. Primárním přirozeným prostředím je půda. Ačkoliv jsou některé druhy rodu Bacillus na rostlinách (nebo v rostlinách) běžné, nebylo dosud bezpečně prokázáno, že jsou aktivními patogeny. Na bakterie rodu Bacillus se soustřeďuje pozornost, protože v populaci některých druhů tohoto rodu se vyskytují kmeny využitelné v biologické ochraně rostlin proti hmyzím nebo houbovým škůdcům. Proti původcům houbových chorob vykázaly větší či menší inhibiční účinnost bakterie: Bacillus cereus, B. pumilus, B. mycoides. Širší spektrum účinnosti má : B. subtilis (produkující antibiotikum iturin), a to proti houbám Sclerotinia fructicola, Verticilium aj. (KŮDELA et al., 2002). WARD (2006) uvádějí, že Bacillus subtilis je antagonistický k těmto patogenům: Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, Monilinia fructicola, Penicilium expansum, Pezicula malicorticis, Phytophtora cactorum, Phytophtora nicotianae, Pseudocercospora purpurea, Puccinia pelargonii-zonalis, Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani, Streptomyces scabies, Uromyces appendiculates. Bacillus subtilis patří k rhizobakteriím podporující růst rostlin (Plant-growthpromoting-rhizobacteria - PGPR). Jsou to mikroorganizmy volně žijící v půdě, které, když kolonizují kořeny, mají na růst rostlin pozitivní vliv. Je znám pozitivní vliv B. subtils na vitalitu rostlin a vyrovnání se se stresovými faktory jako sucho a zasolenost (WOITKE et al., 2004 ). O mechanismu účinku B. subtilis je ale ještě málo poznatků. V ČR je registrován fungicidní přípravek Ibefungin, jehož účinná látka jsou spory bakterie Bacillus subtilis kmene IBE 711. Přípravek se používá k moření osiva proti houbovým chorobám, k ochraně révy vinné proti plísni šedé, ve školkách, lesních porostech, k okrasným dřevinám, k ošetření pařezů a čerstvých ran ( Bakterie Bacillus subtilis je víc než deset let používaná v USA k moření osiva, hlavně brambor a kukuřice, na více než dvou milionech ha (BACKMAN et al., 1994). 29

22 4. MATERÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ 4.1. Kukuřice Cester K pokusu byla použita odrůda kukuřice Cester 230 z Osevy Bzenec. Jde o modifikovaný tříliniový hybrid s raností FAO 230. Vykazuje velmi dobrý počáteční vývoj. Odrůda Cester je vhodná k výrobě siláže v řepařské a bramborářské oblasti i k CCM. Je přizpůsobivá chladnějším podmínkám. Její předností je vysoký výnos siláže a velmi dobrý zdravotní stav. Odrůda Cester má vysoký podíl škrobu (42,10 %) ( Přípravek Symbivit Jde o přírodní mykorhizní přípravek na bázi endomykorhizních (arbuskulárních) hub zlepšující růst rostlin. Je vhodný pro většinu (až 90 %) druhů rostlin. Obsahuje pevný nosič (směs opuky a expandovaného jílu) s rozmnožovacími částicemi hub (spóry, části mycelia a kořenů) šesti druhů hub rodu Glomus získaných z půd různých ekosystémů. Přípravek obsahuje také směs přírodních látek podporujících vznik mykorhizní symbiózy (výtažky z mořských řas, přírodní zdroje dusíku, hořčíku a draslíku). Součástí přípravku je též práškový gel ( Založení pokusu Kukuřice byla pěstovaná v malých plastových květináčích ve dvou různých půdách: v zahradnickém substrátu (SUB) a v luční půdě (ZEM). Půdy se výrazně lišily v obsahu organických látek a živin (Tab. 1) i biologickou aktivitou (Tab. 2). Tab. 1 Fyzikálně-chemické charakteristiky zahradnického substrátu (SUB) a luční půdy (ZEM). SUB ZEM ph H2O 6,5 6,0 *Organické látky (%) 26,0 8,2 N mg/l P 2 O 5 mg/l K 2 O mg/l * stanoveno spalováním 30

23 Tab. 2 Biologická charakteristika zahradnického substrátu (SUB) a luční půdy(zem) SUB ZEM Biologická aktivita Celulolytická = 45,0 24,5 Rozklad bavlny (% za 14 dní) Respirační = mg CO 2 /den/100 g 1,56 1,13 Počty mikroorganismů/1 g suché půdy Bakterie 13, , Plísně 11, , Aktinomycety 21, , Celulolytické 16, , V každém květináči bylo 300 ml zeminy resp. zahradnického substrátu. Do každého květináče se zasely tři semena. Kukuřice se pěstovala v šesti variantách, každá se čtyřmi opakováními. Substrát Zemina Varianta: Varianta: 1) kontrola 7) kontrola 2) přípravek Symbivit 8) přípravek Symbivit 3) Fusarium culmorum 9) Fusarium culmorum 4) Bacillus subtilis 10) Bacillis subtilis 5) přípravek Symbivit + F. culmorum 11) přípravek Symbivit + F. culmorum 6) F. culmorum + B. subtilis 12) F. culmorum + B. subtilis Přípravek Symbivit se aplikoval před setím v množství 50 ml/ 1 květináč. Fusarium culmorum a Bacillus subtilis byly aplikovány až po 20 dnech k již vzešlým rostlinám. Kukuřice byla zalévána každé 3 4 dny. Zpočátku 5 ml destilované vody 31

