Как по языку определить болезнь: Здоровье: Наука и техника: Lenta.ru

Содержание

Как определить болезнь по языку: что важно знать

Оказывается, определить болезнь по языку очень просто. И хоть мы с детства знаем, что показывать язык нехорошо, порой это просто необходимо — чтобы вовремя диагностировать болезнь.

Язык – своеобразная энциклопедия твоего здоровья. Будь внимательна: реагируй на сигналы, подаваемые твоим верным диагностом, чтобы вовремя прийти на помощь своему организму.

Язык – непарный орган, своеобразный вырост дна ротовой полости. Это самый подвижный орган твоего тела. Различают свободную часть языка (тело), кончик (верхушка) и корень, которым язык связан с нижней челюстью и подъязычной костью.

Нижняя часть языка покрыта очень тонкой слизистой оболочкой, среди складок которой у корня открываются протоки слюнных желез.

В языке есть три нерва, которые отвечают за двигательную, вкусовую и глотательную функции. Кровоснабжение этого органа осуществляется через парные язычные артерии, а отток крови происходит сразу по нескольким венам. Но зачем так сложно устроен простой мышечный вырост? Да в том-то и дело, что не простой: ведь матушка природа ничего не создает просто так.

Бдительность и расторопность

В царстве под названием «организм» язык играет роль пограничника на заставе. В этом ему помогают вкусовые луковицы – органы, воспринимающие вкусовые раздражения. Любая еда или напиток, попадая в рот, сразу же встречают на своем пути язык.

Включая свои вкусовые анализаторы (от 6 до 16 тысяч вкусовых луковиц, расположенных двумя симметричными рядами), он как бы спрашивает. «Кто ты, и что из себя представляешь?» На кончике и спинке языка расположено 350-400 похожих на грибы сосочков, снабженных железами, секрет которых способствует растворению твердой пищи.

Распознав, с чем он имеет дело, язык-пограничник тут же отправляет сообщение главнокомандующему – головному мозгу, который вмиг определяет, холодное, горячее, кислое или сладкое досталось организму на этот раз.

Язык принимает самое активное участие в захвате и обработке пищи, а также акте глотания. Кроме того, этот орган – важнейшее средство общения между людьми, ведь без него мы не смогли бы вымолвить ни слова! В средневековье существовала суровая кара: преступившему закон отрезали язык.

Если это был лишь кончик, несчастный терял возможность разговаривать. Отрезание языка под самый корень обрекало человека на медленную смерть. Без языка сложно определить, насколько качественно пережевана пища, желудок не получает сигнал из мозга и не понимает, к работе с каким продуктом ему нужно готовиться.

Да и во рту при отсутствии языка пища практически не смачивается слюной, что еще больше затрудняет работу желудка, не говоря уже о том, что без языка трудно проглотить даже тщательно пережеванную пищу. В итоге желудок не справлялся с нагрузкой, что вызывало у серьезные заболевания, приводящие несчастного к смерти.

Чистота – залог здоровья

Гигиена языка включает в себя удаление налета, слизи, остатков пищи с помощью специальной щетки или скребка. Можно использовать с этой целью также обычную зубную щетку, лучше мягкую или средней жесткости.

Очищение языка проводится после того, как вы почистили зубы и прополоскали рот. Подметающими движениями от корня к кончику с языка удаляется налет и слизь. Особое внимание гигиене языка следует уделять людям, имеющим складчатый, или «географический» язык (когда на его поверхности имеются глубокие борозды и складки).

В них может накапливаться большое количество слизи и налета – благоприятной среды для микроорганизмов, вызывающих воспалительные процессы. Чистят язык как с пастой, так и без нее. Щетка должна быть слегка увлажненной, поскольку сухая может травмировать язык.

Если ты только осваиваешь чистку языка, приближение к его корню способно вызвать рвотный рефлекс (особенно у курящих). Приучай свой организм к новой процедуре постепенно, используя влажную мягкую щетку с ровной щетиной.

После нескольких подметающих движений промой щетку, чтобы удалить накопившуюся на щетинках слизь и слущенный эпителий. Не пользуйся поначалу пастой (ее пена при попадании в горло может спровоцировать рвотный рефлекс).

Языковая диагностика

При многих патологических процессах происходят определенные изменения языка и ротовой полости (они помогают установить диагноз). Как в европейской, так и в восточной медицине при диагностике всегда придавалось большое значение исследованию языка.

Особый интерес к нему проявляют современные инфекционисты, стоматологи и гематологи. При этом обращают внимание на состояние всей слизистой оболочки. Язык во время болезни – верный индикатор внутреннего состояния организма (и не только пищеварительных органов).

Желобоватый, с толстыми краями язык бывает при одновременной патологии селезенки и печени, выпуклым – при брюшной водянке, остроконечный – при туберкулезе. Очертания языка соответствуют очертаниям костей лица.

Симптом искривления языка могут вызвать соматические нарушения. При заболевании органов определенной половины тела соответствующая сторона языка изменяется в объеме, его кончик отклоняется. Этот симптом учитывается невропатологами при оценке центральных парезов (параличей) подъязычного нерва.

Увеличение и покраснение сосочков правой половины языка ближе к середине наблюдается при поражении печени, левой половины – при заболеваниях селезенки. Покрасневшие сосочки на кончике языка встречаются при патологиях тазовых органов, а выше по краям – при болезнях легких.

Нормальный цвет языка – розовый. Если язык красный, можно предположить высокую температуру, ишемию, тяжелую пневмонию или инфекционное заболевание. Темно-красный язык – это опасные для жизни формы пневмонии, инфекционные болезни, тяжелые почечные нарушения.

Очень бледный язык – резкое истощение, анемия. Посинение языка наблюдается при сердечно-сосудистых проблемах. Желтый налет на языке указывает на нарушение функции желчного пузыря. Желтизна в нижней части языка при поднятии его к небу может быть одним из признаков желтухи.

Обложенный язык, часто с налетом различного вида и цвета встречается при инфекционных заболеваниях, а также патологии органов желудочно-кишечного тракта.

Белый налет тоже свидетельствует о неполадках органов пищеварения. Если на правой стороне языка расположены красные сосочки яркого цвета, это указывает на нарушения функции левой доли печени, а их появление на левой стороне языка говорит о неполадках в правой ее доле. Изменения цвета сосочков на передней части языка – признак проблем в органах малого таза.

Черный налет на языке встречается при тяжелых функциональных нарушениях органов пищеварительного тракта, чаще всего желчного пузыря, поджелудочной железы, возможно, в сочетании с обезвоживанием организма, ацидозом.

Географический язык (наличие на нем различных по цвету и величине участков эпителия), свидетельствует о хронических нарушениях работы желудочно-кишечного тракта, психических расстройствах.

Искривленный или отклоняющийся в сторону язык бывает при заболеваниях органов определенной половины тела, а также нарушениях функций мозга, например, инсультах. При мозговых нарушениях на языке присутствуют глубокие поперечные разломы. Такие же изменения, наблюдаемые у здоровых людей, говорят об их предрасположенности к сосудистым нарушениям со стороны головного мозга.

Скрытые неврозы проявляются отпечатками зубов сбоку по передней части языка. Притом чем выше степень невроза, тем четче отпечатки. Лакированный язык (с ярко-красной, блестящей, гладкой поверхностью) говорит о хроническом колите или даже раке желудка.

Как по языку диагностировать болезни организма?

Язык в норме должен быть легкого розоватого цвета с небольшим белесым налетом – налет состоит из самой слизистой оболочки, которая находится на языке. Он легко счищается задней поверхностью зубной щетки со специальным скребком. Однако густой, обильный, белый, желтоватый или коричневый налет может свидетельствовать о серьезных заболеваниях организма, считают медицинские эксперты проекта «За живе!»

Географический язык

Так называют воспалительный процесс слизистой оболочки языка. Эпителий языка частями шелушится, от чего образуются красные пятна с белым контуром. Узор напоминает контуры географической карты. Это может быть и гастрит, и заболевания кишечника (нарушение всасывания питательных веществ из пищи). Часто не хватает витаминов группы В. Еще это могут быть аллергические заболевания. И в некоторых случаях – гельминтозы. С географическим языком нужно пройти грамотное обследование у гастроэнтеролога. Необходим осмотр, пальпация, УЗИ органов брюшной полости.

Рак пищевода

Об этой страшной болезни говорит густой белый налет из-за того, что забрасывается кислота из желудка в пищевод — в ротовой полости повышается кислотная среда. Чтобы избежать рака пищевода, нужно обязательно следить за рационом, никогда не передать, чтобы не нагружать желудок.

Застой желчи

О желчекаменной болезни предупредит выраженный желтый налет на языке – если много желчи, то многие ткани в организме окрашиваются в желтый цвет. А чем темнее цвет налета, тем тяжелее проблема. Если вы заметили такой налет на языке и не хотите запустить болезнь до удаления желчного пузыря, обязательно обратитесь к гастроэнтерологу и пройдите тщательное обследование.

Проблемы с кишечником

Слизистая оболочка кишечника может быть воспалена, когда действуют вирусы, бактерии и паразиты. О том, есть ли у вас проблемы с кишечником, тоже может предупредить язык. На нем не будет налета, но будут трещины. Они возникают из-за высыхания слизистой оболочки языка. Дополнительные симптомы: боли в животе, тошнота, нарушение стула.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Как по глазам определить болезни организма?

ТОП-3 травяные ванночки для ногтей

Как вылечить малокровие?

Как по ногтям диагностировать болезни организма?

PHNjcmlwdCBkYXRhLW91dHN0cmVhbS1pZD0iNzg5Ig0KZGF0YS1vdXRzdHJlYW0tZm9ybWF0PSJvdXRzdHJlYW0iIGRhdGEtb3V0c3RyZWFtLXNpdGVfaWQ9IlNUQl9PdXRzdHJlYW0iIGRhdGEtb3V0c3RyZWFtLWNvbnRlbnRfaWQ9Ind3dy5zdGIudWEvemF6aHl2ZSIgc3JjPSIvL3BsYXllci52ZXJ0YW1lZGlhLmNvbS9vdXRzdHJlYW0tdW5pdC8yLjAxL291dHN0cmVhbS11bml0Lm1pbi5qcz9mYj0wMDEiPjwvc2NyaXB0Pg0K

PGRpdiBpZD0nZGl2LWdwdC1hZC0xNDgyNDg1OTg3MTc0LTAnPg0KPHNjcmlwdD4NCmdvb2dsZXRhZy5jbWQucHVzaChmdW5jdGlvbigpIHsgZ29vZ2xldGFnLmRpc3BsYXkoJ2Rpdi1ncHQtYWQtMTQ4MjQ4NTk4NzE3NC0wJyk7IH0pOw0KPC9zY3JpcHQ+DQo8L2Rpdj4=

Тест по русскому языку для иностранцев

Уровень образования

ВсеБакалавриатМагистратураСпециалитетАспирантураОрдинатура

Направление обучения

ВсеАвиационная и ракетно-космическая техникаАрхитектураАэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техникиБиологические наукиВетеринария и зоотехнияВостоковедение и африканистикаИзобразительное и прикладные виды искусствИнформатика и вычислительная техникаИнформационная безопасностьИскусствознаниеИстория и археологияКлиническая медицинаКомпьютерные и информационные наукиКультуроведение и социокультурные проектыМатематика и механикаМашиностроениеМузыкальное искусствоНанотехнологии и наноматериалыНауки о здоровье и профилактическая медицинаНауки о землеОбразование и педагогические наукиПолитические науки и регионоведениеПрикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезияПромышленная экология и биотехнологииПсихологические наукиСельское, лесное и рыбное хозяйствоСервис и туризмСестринское делоСоциология и социальная работаСредства массовой информации и информационно-библиотечное делоСценические искусства и литературное творчествоТеологияТехника и технологии кораблестроения и водного транспортаТехника и технологии наземного транспортаТехника и технологии строительстваТехнологии легкой промышленностиТехнологии материаловТехносферная безопасность и природообустройствоУправление в технических системахФармацияФизика и астрономияФизико-технические науки и технологииФизическая культура и спортФилософия, этика и религиоведениеФотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологииФундаментальная медицинаХимические наукиХимические технологииХимияЭкономика и управлениеЭлектро- и теплоэнергетикаЭлектроника, радиотехника и системы связиЮриспруденцияЯдерная энергетика и технологииЯзыкознание и литературоведение

Предмет

ВсеАвиастроениеАвиационная и космическая медицинаАвиационная и ракетно-космическая техникаАвтоматизация технологических процессов и производствАгроинженерияАгрономияАкушерство и гинекологияАллергология и иммунологияАнестезиология-реаниматологияАнтропология и этнологияАрхитектураАстрономияАтомные станции: проектирование, эксплуатация и инжинирингАэронавигацияБактериологияБаллистика и гидроаэродинамикаБиблиотечно-информационная деятельностьБизнес-информатикаБиоинженерия и биоинформатикаБиологические наукиБиологияБиотехнические системы и технологииБиотехнологияВетеринарияВетеринария и зоотехнияВирусологияВодные биоресурсы и аквакультураВодолазная медицинаВостоковедение и африканистикаВысокотехнологические плазменные и энергетические установкиВысокотехнологичные производства пищевых продуктов функционального и специализированного назначенияГастроэнтерологияГематологияГенетикаГеографияГеодезия и дистанционное зондированиеГеологияГеология, разведка и разработка полезных ископаемыхГериатрияГигиена питанияГидрометеорологияГорное делоГостиничное делоГосударственное и муниципальное управлениеГосударственный аудитГрадостроительствоГрафикаДвигатели летательных аппаратовДерматовенерологияДетская урология-андрологияДетская хирургияДетская эндокринологияДиетологияДизайнДизайн архитектурной средыДокументоведение и архивоведениеЖурналистикаЗарубежное регионоведениеЗемлеустройство и кадастрыЗоотехнияИздательское делоИзящные искусстваИнноватикаИнтеллектуальные системы в гуманитарной средеИнтеллектуальные системы в гуманитарной сфереИнфекционные болезниИнфокоммуникационные технологии и системы связиИнформатика и вычислительная техникаИнформационная безопасностьИнформационная безопасность автоматизированных системИнформационная безопасность телекоммуникационных системИнформационно-аналитические системы безопасностиИнформационные системы и технологииИскусства и гуманитарные наукиИскусство концертного исполнительстваИскусствоведениеИсторические науки и археологияИсторияИстория искусствКардиологияКартография и геоинформатикаКлиническая лабораторная диагностикаКлиническая медицинаКлиническая психологияКлиническая фармакологияКолопроктологияКомпьютерная безопасностьКомпьютерные и информационные наукиКонструирование и технология электронных средствКонструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производствКонфликтологияКораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктурыКосметологияКультурологияЛазерная техника и лазерные технологииЛандшафтная архитектураЛесное делоЛесное хозяйствоЛечебная физкультура и спортивная медицинаЛечебное делоЛингвистикаЛитературное творчествоМануальная терапияМатематикаМатематика и компьютерные наукиМатематика и механикаМатематическое обеспечение и администрирование информационных системМатериаловедение и технологии материаловМашиностроениеМедиакоммуникацииМедико-профилактическое делоМедико-социальная экспертизаМедицинская биофизикаМедицинская биохимияМедицинская кибернетикаМеждународные отношенияМенеджментМеталлургияМеханика и математическое моделированиеМехатроника и робототехникаМузеология и охрана объектов культурного и природного наследияМузыкально-театральное искусствоНаземные транспортно-технологические комплексыНаноинженерияНаноматериалыНанотехнологии и микросистемная техникаНанотехнологии и наноматериалыНауки о ЗемлеНаукоемкие технологии и экономика инновацийНеврологияНейрохирургияНеонатологияНефрологияНефтегазовое делоНефтегазовые техника и технологииОбразование и педагогические наукиОбщая врачебная практика (семейная медицина)Общественное здравоохранениеОнкологияОптотехникаОрганизация здравоохранения и общественное здоровьеОрганизация работы с молодежьюОртодонтияОториноларингологияОфтальмологияПатологическая анатомияПедагогика и психология девиантного поведенияПедагогическое образованиеПедагогическое образование (с двумя профилями подготовки)ПедиатрияПеревод и переводоведениеПластическая хирургияПожарная безопасностьПолитические науки и регионоведениеПолитологияПочвоведениеПравовое обеспечение национальной безопасностиПриборостроениеПрикладная геодезияПрикладная геологияПрикладная информатикаПрикладная математикаПрикладная математика и информатикаПрикладная механикаПрикладная этикаПрикладные математика и физикаПриродообустройство и водопользованиеПрограммная инженерияПродукты питания животного происхожденияПродукты питания из растительного сырьяПроектирование авиационных и ракетных двигателейПроектирование технологических машин и комплексовПроектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексовПромышленная экология и биотехнологииПрофессиональное обучение (по отраслям)ПрофпатологияПсихиатрияПсихиатрия-наркологияПсихологические наукиПсихологияПсихология служебной деятельностиПсихолого-педагогическое образованиеПсихотерапияПубличная политика и социальные наукиПульмонологияРадиационная гигиенаРадиологияРадиотерапияРадиотехникаРадиофизикаРадиоэлектронные системы и комплексыРакетные комплексы и космонавтикаРевматологияРегионоведение РоссииРеклама и связи с общественностьюРеконструкция и реставрация архитектурного наследияРекреация и спортивно-оздоровительный туризмРелигиоведениеРентгенологияРентгенэндоваскулярные диагностика и лечениеРефлексотерапияСамолето- и вертолетостроениеСервисСердечно-сосудистая хирургияСестринское делоСистемный анализ и управлениеСистемы управления движением и навигацияСкорая медицинская помощьСоциальная работаСоциально-культурная деятельностьСоциологические наукиСоциологияСпециальное (дефектологическое) образованиеСпортСредства массовой информации и информационно-библиотечное делоСтандартизация и метрологияСтоматологияСтоматология детскаяСтоматология общей практикиСтоматология ортопедическаяСтоматология терапевтическаяСтоматология хирургическаяСтроительствоСтроительство уникальных зданий и сооруженийСудебная и прокурорская деятельностьСудебная экспертизаСудебно-медицинская экспертизаТаможенное делоТелевидениеТеологияТеплоэнергетика и теплотехникаТерапияТехника и технологии кораблестроения и водного транспортаТехника и технологии наземного транспортаТехника и технологии строительстваТехническая физикаТехническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексовТехническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателейТехнологии материаловТехнологии разделения изотопов и ядерное топливоТехнологические машины и оборудованиеТехнология геологической разведкиТехнология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производствТехнология полиграфического и упаковочного производстваТехнология продукции и организация общественного питанияТехнология транспортных процессовТехнология художественной обработки материаловТехносферная безопасностьТовароведениеТоракальная хирургияТорговое делоТравматология и ортопедияТранспортные средства специального назначенияТрансфузиологияТуризмУльтразвуковая диагностикаУправление в технических системахУправление интеллектуальной собственностьюУправление качествомУправление персоналомУрологияФармацияФизикаФизика и астрономияФизико-технические науки и технологииФизиотерапияФизическая культураФизическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)Физическая культура и спортФизические процессы горного или нефтегазового производстваФилологияФилософияФилософия, этика и религиоведениеФинансы и кредитФотоника и оптоинформатикаФотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологииФтизиатрияФундаментальная и прикладная лингвистикаФундаментальная и прикладная химияФундаментальная информатика и информационные технологииФундаментальная медицинаФундаментальные математика и механикаФункциональная диагностикаХимическая технологияХимическая технология материалов современной энергетикиХимические наукиХимияХимия, физика и механика материаловХирургияХолодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспеченияХудожественное руководство оперно-симфоническим оркестром и академическим хоромЧелюстно-лицевая хирургияЭкология и природопользованиеЭкономикаЭкономическая безопасностьЭксплуатация транспортно-технологических машин и комплексовЭлектро- и теплотехникаЭлектроника и наноэлектроникаЭлектроника, радиотехника и системы связиЭлектронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначенияЭлектроэнергетика и электротехникаЭндокринологияЭндоскопияЭнергетическое машиностроениеЭнерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологииЭпидемиологияЮриспруденцияЯдерная энергетика и теплофизикаЯдерная, тепловая и возобновляемая энергетика и сопутствующие технологииЯдерные реакторы и материалыЯдерные физика и технологииЯзыкознание и литературоведение

Метод идентификации болезнетворных бактерий | Национальные институты здравоохранения (NIH)

Краткий обзор

  • Чувствительный тест тщательно проверил образцы крови на наличие любой из более чем 300 бактерий, которые, как известно, вызывают заболевания у людей.
  • Если этот метод будет подтвержден в более крупных исследованиях, его можно будет использовать для диагностики бактериальных инфекций для точного лечения антибиотиками.

Сепсис — это когда организм резко реагирует на инфекцию.Инфекция, обычно вызванная бактериями, вызывает цепную реакцию во всем организме. Это вызывает лихорадку, озноб, учащенное дыхание и спутанность сознания. Без своевременного и эффективного лечения сепсис может быстро привести к повреждению тканей, органной недостаточности и смерти. Это основная причина смерти в США. Треть людей, умирающих в больнице, страдает сепсисом.

Ключевым аспектом лечения сепсиса является устранение инфекции с помощью антибиотиков. Однако назначение правильного антибиотика часто требует выявления бактерий и проверки того, какие лекарства могут работать.Идентификация может быть медленной и трудной. Вот почему врачи назначают антибиотики широкого спектра действия, ожидая результатов лабораторных анализов.

Более совершенный метод идентификации бактерий и их чувствительности к лекарственным препаратам помог бы в лечении сепсиса и других серьезных заболеваний, вызванных бактериальными инфекциями. Это также помогло бы бороться с растущей проблемой устойчивости к антибиотикам.

Исследовательская группа под руководством доктора. Томас Бриз и В. Ян Липкин из Колумбийского университета решили разработать более эффективный метод диагностики бактериальных инфекций.Их работа была поддержана Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний NIH (NIAID) и опубликована в mBio 23 октября 2018 года.

Команда создала набор из более чем 4 миллионов зондов, которые могут связываться с последовательностями бактериальных генов в образце крови. Для этого они объединили несколько баз данных, чтобы получить последовательности для 307 видов бактерий, более 30 000 факторов вирулентности и более 2000 генов устойчивости к антибиотикам. Когда тест проводится, полученные данные анализируются компьютером для идентификации бактерий.

Чтобы протестировать набор зондов, ученые добавили в образцы крови бактериальную ДНК и бактериальные клетки. Они сравнили свою систему последовательности захвата бактерий, называемую BacCapSeq, с обычным методом секвенирования, который называется беспристрастным высокопроизводительным секвенированием (UHTS). Их метод оказался более чувствительным, чем UHTS.

Затем исследователи проверили образцы крови шести пациентов с бактериями в крови, в том числе двух человек с ВИЧ/СПИДом и сепсисом. BacCapSeq смог идентифицировать бактерии и гены устойчивости к антибиотикам в крови пациентов.В образцах от больных сепсисом он идентифицировал те же болезнетворные бактерии, что и УГТС. Но BacCapSeq оказался гораздо более чувствительным.

Эти результаты позволяют предположить, что метод BacCapSeq может обеспечить скрининг сотен болезнетворных бактерий даже при низком разведении. Тем не менее, метод должен быть проверен на большом количестве клинических образцов. И система должна быть оптимизирована, чтобы обеспечить более быструю диагностику.

«Точная ранняя дифференциальная диагностика инфекционных заболеваний и знание профилей чувствительности к лекарствам снизят смертность, заболеваемость и затраты на здравоохранение», — говорит Липкин.

— Джери Пьяцца

Финансирование: Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний Национального института здравоохранения (NIAID) и Фонд Билла и Мелинды Гейтс.

Болезнь растений Диагностика

Melissa B. Riley

1 , Маргарет Р. Уильямсон 1 и Otis Maloy 2
1
1 Отдел патологии растений и физиологии Клемсона, Клемсон, SC
2 Кафедра патологии растений, Университет штата Вашингтон, Пуллман, Вашингтон,

, Райли, М.Б., М. Р. Уильямсон и О. Малой. 2002. Диагностика болезней растений. Инструктор по здоровью растений. DOI: 10.1094/PHI-I-2002-1021-01


Испанская версия

Фитопатологу или студенту, изучающему фитопатологию, друзья или коллеги часто задают следующие вопросы. Что не так с моим растением; затем, что я могу сделать, чтобы избавиться от проблемы? Может быть слишком поздно помогать конкретному растению, когда задается вопрос, но правильная диагностика может быть чрезвычайно важна для предотвращения проблемы на других растениях или для предотвращения проблемы в будущем.

Как фитопатолог или студент, изучающий фитопатологию, занимается диагностикой проблем растений? Диагност должен обладать очень хорошими навыками наблюдения, а также он должен быть хорошим детективом. Важно сохранять непредвзятость до тех пор, пока не удастся собрать все факты, связанные с проблемой. Необходимо также учитывать возможность множественных причинных факторов.

Меры борьбы зависят от правильной идентификации болезней и возбудителей. Таким образом, диагностика является одним из наиболее важных аспектов подготовки фитопатолога.Без надлежащей идентификации болезни и ее возбудителя меры по борьбе с болезнью могут оказаться пустой тратой времени и денег и привести к дальнейшим потерям растений. Поэтому очень важна правильная диагностика заболевания.

Часто фитопатологам приходится полагаться на симптомы для определения проблемы болезни. Например, г-жа Грин просит доктора Шу изучить азалии в ее питомнике. Когда доктор Шу добирается до детской, он замечает, что азалии в оранжерее 1 увяли. Когда он вынимает растения из горшков, корни кажутся гнилыми.Мисс Грин хочет сразу же узнать, что ей делать с азалиями в оранжерее 2, где в настоящее время не наблюдается увядания. Доктора Шу просят дать рекомендации еще до того, как он осмотрит растения во второй теплице. Поскольку сходные симптомы могут возникать в ответ на различные возбудители, использование одних только симптомов часто является неадекватным методом идентификации болезни. Идентификация возбудителя болезни может занять неделю и более. Что доктор Шу может сделать для мисс?Зеленый сейчас?

Одна из самых важных вещей для доктора Шу — использовать свою наблюдательность. Ему необходимо задать множество вопросов, связанных с уходом и культурой азалии, чтобы устранить или выявить возможные причины проблемы. Ему также необходимо учитывать различные экологические и культурные факторы. В результате своих вопросов и замечаний он может:

  • Уметь идентифицировать болезнь и возбудитель болезни,
  • Уметь сузить проблему до нескольких возможностей, которые потребуют дальнейшего изучения в лаборатории, прежде чем он сможет поставить окончательный диагноз, или
  • Быть полностью сбитым с толку проблема.

Независимо от результата мисс Грин все еще ожидает рекомендаций относительно того, что ей следует делать сейчас.

В этой статье представлены различные этапы/мероприятия, связанные с точной диагностикой болезней растений. Процесс может варьироваться в зависимости от различных заболеваний и состояний, но в целом процесс относительно постоянен. Все шаги требуют тщательного наблюдения и вопросов. Шаги включают:

Знай, что нормально

Правильная идентификация установки. Идентификация пораженных растений является одним из первых шагов в диагностике болезни растений. Следует отметить как научные, так и общеупотребительные названия растения. Не следует полагаться на общие названия, поскольку некоторые совершенно разные виды растений могут иметь одно и то же общее название, а общее название, используемое в одной области, может использоваться для совершенно другого вида в другой области. Общее название «барвинок» использовалось для описания растений, принадлежащих к двум разным родам: Vinca , многолетник, и Catharanthus , однолетник. Другим примером является «трава обезьяны», которая используется для описания Liriope и Ophiopogon (мондо-трава). Примером из лесного хозяйства является «кедр», который используется для описания восточного красного кедра ( Juniperus ), западного красного кедра ( Thuja ), кедра Порт-Орфорд ( Chamaecyparis ), кедра ладана ( Libocedrus ) и атласа. кедр ( Кедр ). Очевидно, что использование общих имен может вызвать путаницу при идентификации и распознавании проблем.