24 střídavě zálivkou vrchem a spodem, ale z důvodu přesychání půdy byla zálivka zvýšena na 5 ml vrchní zálivkou a 5 ml spodní zálivkou současně. Celkem bylo do každého květináčku přidáno 135 ml destilované vody. Pokus probíhal v laboratorních podmínkách při teplotě místnosti a trval 36 dní. Aplikace Fusarium culmorum F. culmorum bylo kultivováno na agaru s chloramfenikolem a glukózou. Po vytvoření spor byla kultura fuzária opatrně pomocí sterilní hokejky přenesena do 250 ml sterilní destilované vody se skleněnými perlami. Následovalo klepání (5 min.) a stanovení počtu spór. 1ml suspenze obsahoval 90 ± 10 spór. Do každého květináčku bylo aplikováno přímo k rostlinám 5 ml suspenze. Aplikace Bacillus subtilis Kultura B. subtilis byla napěstovaná ve zkumavkách na masopeptonovém agaru. Opatrným stěrem kličkou byl B. subtilis přenesen do sterilizované erlenmayerovy baňky s destilovanou vodou. Obsah baňky byl doplněn na 250 ml a roztřepán pomocí skleněných perel.1 ml suspenze obsahoval 110 ± 10 buněk B. subtilis. K rostlinám se aplikovalo 5 ml tohoto roztoku. Rozdílnost mezi jednotlivými variantami byla hodnocena po 36 dnech od založení pokusu. Rostlinky byly vyjmuty z květináčů a z kořenů byla odstraněna půda pod tekoucí vodou. Byla zjištěna svěží hmotnost celých rostlin, kořenů a nadzemních částí. Poté byly rostliny 4 hodiny sušeny v sušárně při 60 C. Po usušení se opět zjistila hmotnost sušiny kořenů, nadzemních částí a součtem těchto hodnot i hmotnost sušiny celých rostlin. 32

25 5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE Výsledné hodnoty svěží a suché biomasy nadzemních částí, kořenů i celých rostlin kukuřice po 36-ti denním pěstování ve dvou odlišných půdách (substrát, zemina) jsou uvedeny v tabulce 3 a 4. V tabulce 5 je uvedeno množství vody přijaté rostlinou, potřebné k vytvoření 1 g sušiny. Tab. 3 Průměrná svěží hmotnost (g) přepočtená na 1 rostlinu Celá rostlina Kořeny Nadzemní část zahradnický substrát kontrola 2,087 0,253 1,654 Symbivit 1,725 0,188 1,092 F. culmorum 2,185 0,205 1,615 B. subtillis 1,644 0,179 1,190 Symbivit + F. culmorum 1,785 0,211 1,269 F. culmorum + B. subtilis 2,079 0,491 1,550 zemina kontrola 1,458 0,141 0,935 Symbivit 1,445 0,279 0,705 F. culmorum 2,328 0,411 1,322 B. subtillis 2,693 0,498 1,782 Symbivit + F. culmorum 1,794 0,300 0,939 F. culmorum + B. subtilis 2,229 0,413 1,432 Tab. 4 Průměrná suchá hmotnost (g) přepočtená na 1 rostlinu Celá rostlina Kořeny Nadzemní část zahradnický substrát kontrola 0,192 0,045 0,147 Symbivit 0,164 0,034 0,130 F. culmorum 0,269 0,035 0,234 B. subtillis 0,168 0,034 0,133 Symbivit + F. culmorum 0,234 0,038 0,196 F. culmorum + B. subtilis 0,269 0,041 0,228 33

26 zemina kontrola 0,170 0,034 0,136 Symbivit 0,133 0,039 0,094 F. culmorum 0,237 0,048 0,190 B. subtillis 0,273 0,050 0,223 Symbivit + F. culmorum 0,177 0,038 0,139 F. culmorum + B. subtilis 0,259 0,058 0,201 Tab. 5 Množství vody (g) přijaté rostlinou v přepočtu na 1 g sušiny Celá rostlina Kořeny Nadzemní část zahradnický substrát kontrola 9,865 4,311 10,246 Symbivit 9,537 4,568 7,397 F. culmorum 7,118 4,800 5,911 B. subtillis 8,816 4,244 7,925 Symbivit + F. culmorum 6,621 4,571 5,465 F. culmorum + B. subtilis 6,723 10,909 5,803 zemina kontrola 7,595 3,197 5,880 Symbivit 9,838 6,117 6,482 F. culmorum 8,821 7,658 5,971 B. subtillis 7,529 8,967 6,993 Symbivit + F. culmorum 9,153 6,912 5,769 F. culmorum + B. subtilis 7,615 6,174 6,116 34