В дополнение к общепринятым и научным названиям пораженного растения важно, когда это возможно, знать конкретный сорт или культивар. У разных сортов одного и того же вида растений могут возникать большие различия в восприимчивости к конкретному заболеванию. Например, когда мы рассматриваем восприимчивость пшеницы к стеблевой ржавчине пшеницы, вызванной Puccinia graminis f. сп. tritici , мы знаем, что не все сорта пшеницы восприимчивы ко всем расам P. граминис . Основная мера борьбы с этим заболеванием основана на ежегодном посеве сортов пшеницы, устойчивых к расам патогенов, которые, по прогнозам, будут присутствовать в течение вегетационного периода. Сорта томатов, имеющие генетический фон «Better Boy», как правило, устойчивы к галловым нематодам, в то время как сорта томатов с генетическим фоном сорта «Rutgers» восприимчивы, поэтому знание генетического фона сорта может быть важным. Знание сорта и его восприимчивости к различным заболеваниям может сузить круг возможных возбудителей болезней.

Знание особенностей пораженных видов растений позволяет патологу использовать различные ресурсы, содержащие списки болезней растений, связанных с конкретными растениями. Эти списки очень полезны для определения возможных патогенных агентов. Пример такого списка можно найти на веб-сайте Американского фитопатологического общества (APS) в составе его онлайн-ресурсов. Выбрав интересующее растение, вы увидите список бактериальных, грибковых, нематодных, паразитарных и вирусных заболеваний, связанных с конкретным растением. Справочник Уэсткотта по болезням растений полезен, поскольку с каждым заболеванием связаны определенные симптомы 7 . APS Press опубликовала список грибковых заболеваний и хостов 4 . Эта книга последовала за предыдущей публикацией USDA 12 , но публикация APS Press включает только грибковые патогены. Первоначальная публикация Министерства сельского хозяйства США, хотя и несколько устаревшая, включала грибковые, бактериальные, вирусные и нематодные патогены, а также физиологические проблемы. Доступны и другие ресурсы, которые включают серию сборников APS Press по болезням и расстройствам определенных видов растений, таких как розы 8 , или болезней для определенных регионов, таких как Флорида, США 2 .В некоторых случаях эти списки болезней растений могут указывать на потенциальные возможности заболевания или могут привести диагноста к исключению других болезней. Однако следует помнить об одном факторе: эти списки часто бывают неполными или заболевание может быть новым и о нем не сообщалось на растении или в конкретном регионе. Наилучший возможный вариант — использовать несколько разных ресурсов, так как у вас может не быть полного индекса потенциальных болезней на конкретном растении.

Распознавание здорового вида растений. Важно знать нормальный внешний вид исследуемых видов растений. Каждый вид растений имеет особые привычки роста, цвета и скорости роста. Если вы не знаете, чего ожидать от растения, вы не сможете понять, когда что-то не так. Есть ли у растения обычно новая листва желтого или красного цвета, которая с возрастом становится темно-зеленой? Многие декоративные кустарники были выведены и проданы из-за декоративной ценности таких ярко окрашенных молодых побегов. Эти растения высоко ценятся за такую ​​окраску; однако, если человек не знает, что эта окраска является нормальным внешним видом растения, он / она может подумать, что растение больное.Важно знать, как выглядит нормальный вид растения, прежде чем вы решите, что есть проблема. Также важно помнить, что внешний вид может различаться у разных сортов. Некоторые сорта растений имеют от природы желтые или бледно-зеленые листья (например, новые сорта хосты, травы, такие как золотой орегано, и сорта колеуса), которые на первый взгляд кажутся симптомами недостаточного удобрения, корневого стресса или проблем с рН почвы.

После определения «нормального» внешнего вида конкретного растения можно провести несколько сравнений между проблемными растениями и здоровыми растениями.Сравните такие характеристики, как общий размер, форма и окраска; форма, размер, окраска и распределение листьев; распределение и окраска корней; а также текстура и окраска коры, стебля или ствола. Также важно отметить нормальные явления, такие как опадение листьев, которые могут происходить на здоровом растении. Например, некоторые виды падуба обычно сбрасывают листья весной.

Также следует отметить пораженные части растений. Есть ли симптомы на корнях, листьях, стеблях, цветах или плодах? Задействован ли весь завод? Задействована ли только одна конечность или сторона растения? Ответы на эти вопросы могут помочь в выявлении проблемы.

Проверка симптомов и признаков


Определите характерные симптомы. Точное описание характерных симптомов, проявляемых образцом, может быть очень сложным. Из-за этого часто трудно, если вообще возможно, определить, что не так с растением, когда человек описывает симптомы по телефону. В качестве проверки вы можете взять растение, у которого проявляются симптомы, и попросить трех разных людей описать симптомы, которые они наблюдают, на листе бумаги.Далее сравните описания. Описания сильно различаются? Могли бы вы визуализировать симптомы по тому, как кто-либо из людей описал больное растение? Симптомы часто можно сгруппировать следующим образом; определения терминов см. в иллюстрированном глоссарии Образовательного центра APSnet:

.
  • Недоразвитие тканей или органов. Примеры включают такие симптомы, как задержка роста растений, укорочение междоузлий, недостаточное развитие корней, уродство листьев, недостаточное производство хлорофилла и других пигментов, а также задержка развития плодов и цветов.
  • Переразвитие тканей или органов. Примеры включают: галлы на корнях, стеблях или листьях, ведьмины мётлы и обильное цветение.
  • Некроз или отмирание частей растения. Это могут быть одни из наиболее заметных симптомов, особенно когда они затрагивают все растение, например, увядание или отмирание. Другие примеры включают пятнистость побегов или листьев, пятнистость листьев и гниль плодов.
  • Изменение обычного внешнего вида. Примеры включают мозаичные узоры светло- и темно-зеленого цвета на листьях и измененную окраску листьев и цветов.

Заболевания также включают прогрессирование симптомов, которые могут значительно различаться. Прогрессирование симптомов является одной из наиболее важных характеристик, связанных с проблемами, вызванными биотическими агентами. Заболевания могут проявляться как первичными, так и вторичными симптомами. Например, гнилые корни на дереве могут быть первичным симптомом, а опрокидывание дерева или ветром — вторичным симптомом. На более поздних стадиях заболевания вторичные инвазионные агенты могут также скрывать симптомы первоначального заболевания, так что симптомы, наблюдаемые на более поздних стадиях заболевания, не являются типичными для симптомов, развившихся в ответ на первоначальный патоген.

Важно следить за прогрессированием симптомов болезни у растений, у которых проявляются проблемы. В некоторых случаях, например при неправильном использовании гербицидов, наблюдаемые симптомы могут быть похожи на пятна, возникающие в результате воздействия инфекционного агента. Разница в том, что при поражении гербицидами симптомы обычно появляются внезапно и не наблюдается заметного прогрессирования симптомов. Пятна могут также следовать за распылением гербицида. Гербициды, такие как 2,4-Д, могут вызывать деформацию листьев, которую можно спутать с вирусными заболеваниями.Однако, когда формируются новые листья, они, как правило, не имеют симптомов, что указывает на отсутствие прогрессирования симптомов.

Определение изменчивости симптомов. Различия в симптомах, проявляемых больными растениями, могут привести к неправильному диагнозу. Эти вариации могут быть результатом нескольких факторов. Возможно, существует более одной проблемы, а в некоторых случаях может быть более одного патогена, заражающего растение. Симптомы, связанные с этими зараженными растениями, могут значительно отличаться от симптомов, проявляющихся в ответ на действие каждого из различных патогенов по отдельности.Симптомы болезни, проявляемые несколькими патогенами, заражающими растение, могут быть как более серьезными, так и менее серьезными, чем если бы растение было заражено только одним из патогенов. Это обычно наблюдается при множественных инфекциях, вызванных вирусами. Пример этого показан на рисунке 1, где показаны сеянцы персика, зараженные одним или несколькими вирусами. Саженец слева заражен как вирусом карликовости чернослива , так и вирусом некротической кольцевой пятнистости сливы . Саженец в середине заражен одним вирусом карликовой карликовости Prunus , а саженец справа заражен только вирусом некротической кольцевой пятнистости Prunus .


Рисунок 1. Саженцы персика, зараженные различными вирусами по отдельности или в комбинации. Саженцы персика, инфицированные как вирусом карликовости чернослива , так и вирусом некротической кольцевой пятнистости сливы (саженец слева), заражены вирусом карликовости сливы (саженец в центре) и инфицированы вирусом некротической кольцевой пятнистости сливы (саженец справа). (Используется с разрешения С. Скотта)

 

Ищите признаки биотических возбудителей. Признаки возбудителей болезней растений являются наблюдаемыми признаками фактического возбудителя болезни. Признаки могут включать мицелий грибкового агента, грибковые споры и спорообразующие тела. Признаки того, что насекомые вызывают проблемы, могут включать само насекомое, муку насекомого, паутинку клеща и яйца насекомых. Признаки гораздо более специфичны для болезнетворных агентов, чем симптомы, и чрезвычайно полезны при диагностике болезни и идентификации агента, вызывающего болезнь. Использование ручной линзы и ножа может быть полезным для диагноста в полевых условиях.Врезка коры декоративных растений и деревьев на поверхности почвы может привести к наблюдению мицелиальных матов грибов корневой гнили, таких как Armillaria spp. (Фигура 2). Бактериальный ил можно наблюдать, разрезая стебли и помещая их в воду (рис. 3). Массы различных спор, таких как споры ржавчины (рис. 4) на листьях, также могут иметь важное значение для диагностики заболеваний. Мучнистая роса обычно диагностируется при обнаружении мицелия и конидий от серого до белого цвета на поверхности листьев и цветков (рис. 5).


 
Рис. 2. Белый мицелий Armillaria , растущий под корой персикового дерева. (Используется с разрешения Г. Шнабеля)   Рисунок 3. Бактериальный слизь из срезанного стебля томата, инфицированного Ralstonia solanacearum . (Используется с разрешения М. Уильямсона)  
     
 
Рис. 4. Стеблевая ржавчина ячменя. вызвано Puccinia graminis . (Предоставлено Б.Стеффенсоном)   Рисунок 5. Мучнистая роса на соцветиях яблони, вызванная Podospaera leucotricha . (Предоставлено К. Д. Хики)  


Препарирующие и составные микроскопы полезны для наблюдения за специфическими спорами и споровыми структурами, что может привести к дальнейшей идентификации возможных возбудителей болезней. Знания, касающиеся использования микроскопов и ручной линзы, жизненно важны для диагноста. Признаки возбудителей болезней растений часто можно не заметить, если не проводить тщательных наблюдений. Знаки не видны при быстрой поездке растений через лобовое стекло грузовика и могут быть даже не видны невооруженным глазом.

Идентификация пораженной части растения — Связаны ли симптомы с конкретными частями растения?
Важно отметить, связаны ли наблюдаемые симптомы с конкретными частями растения.Например, коррелирует ли наблюдаемое увядание с нарушением сосудистой системы, о чем может свидетельствовать побурение сосудистой системы, или корни растений ненормальны, включая гниль, уменьшение питающих корней и т. д.; наблюдаются ли некротические поражения строго на более молодых листьях? Симптомы некоторых заболеваний чаще всего проявляются на определенных частях растения, и это наблюдение может иметь важное значение для диагностики.

Наблюдение за шаблонами


Проверить распространение симптомов. Одно из первых, на что должен обратить внимание диагност, это то, как больные растения распределяются по пораженному участку. Равномерно ли они распределены по территории или локализованы? Есть ли определенная закономерность в распределении? Например, происходит ли это только по краям теплицы возле открытых окон, у дорог или проездов, в низинах поля, вдоль ряда растений или поражает растения случайным образом в поле? Это распределение может быть особенно важным при рассмотрении возможности неинфекционных проблем, таких как неправильное использование гербицидов или различные почвенные факторы 11 .Однородный рисунок на отдельном растении и одинаковый характер повреждения на большой площади обычно не связаны с биотическими агентами, а обычно связаны с абиотическими агентами.

Насколько распространена проблема? Все ли растения поражены? Инфекционные проблемы обычно возникают со временем, и симптомы прогрессируют. В редких случаях поражаются все растения. Как правило, проблемы с болезнями, вызванными биотическими агентами, будут наблюдаться, когда они вызывают проблемы на небольшом проценте растений, по крайней мере, в начале болезни, если не было смягчающих обстоятельств, таких как использование инфицированных семян. Даже в этом случае 100% заражение наблюдается редко. Когда проблема возникает у 100% растений, чаще всего она возникает из-за таких факторов, как почвенные условия (дефицит или токсичность), неблагоприятные климатические факторы (низкие температуры, град, засуха и т. д.) или токсичные химические вещества (неправильное использование пестицидов, регуляторы роста, загрязнители воздуха, такие как озон и т. д.).

Как прогрессировали симптомы на растениях в пораженной зоне? Если все симптомы появились одновременно и дальнейшего развития симптомов не было, это может указывать на возможное эпизодическое событие, такое как изменение температуры или возможное неправильное использование химических веществ.Однако, если симптомы начались в одной области и медленно распространились на другие области, а тяжесть симптомов болезни менялась с течением времени, это было бы более показательным для присутствия биотического агента. Биотические агенты могут также включать насекомых и млекопитающих, таких как полёвки, которые могут питаться растениями в данной местности.

Проверка специфичности хоста. Возникает ли проблема только с одним видом растений или затрагиваются разные виды растений? Если затронуты разные виды растений, это предполагает возможность неинфекционной проблемы, которая может быть связана с культурными или экологическими проблемами.Однако корневые гнили Phytophthora и Pythium могут вызвать проблемы у многих различных видов растений; следовательно, тот факт, что поражено более одного вида растений, не устраняет полностью инфекционных агентов. Если задействовано более одного вида растений, являются ли эти растения близкородственными и могут ли они быть заражены общим патогеном?

Задать вопрос

Ознакомьтесь с методами выращивания и средой выращивания. Крайне важно, чтобы диагност поставил под сомнение деятельность, которая проводилась вокруг пораженных растений.Проблема может быть не из-за того, что сделал садовод; проблема может быть связана с тем, что сделал его/ее сосед. Информация о среде выращивания, которой подвергалось пораженное растение, является важной частью головоломки. Особенно важно документировать изменения в окружающей среде. К факторам окружающей среды, которые следует учитывать, относятся: экстремальные температуры (заморозки и жара), дожди, град, молнии, продолжительная засуха, температурные инверсии (важны для возможного ущерба от загрязнителей воздуха и переноса пестицидов) и преобладающие ветры.Все эти абиотические факторы могут быть важны для решения проблемы. Также следует оценить такие факторы участка, как тип почвы, возможные проблемы с дренажем и рН почвы.

Культурные и ремонтные мероприятия могут быть значительными. Какие пестициды или другие химические вещества применялись? В каком количестве и когда они применялись? Кто применял химикаты? Какое оборудование использовалось при его применении? Какие еще мероприятия произошли? Кто-нибудь косил на участке? Дорожное управление работало вдоль проезжей части, возможно применяя гербициды? Были ли отмечены какие-либо необычные явления или погодные условия? Во многих случаях требуется тщательное расследование со стороны диагноста, потому что в некоторых случаях кто-то может сделать что-то неправильно и может не желать признать свою ошибку.

Лабораторные испытания

Иногда ни симптомы, ни признаки не дают достаточно специфической или характерной информации, чтобы установить причину инфекционного заболевания растений. В таких случаях может возникнуть необходимость вернуть образец в лабораторию для дальнейших анализов с целью выделения и идентификации возбудителя. Это может быть длительным и трудоемким процессом, требующим специальных навыков.

Инкубация растительного материала. Одним из первых шагов при возвращении в лабораторию может быть помещение образца пораженной ткани в условия, которые позволят инфекционному агенту расти и, возможно, вызывать спорообразование.Этого можно добиться, поместив лист во влажную камеру 11,13 . Влажная камера может представлять собой стерильную чашку Петри, содержащую влажную фильтровальную бумагу на дне чашки и треугольную стеклянную трубку, на которую помещается образец таким образом, чтобы образец не находился непосредственно на влажной фильтровальной бумаге, а подвергался воздействию влажных условий. . Этот тип влажной камеры подходит для небольших и относительно плоских образцов, таких как листья. Пластиковые пакеты или коробки могут понадобиться для более крупных образцов. Сапрофиты, присутствующие в образце, также можно стимулировать к росту во влажной камере и кратковременном мазке поверхности изопропанолом 70% или 0.1-1% гипохлорита натрия может быть полезным для уменьшения этих сапрофитов. Влажные камеры обычно инкубируют при комнатной температуре.

Выделение и идентификация возбудителей биотических болезней растений. Выделение грибов обычно требует помещения кусочков зараженной растительной ткани на различные питательные среды 11 . Микроорганизм, вырастающий из этой ткани, затем выделяют в чистую культуру 1,13 . Бактерии часто выделяют путем измельчения инфицированной ткани в небольшом количестве стерильной воды.Затем эту водно-бактериальную суспензию наносят штрихами на бактериологическую среду, такую ​​как питательный агар. При попытке выделения патогенного агента растений может возникнуть несколько проблем. Зараженная ткань растения может содержать один или несколько сапрофитов, которые переместились в инфицированную ткань. Эти сапрофиты могут перерастать фитопатоген на питательной среде, что затрудняет точную идентификацию возбудителя. В некоторых случаях, когда есть подозрение на специфический патоген растений, можно использовать среду, селективную в отношении подозреваемого патогена.Также полезно попытаться изолировать патоген растения от краев пораженной ткани, где патоген более многочисленн или более активен, чем сапрофиты, которые быстро колонизируют недавно убитую ткань.

После выделения организма, является ли этот организм истинной причиной проблемы? Применение постулатов Коха 1 , которое включает инокуляцию здоровых растений, может быть необходимо для окончательного ответа на этот вопрос, особенно если этот организм ранее не был описан как патоген для растений на этом хозяине.Постулаты Коха редко применяются для рутинной диагностики, но могут быть чрезвычайно важны для новых заболеваний и для исследований. Инокуляция здорового хозяина и получение симптомов, первоначально наблюдаемых в полевых условиях, могут быть затруднены. Это может быть связано с проблемами воспроизведения условий, в которых хозяин был привит, а также с воспроизведением условий окружающей среды, присутствовавших при заражении хозяина. Часто невозможно воспроизвести в лаборатории исходные условия, присутствующие во время развития болезни.

После того, как инфекционный патоген растений успешно выделен, организм должен быть идентифицирован. По оценкам, существует около 1,6 миллиона видов грибов 3,9 , большинство из которых не являются инфекционными патогенами. Многие грибы и бактерии никогда не были выделены и идентифицированы. Характеристики, на которых основана их идентификация, часто сложны, и для идентификации этих грибков и бактерий необходима специальная подготовка. Опытные диагносты часто способны идентифицировать наиболее часто выделяемые микроорганизмы.Для идентификации фитопатогенных нематод также требуется обученный человек.

Диагностические тесты для выявления биотических возбудителей. Серьезной проблемой при идентификации биотических возбудителей является неспособность некоторых инфекционных патогенов расти на искусственных средах. Вирусам, а также некоторым грибам (например, возбудителям мучнистой росы и ложной мучнистой росы) и некоторым прокариотам (например, фитоплазмам) для роста требуется живой хозяин. В тех случаях, когда фитопатоген трудно или невозможно выращивать на искусственных средах, для его выявления могут быть использованы другие методы, например использование серологических тестов на вирусы.Вирусную идентификацию часто проводят с помощью ELISA (иммуноферментного анализа), основанного на связывании антитела, вырабатываемого к конкретному вирусу, с вирусом в инфицированном растительном материале 1 . В настоящее время разрабатываются дополнительные тесты с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР) для обнаружения специфических организмов 5,10 . Для этих типов реакций требуется специальное оборудование и реагенты, а тесты обычно не проводятся вне диагностических и исследовательских лабораторий.Другие методы, используемые для идентификации вирусов, включают негативное окрашивание и электронную микроскопию для просмотра вирусных частиц в тканях или суспензиях растений.

Тесты ПЦР и ИФА, а также другие лабораторные тесты могут использоваться для организмов, которые будут расти на искусственных средах. Дополнительные тесты могут включать анализ жирных кислот в организме, использование углеводов (т. е. БИОЛОГИЧЕСКИЙ тест) и тестирование активности ферментов (т. е. пектиназы, изоферменты) 5 .

Диагностические тесты для выявления возбудителей абиотических болезней растений. Чрезвычайно важно искать абиотические факторы, которые могут играть важную роль в наблюдаемых симптомах. Тесты почвы и воды могут быть необходимы для определения pH, состава питательных веществ, солености и других факторов, таких как остатки пестицидов, которые могут вызывать различные симптомы. Также может быть важно провести анализ образцов растительной ткани на содержание питательных веществ, чтобы определить, есть ли дефицит макро- или микроэлементов или токсичность.

Окончательный диагноз

Диагностика — это форма проверки гипотезы, при которой гипотеза — это просто определение болезни, а хороший диагност проходит несколько итераций научного метода (поиск доказательств путем тестирования, которые подтверждают или опровергают выдвинутую им гипотезу).Эти гипотезы генерируются на основе наблюдений за растением, окружающей средой и информации от производителя. Когда вся информация успешно собрана, следует обратиться к литературным источникам, чтобы определить, что уже известно о болезнях и болезнетворных агентах, связанных с идентифицированным растением. Информацию можно получить из опубликованных ресурсов, включая справочники по болезням растений, индексы болезней растений, технические заметки, информационные бюллетени по товарам, онлайн-ресурсы и личное общение с экспертами по болезням растений. Когда информация о конкретном растении отсутствует, может оказаться полезной информация о болезнях и болезнетворных агентах сходных растений. Также могут быть редкие случаи, когда информация о заболевании отсутствует. Затем может потребоваться обширное тестирование для определения идентификации патогена растений. Когда требуется этот тип тестирования, может потребоваться много времени для разработки рекомендаций по контролю, основанных на исследованиях, и меры контроля могут быть основаны на заболеваниях схожей этиологии.Если эти заболевания возникли в других регионах мира, могут оказаться полезными меры борьбы, которые ранее были разработаны в других регионах.

Ученик должен помнить, что он детектив. Идентификация возбудителя и диагностика проблем с растением аналогична детективу, расследующему дело о нападении или убийстве, только в этом случае жертвой является растение. Все улики должны быть исследованы. Некоторые подсказки могут вести в тупик, в то время как другие ведут по правильному пути. Важно отметить, что существуют исключения, и эти исключения необходимо учитывать. Это компиляция информации и подсказок, которые в конечном итоге приведут к наиболее точному диагнозу.

На следующих рисунках показаны некоторые общие симптомы, которые могут быть вызваны различными типами проблем. Изображения, подобные этим симптомам и признакам, часто используются в диагностическом процессе. Изучение этих изображений может помочь диагносту сузить список возможных заболеваний, которые следует учитывать, и других, которые можно устранить 6 .

Наиболее часто наблюдаемые симптомы и признаки

Нажмите на любое изображение для более подробного просмотра

Грибковые пятна на листьях — пятна обычно различаются по размеру. Обычно круглые, иногда удлиненные на стеблях. Могут образовываться зоны разного цвета или текстуры, придающие пятну эффект «бычьего глаза». Пятна не ограничены жилками листа (рис. 6).

Рисунок 6. Точечное поражение табака, вызванное Rhizoctonia solani .(Courtesy H.D. Shew and T.A. Melton)


Бактериальные пятна на листьях
— пятна часто имеют угловатую форму из-за ограничения листовыми жилками. Цвет обычно равномерный, признаков патогена растений не видно. Сначала ткань может казаться пропитанной водой, но по мере высыхания она может становиться похожей на бумагу (рис. 7).

Рисунок 7. Бактериальная пятнистость листьев зеленого салата, вызванная Xanthomonas campestris pv. витян . (Courtesy S.T. Koike)


Полосатость жилок
— Полосатость жилок возникает, когда вдоль крупных жилок листа имеется полоса желтой ткани. Этот симптом наблюдается при вирусных заболеваниях и контрастирует с дефицитом питательных веществ, который может вызывать темно-зеленую полосу вдоль жилок листа (рис. 8).

Рис. 8. Горох, инфицированный вирусом жилковой мозаики красного клевера , проявляющий хлороз жилок и полосатость.(Courtesy R. O. Hampton)


Мозаика и кольцевая пятнистость
— Мозаика (рис. 9) и кольцевая пятнистость (рис. 10) используются для описания неравномерной мозаики зеленых и желтых участков на поверхности листа. В некоторых случаях листья могут также деформироваться. Часто эти симптомы связаны с вирусными возбудителями. Резкой границы между пораженными и здоровыми участками нет. Четкие края могут указывать на проблемы с питанием или генетическую пестроту.

 
Рисунок 9 .Мозаичные симптомы проявляются на листьях тыквы. (Использовано с разрешения М. Райли, из файлов У. Ведьмака)   Рисунок 10. Лист арахиса с концентрическими кольцевыми пятнами, вызванными вирусом пятнистого увядания томата (TSWV). (Предоставлено А. Калбретом, Дж. Тоддом и Х. Пилчером)  


Деформация листьев
— Листья зараженного растения могут деформироваться по сравнению с их нормальной формой и размером. Листья могут быть удлиненными, меньшего размера или утолщенными.Этот тип симптомов может быть связан с вирусными, грибковыми или бактериальными инфекциями (рис. 11), а также с инвазиями насекомых и клещей.

Рисунок 11. Курчавость листьев персика, вызванная Taphrina deformans . (Courtesy J. W. Pscheidt)


Мучнистая роса
— может поражать листья, стебли, цветы и плоды с белым или серым поверхностным налетом мицелия, который можно стереть (Рисунок 5). Позже в мицелии могут появиться черные точки. Эти пятнышки представляют собой зрелые клейстотеции, зимующие грибковые структуры, содержащие аскоспоры. Ткань может стать желтой, красноватой или остаться зеленой под мицелием, и может наблюдаться некоторая деформация листьев, особенно на активно растущих тканях.

Рисунок 5. Мучнистая роса на соцветиях яблони, вызванная Podospaera leucotricha . (Courtesy K.D. Hickey)


Наличие спор/споровых структур
— Некоторые грибковые заболевания можно легко идентифицировать по наличию спор или споровых структур на поверхности листа.Некоторыми примерами этого являются ржавчины, которые часто распознаются по ржаво-коричневым или черным спорам (рис. 4), и головни, которые идентифицируются по черным спорам, которые часто заменяют структуру семян (рис. 12).

 
Рисунок 4. Стеблевая ржавчина ячменя. вызвано Puccinia graminis . (Предоставлено Б.Стеффенсоном)   Рис. 12. Пыльная головня (слева) и ложная пыльная головня (справа) на ячмене, вызванные Ustilago nuda (слева) и U. nigra (справа). (Предоставлено П. Томасом)  


Падение иголок у хвойных деревьев
— Хвойные деревья обычно сохраняют свои иголки в течение нескольких лет, но в конечном итоге эти иглы теряются. Это падение происходит постепенно, и производство новых игл скрывает потерю старых. Неблагоприятные условия выращивания, такие как засуха, могут вызвать ускорение опадания хвои.Если опадение происходит только на старой хвое, особенно при неблагоприятных условиях выращивания, беспокоиться не о чем. Если новые иголки теряются, это может быть связано с другими факторами, такими как грибок иглы (рис. 13), дефицит питательных веществ или токсичные химические вещества.

Рис. 13. Игольчатый слепок рабдоклина на пихте Дугласа. (Courtesy E. Hansen)


Повреждение химическими аэрозолями или загрязнителями воздуха
— Пятна, связанные с травмой, имеют относительно однородный цвет, а граница между пораженной и здоровой областью обычно резкая.Распространение на растении может быть связано с местом контакта аэрозоля или загрязняющего вещества с растением. (Рисунок 14)

Рисунок 14. Повреждение фасоли, вызванное сносом гербицида параквата. (С любезного разрешения H. F. Schwartz)


Гибель листьев или кончиков игл
— Гибель на кончиках иголок, а также на кончиках и краях листьев часто указывает на неблагоприятные климатические условия, токсичные химические вещества или нарушение работы корней из-за неправильных методов выращивания. Загрязнители воздуха, химические вещества почвы и избыток удобрений могут вызвать ожог кончиков. Аналогичный эффект могут иметь засуха и заморозки. Обычно поражается вся хвоя определенного периода роста. Хвоя, пораженная лиственными грибковыми заболеваниями, обычно более рассеяна и редко погибает вся хвоя определенного периода роста (рис. 15). Иглы, пораженные инфекционными агентами, обычно имеют разную длину и часто имеют соломенно-желтый или светло-коричневый цвет. Также могут наблюдаться плодовые тела грибов.

Рисунок 15. Хлоротические и некротические поражения на подсказках листьев из-за токсичности фторида ( Aglaonema Commutatum ‘Maria’) (вежливость JMF Юэн)


почва или химическая травма
— Химические вещества, которые поглощаются из почвы корнями или поглощаются из воздуха через листья, могут вызвать жжение или ожог краев листьев (Рисунок 16). В тяжелых случаях также могут погибнуть островки ткани между венами.Мертвая ткань может выпадать из листа, оставляя рваный вид. Другие химические вещества могут вызвать искажение формы и размера листьев.

Рисунок 16. Листья люцерны с ожогами краев из-за повреждения двуокисью серы. (Courtesy K. T. Leath)


Язвы
— Язвы представляют собой локальные некротические поражения, которые часто выглядят впалыми (рис. 17). Язвы могут возникнуть в результате механической травмы (например,г. деревья, поврежденные в результате столкновений с автомобилями или газонокосилками), а также различные грибки или бактерии. Весной на поверхности бактериальных язв может наблюдаться ил, а на поверхности грибковых язв могут наблюдаться плодовые тела.

Рисунок 17. Рак на яблоне, вызванный Nectria galligena . (С любезного разрешения A. L. Jones)


Загнивание и гниение фруктов
— Различные грибки и бактерии могут вызывать гниение фруктов.Их часто отличают по цвету, недостаточной плотности ткани и признакам спор или плодовых тел (рис. 18).

Рисунок 18. Бурая гниль персика, вызываемая Monilinia fructicola . (Courtesy J. M. Ogawa)


Изменение цвета плодов
. Изменение цвета плодов часто связано с вирусными инфекциями (рис. 19). Это обесцвечивание может быть похоже на симптомы мозаики и кольцевой пятнистости, наблюдаемые на листьях (рис. 20).

 
Рис. 19. Мозаичные симптомы на желтом сквоше-кругошейке. Обычный вид – полностью желтый плод. (Используется с разрешения М. Уильямсона)   Рисунок 20 . Симптомы кольцевой пятнистости на плодах персика, вызванные вирусом оспы сливы . (Предоставлено А. Н. Адамсом)  


Увядание
— Увядание характеризуется общей потерей набухания листьев или, возможно, целых растений из-за потери воды (Рисунок 21).Потеря чаще всего вызвана блокированием потока воды через ксилему. Эта закупорка может быть вызвана присутствием в ксилеме различных бактерий ( Erwinia, Ralstonia ) и грибков ( Fusarium, Verticillium ). Увядание может наблюдаться также при поражении корневой системы нематодами или грибами, вызывающими гниение корней ( Armillaria, Phytophthora, Pythium ), или при острой нехватке воды в почве.

Рисунок 21. Вертициллезное увядание огурцов, вызванное Verticillium dahliae . Предоставлено W. D. Gubler)


Отмирание побегов или фитофтороз
— Внезапное отмирание побегов обычно указывает на климатические или химические повреждения, а не на паразитарные проблемы. Если граница между пораженной и здоровой корой четкая, следует подозревать химический состав почвы. Если отмирание происходит несколько более постепенно и наблюдается растрескивание или расщепление коры и древесины, следует заподозрить холодовую травму наряду с бактериальным ожогом, вызванным Pseudomonas или Erwinia .Чтобы определить, вызваны ли пятнистости/отмирание бактериальным агентом, может потребоваться тест на бактериальный поток с фазовым и компаундным микроскопом и изоляция (рис. 3). Постепенное усыхание побегов и сохранение отмерших листьев более характерно для паразитарного заболевания (рис. 22). Граница между пораженной и здоровой тканью часто бывает неровной и впалой. На поверхности отмершей коры также могут быть небольшие булавковидные выступы или бугорки. Эти бугорки являются спорообразующими структурами грибкового возбудителя.

 
Рис. 3. Бактериальный ил из срезанного стебля томата, инфицированного Ralstonia solanacearum . (Используется с разрешения М. Уильямсона)   Рисунок 22. Рост побегов яблони с бактериальным ожогом, Erwinia amylovora , с типичным пастушьим посохом на кончике побега. (Любезно предоставлено А. Л. Джонсом)  


Отмирание ветвей деревьев и кустарников
— Если разрозненные ветви дерева или кустарника начинают усыхать и в конечном итоге отмирают, следует заподозрить рак или гниль побегов (рис. 23).Если ветки отмирают внезапно и, особенно если пораженные ветки концентрируются на одной стороне дерева, следует заподозрить погодные условия (ветер, снег и т. д.) или животные или механические повреждения у основания ствола; Тем не менее, это не всегда так. Если со временем симптомы развиваются на одной стороне дерева или растения, можно заподозрить повреждение корней, связанных с одной стороной, например, корневые гнили, вызванные Phytophthora spp.

Рисунок 23. Отмирание ветвей сосны Монтерей в Калифорнии, вызванное смоляным раком. (Courtesy LD Dwinell)


Отмирание верхушки дерева или кустарника
— Если все или большая часть дерева или кустарника отмирает в течение определенного периода времени, диагност должен заподозрить проблему с корнями (Рисунок 24). ). Примерами являются болезни, вызванные корневой гнилью Armillaria и вертициллезным увяданием. Снижение может быть постепенным и в конечном итоге может затронуть все дерево, но в некоторых случаях гибель может первоначально произойти на одной стороне растения. Если снижение происходит внезапно, следует подозревать токсичные химические вещества в почве или экстремальные погодные условия, такие как заморозки или засуха.

Рисунок 24. Симптомы кроны, вызванные пластинчатой ​​корневой гнилью пихты Дугласа. (Любезно предоставлено W. G. Thies)


Общая задержка роста или снижение
. Эти симптомы могут быть вызваны несколькими очень разными факторами. Системные вирусные инфекции могут привести к задержке роста или упадку, но такие вирусные инфекции часто сопровождаются другими надземными симптомами, такими как укорочение междоузлий.Во многих случаях общее замедление роста растения может быть связано с проблемами, связанными с корневой системой (рис. 25). Корни следует осмотреть на предмет гниения и возможного роста мицелия, редукции корней, особенно питающих корней, и наличия галлов (Рисунок 26). Корневые галлы могут быть вызваны грибковыми и грибоподобными агентами ( Plasmodiophora brassicae) , нематодами ( Meloidogyne spp. — корневой узел) и бактериями ( Agrobacterium sp.). Абиотические факторы, такие как дефицит питательных веществ, уплотнение почвы и остатки гербицидов, также могут привести к общему замедлению роста или упадку.

 
Рисунок 25. Здоровая хризантема Mandalay (слева) и растение, зараженное Fusarium oxysporum f. сп. chrysanthemi (справа), у которого наблюдается задержка роста без других наблюдаемых симптомов. (С любезного разрешения Пенсильванского государственного университета)   Рисунок 26 . Корончатый галл на Бересклетах, вызываемый Agrobacterium tumefaciens .(Предоставлено Робертом Л. Форстером)  


Выпревание —
Этот термин описывает быструю гибель и разрушение молодых саженцев. Часто сеянцы кажутся почти надломленными на уровне почвы (Рисунок 27). Это может наблюдаться в квартирах растений, выращенных в теплицах, и может быть результатом заражения сеянцев грибными организмами Fusarium, Phytophthora, Pythium, Rhizoctonia или Thielaviopsis (рис. 28).

 
Рисунок 27 . Всходы сои с признаками выпревания Pythium. Обратите внимание на истончение и побурение стеблей вблизи линии почвы. (Предоставлено X.M. Yang)   Рисунок 28. Отмирание барвинка ( Catharanthus roseus ) из-за Rhizoctonia solani . (Предоставлено Р. Л. Виком)  


Выражение признательности:
Номер технического вклада 4761 Экспериментальной сельскохозяйственной станции Южной Каролины.


Цитаты

  1. Агриос, Г. Н. 1997. Введение в патологию растений. 4-е изд. Academic Press, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
  2. Альфьери, С. А., младший, К. Р. Лэнгдон, Дж. В. Кимбро, Н. Э. Эль-Голл и К. Велбург. 1994. Болезни и нарушения растений во Флориде. Флорида Отд. Агр. Потребитель. Серв. Отд. Завод Индиана Бык. № 14.
  3. Карлайл М.Дж., С.К. Уоткинсон и Г.В. Гудей. 2001. Грибы, 2-е изд. Academic Press, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
  4. Фарр, Д. Ф., Г. Ф. Биллс, Г. П. Чамурис и А. Ю. Россман. 1989. Грибы на растениях и растительных продуктах в США. Американское фитопатологическое общество, Сент-Пол, Миннесота.
  5. Хансен, М. А. и Р. Л. Вик. 1993. Диагностика болезней растений: настоящее и перспективы на будущее. Достижения в области патологии растений 10: 65-126.
  6. Холмс, Г. Дж., Э. А. Браун и Г. Рул. 2000. Сколько стоит картина? Использование современных телекоммуникаций в диагностике болезней растений.Завод Дис. 84:1256-1265.
  7. Хорст, Р. К. 2001. Справочник Уэсткотта по болезням растений. 6-е изд. Kluwer Academic Publishers, Бостон, Массачусетс.
  8. Horst, R. K. 1983. Сборник болезней роз. Американское фитопатологическое общество, Сент-Пол, Миннесота.
  9. Кендрик Б. 2000. Пятое царство. 3-е издание. Издательство Focus Publishing, Ньюберипорт, Массачусетс.
  10. Putnam, M.L. 1995. Оценка избранных методов диагностики болезней растений. Защита урожая 14:517-525.
  11. Шертлефф, М.C. и CW Аверре. 1997. Клиника болезней растений и полевая диагностика абиотических болезней. Американское фитопатологическое общество, Сент-Пол, Миннесота.
  12. Министерство сельского хозяйства США. 1960. Индекс болезней растений в США. Сельскохозяйственный справочник № 165.
  13. Уоллер, Дж. М., Б. Дж. Ричи и М. Холдернесс. 1998. Справочник по клинике растений. CAB International, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Обнаружение и идентификация болезней растений — Высшее — Болезни растений — Eduqas — GCSE Biology (Single Science) Revision — Eduqas

Патогены растений вызывают заболевания с рядом различных симптомов.Эти симптомы можно использовать для выявления возбудителя и последующего лечения болезни или ограничения ее последствий.

Заболевшие растения можно определить по аномальному росту или по признакам болезнетворного организма, таким как бактериальная слизь (внешний признак болезни, называемой бактериальной влажной древесиной) или личинки насекомых, которые вылупляются из яиц и питаются листьями.

Симптомы распространенных инфекций растений показаны на слайд-шоу ниже.

Симптом и пример болезни

Задержка роста от мучнистого червеца

Пятна на листьях, вызванные грибком черной пятнистости розы

Симптом и пример болезни Симптом и пример болезни

Деформация стеблей или листьев, вызванная пепельным отмирающим грибом

Симптом и пример болезни

Изменение окраски, вызванное вирусом табачной мозаики

Симптом и пример болезни

Наличие вредителей (тли)

Идентификация

Фермеры и садоводы часто используют книги и Интернет для определения болезней растений. Они также могут принести небольшой черенок зараженного растения (или его фотографию) в местный садовый центр, в котором есть сотрудники, которые часто могут помочь в выявлении и лечении болезни.

В лаборатории

Если заболевание трудно определить, черенки растения могут быть проанализированы учеными в лаборатории.

Патогены можно выращивать на чашках с агаром, а вирусы можно культивировать в контролируемых условиях. Затем используются биохимические тесты для идентификации бактерий и вирусов, которые были культивированы, возможно, с использованием наборов для тестирования, содержащих моноклональные антитела.

Идентификация генов болезней – обзор

Грант Морахан, Лоуренс Морель, Текущее мнение в области иммунологии, 2002 г.

Путь к идентификации генов болезней. Путь к определению гена восприимчивости, особенно при сложных генетических заболеваниях, непрост, но его можно упростить до этой модели. Начиная с болезни или соответствующего признака (a) , имеющего некоторую генетическую основу (b) , можно сопоставить локусы с определенными интервалами хромосом путем анализа сцепления родственных особей (в семьях или соответствующих скрещиваниях животных) (c) [1•,2••,3••,4••,23••,24••,32,33,34•,35,36].Данные можно сравнивать по нескольким заболеваниям и видам (d) [33,34•,35,36]. Если используется животная модель, конгенные штаммы (e) [25•,32,37–40,42••] обеспечивают мощный ресурс для подтверждения и характеристики локуса, и его местоположение может быть дополнительно уточнено путем получения субконгенных штаммов. штаммы (f) [39,52••,53••]. Как только область определена, гены-кандидаты могут быть выбраны для дальнейшего анализа (g,h) (но учтите, что иногда очевидных кандидатов может не быть, или очевидные кандидаты могут не быть геном болезни) [4••,7, 9•,23••,24••,26–31,33,34•,35,40,41•,42••,43••,44•,49,52••,53••]. В качестве альтернативы сильные кандидаты могут быть исследованы без предварительного анализа сцепления, перейдя непосредственно к тестам ассоциации (например, как это было сделано для HLA и INS при СД1). Генетические варианты у определенных кандидатов могут быть проверены на ассоциацию с интересующим признаком, например, с помощью тестов неравновесной передачи в семьях или тестов ассоциации неродственных людей (i) [4••,8,9•,10,11 •,12•,13•,14,15•,18–20,22••,23••,24••,26–31,34•,35,36,41•,52••]. Варианты, пережившие эту стадию, должны выполнять некоторые соответствующие функции, такие как изменение кодируемого белка или модулирование экспрессии генов (j) [4••,9•,11•,13•,15•,17,43••,44 •,52••,53••,64].Наконец, «золотым стандартом» является демонстрация того, что аллель резистентности гена может защищать от заболевания (или аллель восприимчивости может вызывать заболевание) у подходящих трансгенных животных (k) ([43••] и ссылки, цитируемые в [43••]. 6•]; [16] аппроксимирует это для человеческого гена). Конечно, есть причины, по которым любая из этих стадий может быть неудачной, и генетики человека не всегда могут позволить себе роскошь подходящей животной модели для проверки трансгенности, поэтому вместо этого они должны довольствоваться низкими значениями P, полученными в независимых исследованиях.

Новые методы выявления инфекционных болезней | Британский медицинский бюллетень

Исходная информация

Целью клинической микробиологии является выявление причины инфекции, что способствует быстрому началу лечения или изменению эмпирически выбранных режимов противомикробной терапии. Автоматизация и молекулярные методы произвели революцию в клинической лаборатории, обеспечив еще более быструю и точную диагностику. Однако за последние несколько лет произошел ряд событий, которые радикально изменили направление развития микробиологических и других диагностических лабораторий. В частности, клиническая микробиология будет иметь возможность вмешиваться как на уровне общественного здравоохранения, так и на уровне отдельного пациента.

Источники данных, области согласия и разногласия

Эксперты по новым технологиям обсуждают достижения и часть ключевой литературы, опубликованной на сегодняшний день. Они касаются как потенциальных преимуществ, так и некоторых препятствий, которые необходимо преодолеть, прежде чем технологии будут полностью внедрены в клиническую лабораторию.

Точки роста

В этом обзоре обсуждается ряд технологий, которые могут изменить способ использования клинической микробиологии для исследования инфекционных заболеваний.Диагностические службы в Великобритании в настоящее время проходят процесс рационализации, который включает в себя переход к объединению лабораторий, переходу на круглосуточный режим работы и большей автоматизации для снижения затрат. В этом обзоре рассматриваются технологии, которые уже играют или, как ожидается, будут важны в этом продолжающемся переходе, поскольку они упрощают или ускоряют сложные рабочие процессы, необходимые для идентификации патогенов.

Введение

В соответствии с целями здравоохранения методы и приемы, используемые в диагностической микробиологии для выявления возбудителей, должны быть эффективными и экономичными, с использованием, где это целесообразно, новейших технологий.В свою очередь, идентификация возбудителей должна привести к быстрому началу лечения или, в качестве альтернативы, к корректировке первоначального эмпирического лечения.

Несколько факторов влияют на решение о том, какие технологии использовать в лабораторных рабочих процессах. Во-первых, необходимо учитывать уровень «идентификации», необходимый для клинического ведения. Это может быть довольно сложно. В некоторых случаях идентификация патогена на уровне рода или вида является достаточным суррогатом внутренней лекарственной устойчивости и, наоборот, может использоваться для выбора лекарств, на которые будет реагировать рассматриваемый патоген. 1 Идентификация вируса, с другой стороны, может означать, что эмпирическое лечение антибиотиками может быть прекращено. Однако в настоящее время все чаще, когда в качестве возбудителей идентифицируют бактерии и грибы, а также в свете повышения уровня устойчивости к антибиотикам, тестирование на лекарственную чувствительность становится нормой для растущего числа патогенов. 2 Кроме того, для лечения некоторых видов могут потребоваться дополнительные шаги по идентификации детерминант вирулентности, таких как токсины или антигены. 1,3 Во-вторых, частота выделения возбудителей влияет на то, проверяются ли они на регулярной основе и, следовательно, на используемый анализ или технологию. В этом контексте затраты на реагенты, оборудование и персонал для проведения тестов, связанных с редкими патогенами, часто непомерно высоки для местных лабораторий, если только образцы не группируются в больших количествах. 1,2,4 Поэтому такие услуги обычно предлагаются референс-лабораториями, что может привести к длительным задержкам. 1,2 Наконец, общая структура предоставления услуг на местном и национальном уровнях влияет на используемые методологии и технологии. Диагностические службы в Великобритании в настоящее время проходят процесс рационализации, который включает в себя переход к объединению лабораторий, переходу на круглосуточный режим работы и большей автоматизации для снижения затрат. 1,5 В этом обзоре будут рассмотрены технологии, которые уже играют или, как ожидается, будут играть важную роль в этом продолжающемся переходе, поскольку они упрощают или ускоряют сложные рабочие процессы, необходимые для идентификации патогенов.

Матричные системы

В связи с научной эволюцией от моноплексных к мультиплексным ПЦР в реальном времени недавно произошел переход к моноплексным анализам, но их использование в качестве «одновременного одиночного анализа» для обнаружения множественных патогенов с использованием матричной технологии.Патогены, которые могут быть обнаружены одновременно, охватывают весь спектр — бактерии, РНК-вирусы, ДНК-вирусы, атипичные вирусы, паразиты и грибки, и могут позволить использовать синдромальный подход к диагностике, в отличие от более традиционных технологий ПЦР, ориентированных на патогены.

Один формат, массив TaqMan с низкой плотностью (TLDA, Life Technologies, Карлсбад, Калифорния, США), использует микрожидкостные карты, в которые предварительно загружаются лиофилизированные праймеры и зонды для каждого анализа и высушиваются в лунках. Обычная конфигурация этой карты — 8 загрузочных портов (образцов) с 48 подключенными лунками на образец (всего 384 лунки).В каждой из лунок тестируется одна мишень. Экстракт нуклеиновой кислоты добавляют в мастермикс, и его (всего 100 мкл) переносят в порт загрузки. После загрузки каждого из восьми образцов планшет центрифугируют, позволяя направить смесь в каждую лунку; Затем планшет запечатывают и загружают в анализатор для ОТ-ПЦР, где амплификация и детекция могут быть проведены менее чем за час.

Массивная технология обеспечивает гибкий подход; новые мишени и обновленные праймеры/зонды могут быть добавлены или изменены без необходимости повторной проверки всего анализа (как это требуется в мультиплексном анализе).Хотя на каждой карте обрабатывается лишь небольшое количество образцов, по сравнению с отдельными анализами ПЦР производительность значительно увеличивается. Время оборота сокращается, особенно по сравнению с бактериальной культурой. Требуется меньше времени на обработку и требуется минимальное обучение (в отличие от опыта и знаний, необходимых для идентификации бактерий и паразитов). Вывод данных осуществляется в виде единого файла, что упрощает интерпретацию. Лиофилизация праймеров и зондов обеспечивает длительный срок хранения планшета до 2 лет при охлаждении.Планшеты могут быть разработаны с учетом конкретных синдромов, например, энтерального, сепсиса и планшетов для желтухи/трансплантата. Существует также возможность включения обнаружения гена устойчивости к антибиотикам/лекарствам, т.е. резистентность к карбапенемазам/осельтамивиру. Массивы могут быть разработаны для реагирования на вспышки, обеспечения эпиднадзора и игры ключевой роли в охране общественного здоровья. Исследования по испытанию этих массивов сообщили об улучшении выявления случаев с выявлением патогенов, которые специально не запрашивались клиницистами.Планшеты также могут быть «персонализированы», что позволяет исследователям использовать внутренние ПЦР-анализы для обнаружения выбранных ими патогенов. Отдельные анализы должны работать оптимально при одной температуре отжига, и эти анализы, возможно, придется усилить, чтобы сохранить чувствительность. В образце могут быть обнаружены множественные патогены, и тогда различение носительства и заболевания зависит от клинической оценки, хотя пороговое значение цикла «Ct» для каждого патогена (мера количества патогена в образце) может помочь в интерпретации.

Кодани и др. 6 описал первое применение TLDA для диагностики инфекционных заболеваний для обнаружения 21 мишени респираторного патогена (13 вирусных и 8 бактериальных). Карты TLDA продемонстрировали хорошую общую чувствительность и специфичность 89 и 98% соответственно по сравнению с отдельными ПЦР в реальном времени, но имели относительно низкую чувствительность (≤75%) для M. pneumoniae , C. pneumoniae и B .pertussis мишень II. Вайнберг и др. 7 обнаружили отсутствие чувствительности анализа к аденовирусам и парагриппу -1 и -2 (54, 56 и 75% соответственно). Очевидно, что диагностические характеристики матричных анализов с чувствительностью ≤75% должны быть улучшены до внедрения этой методологии в качестве рутинного скринингового теста. Безусловно, разница в чувствительности, наблюдаемая для аденовируса и парагриппа 1 и 2 Weinberg et al. может отражать потенциальное смещение, вызванное использованием значительно сниженной температуры отжига/наращивания (55°C) для отдельных анализов RT-qPCR по сравнению с температурой, используемой для тех же анализов (60°C) на карточке матрицы.Судя по исключительной чувствительности, полученной для большинства анализов на массиве, улучшения возможны, при этом только сливки анализов должны быть разрешены для заполнения возможной карты диагностического массива.

Технология массива также демонстрирует потенциал для использования в тестировании рядом с пациентом. Технология FilmArray (BioFire Diagnostics, Inc., Солт-Лейк-Сити, Юта) берет необработанный клинический образец для анализа кривой плавления ампликона в формате одного пакета за 1 час в закрытой системе. После первого этапа, мультиплексной ПЦР, образец переносят в лунки объемом 1 мкл для вложенной ПЦР с индивидуальными праймерами для каждой мишени. Панель FilmArray Respiratory Panel может идентифицировать 21 вирусный и бактериальный респираторный патоген с несколькими целями для некоторых и может обнаруживать более 100 целей одновременно. Минимальное вмешательство человека, быстрый результат и обработка одного образца делают его идеальным форматом для тестирования рядом с пациентом, хотя тестирование одного образца ограничивает его возможности для высокопроизводительного тестирования.Было обнаружено, что FilmArray имеет общую чувствительность 89,4% и специфичность 99,6% по сравнению с разработанными в лаборатории ПЦР-анализами в реальном времени, 8 , хотя ему не хватает чувствительности при обнаружении определенных серотипов аденовирусов. 8,9 Технология FilmArray также включает одобренную Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) панель идентификации культуры крови и панель желудочно-кишечного тракта, находящиеся в разработке.

Матрицы с жидкими шариками, разработанные с использованием принципов проточной цитометрии, являются еще одним недавним дополнением к спектру матриц.Примером этого является технология xTAG, разработанная Luminex Molecular Diagnostics (Остин, Техас, США). В этой системе полистироловые микросферы микронного диаметра окрашиваются изнутри флуорофорами, создавая уникальный набор шариков, которые предварительно связаны с последовательностями ТАГ. Мультиплексная ПЦР проводится с парами праймеров, специфичных для мишени, один из которых удлиняется на 5′-конце с помощью последовательности TAG (уникальной для каждой мишени), а другой — с 5′-меткой биотина. После амплификации происходит процесс «сортировки матрицы», при котором последовательность ТАГ на грануле гибридизуется с комплементарной ей последовательностью ТАГ на противоположной цепи (ампликона), расширенной меченым биотином праймером.Затем поток взвешенных микросфер проходит через лазерный детектор, который измеряет флуоресценцию шарика, а также стрептавидин-фикоэритрин, связанный с биотином. Обнаружение обоих вместе идентифицирует амплификацию указанного патогена (содержащего уникальный ТАГ) в образце, положительный результат ПЦР. Было создано более 100 наборов микросфер с уникальными спектральными сигнатурами, позволяющими мультиплексировать большое количество целей. Эта технология использовалась для создания респираторных панелей (xTAG RVP Fast и RVPv1), которые включают только вирусные мишени, и панели желудочно-кишечного тракта (xTAG GPP), которая может обнаруживать различные бактериальные, вирусные и паразитарные кишечные патогены.В целом, xTAG GPP показал хорошую чувствительность к большинству мишеней, хотя ему не хватает чувствительности к определенным серотипам аденовирусов (не 40/41). 10 Респираторные панели xTAG демонстрируют хорошую чувствительность и специфичность, но имеют недостатки, заключающиеся в длительном практическом использовании, длительном времени использования инструментов, ограничениях по вирусным мишеням и в том, что они не являются закрытыми системами, что увеличивает риск лабораторного заражения. 9

Секвенирование следующего поколения

В 1995 году первый секвенированный бактериальный геном стоил 31 пенс за готовую пару оснований, 11 , что соответствует примерно 950 000 фунтов стерлингов за весь геном с учетом инфляции.Напротив, бактериальный геном теперь может быть секвенирован менее чем за 100 фунтов стерлингов в расходных материалах примерно за 24 часа. 12 Фактически, полногеномное секвенирование бактерий (WGS) теперь возможно непосредственно из одной колонии на первичном изолированном планшете без необходимости пересева или сложного метода выделения. 13 Подробное обсуждение технических деталей различных быстрых настольных секвенаторов, таких как Illumina MiSeq или Ion Torrent PGM (Life Technologies), можно найти в другом месте. 14,15 Вместо этого мы выделим области, в которых эти технологии уже начинают оказывать клиническое воздействие. 1,3

Во-первых, важно понимать, что вышеупомянутые цены на бактериальный геном могут быть достигнуты только в том случае, если ДНК чистая. Беспристрастные метагеномные исследования непосредственно из клинических образцов остаются непомерно дорогими в большинстве клинических сценариев и менее чувствительны, чем традиционные методы обнаружения/идентификации. 1,16 Таким образом, первичная культура в жидкой или твердой среде в обозримом будущем останется обычным делом в диагностической бактериологии. 1,17

Во-вторых, даже начиная с пластины для первичной изоляции, WGS в большинстве случаев нерентабелен, учитывая, что MALDI-ToF (см. ниже) и фенотипическое тестирование на лекарственную чувствительность дешевле и/или быстрее. 1,2 WGS, тем не менее, окажет существенное влияние на решение специализированных вопросов, когда не удается выполнить первичную идентификацию или методы тестирования чувствительности. 1,13 Эти тесты обычно проводятся на уровне референс-лаборатории, что снижает стоимость образца за счет времени выполнения. 1,2,13 WGS, напротив, представляет собой настоящую платформу, которую можно использовать для решения множества клинических вопросов, связанных с различными видами бактерий и вирусов. В этом сценарии ежедневная последовательность может, например, включать вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, см. ниже) и Mycobacterium tuberculosis для тестирования чувствительности, Neisseria meningitidis для серогруппирования, изолят Salmonella для серотипирования, Staphylococcus aureus для обнаружения токсинов и несколько Enterobacteriaceae для изучения механизма устойчивости к карбапенемам. 1,2,12,13,17 В каждом случае данные генома также обеспечат окончательное молекулярное разрешение для исследований вспышек, т.е. в зависимости от скорости эволюции по отношению к скорости передачи можно будет определить, кто заразил кому. 1,3,18 Это даст беспрецедентные возможности прервать передачу, 19 , что впервые было продемонстрировано в режиме реального времени при расследовании вспышки MRSA. 20

Прежде чем этот потенциал WGS сможет быть реализован, предстоит решить несколько задач. Несмотря на недавние достижения, подготовка библиотеки 13 должна быть еще более упрощена, чтобы она подходила для технического персонала более низкого уровня. 1 Кроме того, необходимо сократить продолжительность и стоимость WGS. Генетическая основа основных антибиотиков должна быть исследована более подробно, особенно в отношении комплекса Mycobacterium tuberculosis , где время до диагностики случаев с высокой лекарственной устойчивостью может быть сокращено с недель до дней. 1,17 Наконец, автоматизация анализа данных представляет собой наиболее насущную проблему.Это включает в себя разработку стандартов для обмена данными о последовательностях для исследования региональной и международной передачи патогенов. 1

Практичным подходом к демонстрации использования этой технологии было применение сверхглубокого секвенирования (UDS) для секвенирования целевых ампликонов, таких как гены-мишени противовирусных препаратов ВИЧ. Ампликоны размером 1500 п.н. или меньше могут быть секвенированы на глубине в 1000 раз, а полученные данные представлены в виде процентной доли присутствующих меньшинств.Это особенно важно для РНК-вирусов, таких как ВИЧ, которые могут существовать внутри пациента в виде ряда квазивидов. Ранее об устойчивости к противовирусным препаратам сообщалось на популяционной основе, создавая контиги из всех присутствующих последовательностей и сообщая о консенсусной последовательности и мутациях устойчивости.

Появление UDS означает, что теперь можно определить уровни мутаций резистентности, присутствующие ниже порогового значения 15–20%, которое, как показано, является нижним пределом обнаружения мутаций при секвенировании по Сэнгеру. 21,22 Появляется все больше литературы, посвященной значимости и клинической полезности мутаций меньшинства резистентности в различных условиях, главным образом при базовом тестировании резистентности и случаях вирусологической неудачи. Большой метаанализ ясно продемонстрировал, что у пациентов, ранее не получавших антиретровирусную терапию, низкочастотные мутации резистентности были связаны с повышенным риском вирусологической неудачи. 23 Большинство исследований, изучающих полезность глубокого секвенирования в контексте вирусологической неудачи на сегодняшний день, были основаны на небольших когортах пациентов, и требуется работа для проведения более крупных параллельных сравнений с секвенированием по Сэнгеру.

Как и в случае с другими описанными методами, UDS предлагает преимущества помимо увеличения количества и качества данных. Лаборатории, которые проводят внутренние тесты на резистентность на основе секвенирования, должны обучать персонал генерации контигов и анализу данных. Это трудоемкие процессы, требующие опытного персонала. UDS может быть автоматизирован, и доступно программное обеспечение, которое будет собирать сложные данные и анализировать их, оставляя ученому-биомедику просто ввести окончательный отчет о чувствительности.На горизонте находятся анализы для тестирования тропизма ВИЧ и потенциал для WGS, что позволит использовать последовательности для эпидемиологических целей и разработки лекарств. Все больше биотехнологических компаний инвестируют в эту технологию, и в ближайшие годы ожидается рост развития и количества коммерчески доступных систем микробного секвенирования.

В ближайшем будущем UDS станет обычным делом для ВИЧ и других вирусов (гепатита C, гепатита B и т. д.), которые будут тестироваться на мутации резистентности, что потенциально улучшит прогнозирование лечения, ведение пациентов и лабораторный рабочий процесс.Последнее улучшение будет зависеть от рабочего процесса, уже используемого в клинических условиях, но теоретически должно обеспечивать преимущества во многих различных процедурах.

Матричная лазерная десорбционная ионизация: времяпролетная масс-спектрометрия

Матричная лазерная десорбционная ионизация: времяпролетная масс-спектрометрия (MALDI-ToF MS) была включена в рабочие процессы многих диагностических микробиологических лабораторий по всему миру с 2008 года, когда на рынке появились первые коммерчески доступные системы. Концептуальный подход нанесения организма на стальную пластину (известную как «мишень») и измерения, а затем анализа сложного масс-спектрального профиля клеток и сравнения его с базой данных профилей известных организмов оставался относительно неизменным с момента первого экспериментального исследования. использования технологии для идентификации организмов и с первых баз данных профилей известных организмов. 24 В условиях клинической диагностики MALDI-ToF оказался привлекательным для клинико-диагностических лабораторий благодаря своей более высокой точности по сравнению с существующими методами идентификации, 25,26 экономии времени ок.1 рабочий день для идентификации организма на чашке с агаром (рис. 1) и предельная экономия затрат в районе 2–4 евро на идентификацию по сравнению с методами биохимической идентификации. Эти преимущества MALDI-ToF в его самом базовом режиме (идентификация организмов из твердой агаровой среды) привели к быстрому внедрению коммерчески доступных платформ в клинико-диагностические лаборатории.

Рис. 1:

Схема примера рабочего процесса диагностики посева крови. Показаны точки вмешательства, где MADLI-ToF и другие обсуждаемые методы масс-спектрометрии могут повлиять на рабочий процесс диагностики и сократить его.

Рис. 1:

Схема примера рабочего процесса диагностики посева крови. Показаны точки вмешательства, где MADLI-ToF и другие обсуждаемые методы масс-спектрометрии могут повлиять на рабочий процесс диагностики и сократить его.

Своевременность идентификации инфекционного патогена является одним из ключевых факторов, которые могут положительно повлиять на клинический исход, особенно в отношении ценных образцов, таких как посев крови. Исследования, изучающие дополнительное и расширенное использование MALDI-ToF, были сосредоточены на дальнейшем сокращении времени, необходимого для получения результата идентификации вида, путем нацеливания на различные точки рабочего процесса диагностики культуры крови (рис.1). В дополнение к 24-часовой экономии времени (по сравнению с биохимическими методами идентификации) для идентификации из полностью выращенной агаровой культуры, взятой из положительной культуры крови, многочисленные лаборатории испытали идентификацию организма по едва видимому росту всего через 4 часа после инокуляции из положительной культуры. посев крови с помощью MALDI-ToF (рис. 1). Еще более ранние результаты идентификации можно также получить непосредственно из образца культуры крови в жидкой фазе в тот момент, когда он помечается как положительный в отношении микробного роста, экономя ∼24 часа для стандартного результата идентификации MALDI-ToF из полностью выращенной агаровой культуры, 27 эффективно давая результат примерно за тот же период времени, что и результат окрашивания по Граму (рис.1). Идентификация видов на этом этапе, в отличие от эквивалентного по времени результата окраски по Граму, может лучше направить выбор противомикробного лечения в некоторых случаях, например, когда Neiserria meningitidis является агентом, ответственным за сепсис. Ключевые ретроспективные исследования в этой области выявили возможность более раннего изменения схем лечения в 13,38% (21/157) педиатрических случаев, когда идентификация вида была получена непосредственно из положительного результата посева крови с помощью MALDI-ToF. Более того, во многих других случаях результат MALDI-TOF MS был полезным инструментом для специалистов по инфекционным заболеваниям, поскольку он подтверждал предполагаемые случаи заражения, особенно в педиатрической популяции (15/40 RMI, 37,50%), или предлагал дополнительные диагностические тесты. 28 Более ранние результаты идентификации также были предложены для того, чтобы лучше информировать о направлении клинических исследований источника(ов) инфекции, а также мер общественного здравоохранения и инфекционного контроля. Хотя эти подходы кажутся многообещающими, их истинная клиническая ценность не будет понята до тех пор, пока не станут известны результаты продолжающихся в настоящее время исследований методом случай-контроль 29 .

В дополнение к идентификации видов было показано, что MALDI-ToF может влиять на анализ микробных образцов в других клинических диагностических рабочих процессах, в том числе связанных с чувствительностью к противомикробным препаратам. 30 Принципы этих методов различны и варьируются от выявления детерминант и механизмов устойчивости к противомикробным препаратам до более общего подхода, который определяет или выявляет чувствительность к противомикробным препаратам. В то время как прямое обнаружение ионов бета-лактамазных ферментов 31 оказалось ненадежным с использованием цельноклеточных препаратов из клинических изолятов с коэффициентом обнаружения всего 70%, 28 MALDI-ToF может помочь с менее сложными образцами мембранных белков, где потеря экспрессии поринов внешней мембраны связана с резистентностью к карбапенемам, например.г. К. пневмонии . 32 Резистентность, которая зависит от мутаций в генах, может быть обнаружена с помощью протоколов гибридной ПЦР/MALDI-ToF, показанных вариантными протоколами, которые успешно обнаруживают включение SNP в TEM- и SHV-бета-лактамазах, а затем расширяют фенотип пенициллиназы до расширенный спектр или активность БЛРС. 33,34 Механизмы ферментативной резистентности можно также исследовать путем обнаружения противомикробных препаратов и их модифицированных или разложившихся производных. Это было показано для бета-лактамаз (включая карбапенемазы) путем инкубации бактериальных культур с противомикробным препаратом в течение 1–4 часов и анализа супернатантов образцов на деградацию β-лактамов с помощью MALDI-TOF MS. 35,36 Кроме того, добавление ингибиторов β-лактамазы к инкубации может дополнительно информировать об эффективности этого ингибитора для образца. 37 Каждый из трех описанных выше подходов выявляет механизм резистентности. Однако более важным с диагностической точки зрения является обнаружение или определение чувствительности организма к противомикробному препарату.Для Candida albicans различение отчетливых изменений MALDI-спектрального профиля между чувствительными и резистентными к каспофунгину изолятами было возможно после 3-часовой инкубации в присутствии «предельной» концентрации препарата. 38 Альтернативным и потенциально более чувствительным подходом, который успешно коррелирует с бактериальной (в отличие от грибковой) чувствительностью к лекарственным препаратам, является использование стабильных маркеров или изотопов, которые вызывают массовые сдвиги, которые можно анализировать и использовать для дифференциации активно растущих из нерастущих культур в заданной концентрации противомикробного препарата. 39 Хотя эта последняя технология все еще нова, она обладает самым широким и наиболее клинически значимым диапазоном специфичности (т.

В то время как быстрое распространение технологии MALDI-ToF было обусловлено характеристикой уже выделенных бактерий, использование масс-спектрометрии продвинет другие области клинической диагностики. К ним относятся обнаружение устойчивости/чувствительности к противомикробным препаратам, а также расследование вспышек и эпидемиологическое типирование, как это наблюдалось в случае VRE. 40 Кроме того, масс-спектрометрия, по-видимому, имеет отношение к модулю обнаружения в клинической микробиологии с помощью таких систем, как система PLEX-ID (которая сочетает этап скрининга амплификации ПЦР с этапом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI-MS) для анализа базовый состав продуктов, обеспечивающий идентифицируемые подписи). Ранние данные о преимуществах этой технологии в некоторых клинически значимых сценариях 41 указывают на то, что теперь в этой области также необходимы хорошо контролируемые систематические исследования.

Новые технологии и будущее

Новые технологии, описанные выше, могут значительно улучшить выявление и лечение инфекционных заболеваний. Некоторые из них, такие как MALDI-ToF, описанные в предыдущем разделе, уже используются во многих передовых диагностических лабораториях, и их применение постоянно совершенствуется. Другие, такие как глубокое секвенирование и матричные системы, только начинают использоваться в диагностике, и в ближайшие несколько лет будет определено, как именно они вписываются в рабочие процессы или как рабочие процессы адаптируются для их включения.Часто прагматические решения, которые необходимо принимать, обсуждались, но ясно, что в клинической микробиологии наступили захватывающие времена. Теперь доступны возможности для идентификации, количественного определения и быстрого тестирования огромного спектра микроорганизмов. Это требует решения, особенно там, где задействованы методологии секвенирования для обеспечения передовой практики и стандартизации подходов. Однако наиболее важно то, что эти технологии принесут пациенту ряд преимуществ, включая скорость и качество диагностики, а также улучшение антимикробного тестирования.В конечном счете, с появлением секвенирования организмов в режиме реального времени возможность проводить расследование вспышек в режиме реального времени и оказывать существенное влияние на общественное здравоохранение с помощью клинической диагностики достигнет совершеннолетия.

Конфликт интересов

MJE принял участие в конференции, предоставленной Bruker Daltronics. Мнения, выраженные в этой публикации, принадлежат авторам, а не обязательно общественному здравоохранению Англии.

Благодарности

CUK — младший научный сотрудник Колледжа Вольфсона в Кембридже.

Каталожные номера

1

Köser

CU

Ellington

MJ

Cartwright

EJ

и др.

рутинное использование микробных целых генома секвенирование в диагностическом и общественном здравоохранении микробиология

PLOS Pathog

2012

8

E1002824

2

Reuter

S

ELLINGTON

MJ

CARTWRAGE

EJ

ET др.

Быстрый бактериальный цельно-генома секвенирование для повышения диагностики и микробиологии общественного здравоохранения

JAMA интерната Med

2013

173

1397

404

3

Didelot

x

BOWDEN

R

Wilson

DJ

и др.

Преобразование клинической микробиологии с секвенированием бактериального генома

NAT REV GENET

2012

13

601

Chiang

4

Chiang

CY

VAN DEUN

A

Быстрая диагностика Rifampicin Сопротивление: кому нужно подтверждение?

INT J TUBERC LUNG DIS

2013

17

2

5

Bourbeau

PP

LEDEBOER

NA

Automation В клинической микробиологии

J Clin Microbiol

2013

51

1658

65

6

Kodani

M

Yang

G

Conklin

LM

и др.

Применение массивов низкой плотности Taqman для одновременного обнаружения нескольких дыхательных патогенов

J Clin Microbiol

2011

49

2175

82

70010

Weinberg

GA

Schnabel

KC

Erdman

ДД

и др.

Оценка полевой карты Taqman (TAC) для одновременного обнаружения множественных респираторных вирусов у детей с острой респираторной инфекцией

J Clin Virol

2013

57

254

60011 80010

Pierce

VM

Элкан

М

Лет

М

и др.

Сравнение технологии IDAho Technology SyveraRy System к ПЦР в режиме реального времени для обнаружения дыхательных патогенов у детей

J Clin Microbiol

2012

50

364

71

Popokitch

EB

O ‘

EB

Neill

SS

Miller

MB

MB

Сравнение биокирующего фильма RP, Esencarm rvp, luminex xtag rvpv1 и luminex xtag rvp быстрые мультиплексные анализы для обнаружения респираторных вирусов

j clin microbiol

2013

51

1528

33

10

Claas

EC

Burnham

CA

Mazzulli

Характеристики панели xTAG(R) для желудочно-кишечных патогенов, мультиплексного молекулярного анализа для одновременного выявления бактериальных, вирусных и паразитарных причин инфекционного гастроэнтерита

Fleischmann

RD

Adams

MD

Белый

O

и др.

Случайный секвенирование и сборка Haemophilus грипп RD

Наука

1995

269

496

512

12

Köser

CU

Holden

MT

Ellington

MJ

и др.

Быстрая цельно-генома секвенирование для расследования Neonatal MRSA вспышки

N Engl J Med

2012

366

2267

75

13

Köser

CU

Fraser

LJ

Ioannou

А

и др.

Быстрая одноколония цельно-генома секвенирование бактериальных патогенов

J Antimicrob Chemother

2014

1275

81

14

Loman

NJ

ConstantiniDou

C

Chan

JZ

и др.

Высокопроизводительный бактериальный бактериальный генома секвенирование: смущение выбора, мир возможности

NAT REV Microbiol

2012

10

599

606

15

Harris

SR

Török

ME

Картрайт

EJ

и др.

Метризация чтения и сборки Несущественно для клинической утилиты цельногенологической секвенирования в сопоставлении вспышек

NAT Biotechnol

2013

31

592

4

16

Loman

NJ

ConstantiniDou

C

Christner

M

и др.

Метагеномический подход на основе культурной последовательности к расследованию вспышки Shiga-Toxigenic Escherichia Coli O104: H5

JAMA

2013

309

1502

10

17

Köser

CU

Bryant

JM

Becq

J

и др.

цельно-генома секвенирование для быстрого тестирования восприимчивости M. tuberculosis

N Engl J Med

2013

369

2

18

Walker

TM

Monk

P

Smith

EG

и др.

Контактные исследования для вспышек Mycobacterium Tuberculosis : авансы через целый генома секвенирование

Clin Microbiol Infect

2013

796

Walker

TM

IP

CL

Harrell

RH

и др.

цельно-генома секвенирование для делиниата MyCobacterium Tuberculosis вспышки: ретроспективное наблюдение

Lancet Infect Dis

2013

13

137

20

Harris

SR

CARTWRAGE

EJ

Török

ME

и др.

цельногенома секвенирование для анализа вспышки метициллина устойчивых Staphylococcus aureus : описательное исследование

Lancet Infect dis

2013

13

130

6

21

Tsiatis

AC

Norris-Kirby

A

Rich

RG

и др.

Сравнение секвенирования Sanger, Pyronequenceencing, и анализ кривой плавления для обнаружения мутаций KRAS: диагностические и клинические последствия

J ML DIANG

2010

12

425

32

22

Kohlmann

A

Klein

HU

Weissmann

S

и др.

Межлабораторная надежность секвенирования следующего поколения (утюг) Исследование: глубокое исследование секвенирования TET2, CBL и KAR мутаций на международном консорциуме с участием 10 лабораторий

Leukemia

2011

25

1840

8

23

Li

JZ

Паредес

R

Рибаудо

HJ

и др.

Низкочастотный ВИЧ-1 Мутаги для лекарств и риск нарушения антиретровирусной лечения NNRTI на основе NNRTI: систематический обзор и объединенный анализ

JAMA

2011

305

1327

35

24

ключей

CJ

Dare

DJ

Sutton

H

и др.

Компиляция MALDI-TOF масс-спектральной базы данных для быстрого скрининга и характеристики бактерий, присварных в человеческих инфекционных заболеваниях

Infect Genet Evol

2004

4

221

42

25

Bizzini

A

Durussel

C

Bille

J

и др.

Выступление матричной ассистенции лазерной десорбции Ионизация — время полета масс-спектрометрии для идентификации бактериальных штаммов, регулярно изолированные в клинической микробиологии Лаборатории

J Clin Microbiol

2010

48

1549

54

26

фургон Veen

SQ

Claas

EC

Kuijper

EJ

2010

48

48

270011

7

27

PR Lagacé-Wiens

PR

ADAM

HJ

Karlowsky

JA

et al.

Идентификация изолятов культур крови непосредственно из положительных культур крови с использованием масс-спектрометрии с лазерной десорбцией и ионизацией с помощью матрицы, времяпролетной масс-спектрометрии и коммерческой системы экстракции: анализ производительности, стоимости и времени выполнения работ

J Clin Microbiol

2012

50

3324

3324

8

28

Schaumann

R

CUNOP

N

Genzel

GH

et al.

шаг к дискриминации бета-лактамазы-производства клинических изолятов Enterobacteriaceae и псевдомонас Aeruginosa от MALDI-TOF MASS SPITROMOMETRY

MED SCI MONIT

2012

18

MT71

7

29

7

29

7

29

7

29

7

29

Martiny

D

Debaugnies

F

Gateff

D

и др.

Влияние быстрой идентификации микробов непосредственно из положительных культур крови с использованием времяпролетной масс-спектрометрии с матричной лазерной десорбцией/ионизацией на ведение пациентов

Hrabák

J

Chudácková

E

Walková

R

Матричная лазерная ионизация-времяпролетная ионизация (MALDI-TOF) до масс-спектрометрии 10

Clin Microbiol Rev

2013

26

26

103

14

31

CAMARA

JE

Hays

FA

Дискриминация между диким типом и ампициллиным Escherichia Coli от Matrix лазерная десорбция/ионизация времяпролетная масс-спектрометрия

9001 0 Anal Bioanal Chem

2007

389

1633

8

32

CAI

JC

HU

YY

Чжан

R

et al.

Обнаружение потери порина OmpK36 у Klebsiella spp. Matrix-Assisted Лазерное десорбционное Ионизационное время полета Масс Спектрометрия

J Clin Microbiol

2012

2179

82

33

Ikryannikova

LN

Shitikov

EA

Zhivankova

DG

и др.

MALDI TOF MS на основе MIS-метод MALDI MALDI MALDI MALDI MALDI TOF MS MS-MISE для быстрого обнаружения расширенного типа TEM-типа бета-лактамазы в клинических штаммах Enterobacteriaceae

J Microbiol Методы

2008

75

385

91

34

Stürenburg

E

Storm

N

Sobottka

I

и др.

Обнаружение и генотипирование вариантов массы SHV Beta-Lactamase по масс-спектрометрии после базового расщепления in vitro сгенерированные РНК-транскрипты

j Clin Microbiol

2006

44

15

Hrabák

J

Валкова

R

Студенкова

V

и др.

Карбапенемаза обнаружение активности Matrix-Assisted Лазерное десорбция Ионизация — время полета масс Спектрометрия

J Clin Microbiol

2011

49

3222

70010 36

Burckhardt

I

Zimmermann

S

Использование матричной лазерной десорбционной ионизации и времяпролетной масс-спектрометрии для определения резистентности к карбапенемам в пределах от 1 до 2.5 часов

j Clin Microbiol

2011

2011

49

3321

4

37

Sparbier

K

Schubert

S

Weller

U

et al.

матрица-ассистентное лазерное десорбционное ионизация — время полета массовая спектрометрия функциональный анализ анализ для быстрого обнаружения сопротивления против бета-лактама антибиоли

J Clin Microbiol

2012

50

927

37

38

Vella

A

De Carolis

E

Vaccaro

L

и др.

Быстрая противогрибковая восприимчивость к матрице-ассистенсированию лазерное десорбционное ионизация — время полета массового спектрометрии анализ

J Clin Microbiol

2013

51

2964

39

Sparbier

K

Lange

Lange

C

Jung

J

и др.

MALDI Biotyper на основе быстрого сопротивления устойчивости от стабильного изотопового маркировки

J Clin Microbiol

2013

51

3741

8

40

GRIFFIN

PM

Цена

GR

Schooneveldt

JM

и др.

Использование матричной ассистенсированной лазерной десорбции ионизации — время полета масс-спектрометрии для выявления ванкомицин-устойчивых энтерококков и расследование эпидемиологии вспышки

J Clin Microbiol

2012

50

2918

31

41

Shin

JH

Ranken

R

Sefers

SE

и др.

Обнаружение, идентификация и распределение грибов в образцах бронхоальвеолярного лаважа с помощью мультилокусной ПЦР в сочетании с ионизацией электрораспылением/масс-спектрометрией

© Автор 2014.Опубликовано издательством Оксфордского университета. Все права защищены. Для разрешений, пожалуйста, по электронной почте: journals.permissions@oup.com

Диагностика болезней растений | ISAAA.org

Важным сельскохозяйственным культурам угрожает широкий спектр болезней растений и вредителей. Они могут повредить урожай, снизить качество фруктов и овощей и уничтожить весь урожай. Около 42% всего мирового сельскохозяйственного урожая ежегодно уничтожается болезнями и вредителями. Фермерам часто приходится бороться с несколькими вредителями или болезнями, а также с новыми устойчивыми к пестицидам патогенными штаммами, поражающими одну и ту же культуру.

Однако потери урожая можно свести к минимуму, а специальные методы лечения можно адаптировать для борьбы с конкретными патогенами, если болезни растений правильно диагностированы и выявлены на ранней стадии. Эти основанные на потребностях методы лечения также приводят к экономическим и экологическим выгодам.

Традиционным методом идентификации патогенов растений является визуальный осмотр. Часто это возможно только после того, как урожаю уже был нанесен значительный ущерб, поэтому лечение будет ограниченным или бесполезным.Чтобы уберечь растения от непоправимого повреждения патогенами, фермеры должны уметь выявлять инфекцию еще до того, как она станет видимой.

Возможно ли это? Что происходит, когда патогены атакуют растение? Атака болезнетворных организмов вызывает сложный иммунный ответ в растении, что приводит к выработке специфичных для болезни белков, участвующих в защите растений и ограничении распространения инфекции. Патогены также производят белки и токсины, чтобы облегчить заражение до появления симптомов заболевания. Эти молекулы играют жизненно важную роль в разработке наборов для диагностики растений.

Достижения в области молекулярной биологии, патологии растений и биотехнологии сделали возможным разработку таких наборов. Эти наборы предназначены для раннего выявления заболеваний растений либо путем определения присутствия патогена в растении (путем тестирования на присутствие ДНК патогена), либо молекул (белков), продуцируемых патогеном или растением во время инфекции. Эти методы требуют минимального времени обработки и более точны в идентификации патогенов.И хотя некоторые из них требуют лабораторного оборудования и обучения, другие процедуры могут выполняться на месте человеком без специальной подготовки.

До сих пор были разработаны диагностические наборы для выявления заболеваний таких культур, как рис, картофель, папайя, помидоры и бананы. Подобные наборы также приобретают все большее значение для выявления генетически модифицированных организмов (ГМО) в партиях традиционных сельскохозяйственных культур.

Диагностические наборы на основе ДНК Наборы для диагностики ДНК

основаны на способности одноцепочечных нуклеиновых кислот связываться с другими одноцепочечными нуклеиновыми кислотами, которые комплементарны по последовательности (называемые гомологичными).

Инструментом, используемым в наборах для диагностики ДНК, является полимеразная цепная реакция (ПЦР). В ПЦР участвуют 3 этапа. ДНК сначала раскручивается, а ее нити разделяются при высоких температурах. При понижении температуры короткие одноцепочечные последовательности ДНК, называемые праймерами, могут свободно связываться с цепями ДНК в областях гомологии, позволяя ферменту полимеразе (Taq) создавать новую копию молекулы. Этот цикл денатурация-отжиг-удлинение повторяется 30-40 раз, давая миллионы идентичных копий сегмента.

Праймеры в ПЦР-диагностических наборах очень специфичны для генов патогена, и амплификация будет происходить только на больных растениях. (Рисунок 2)

.

Рисунок 1: Методы диагностики на основе ПЦР

Источник: Alberts, et. др., 1994.
Фотографии предоставлены http://www.msu.edu

 

Праймеры в ПЦР-диагностических наборах очень специфичны для генов патогена, и амплификация ДНК происходит только в больных растениях.(Рисунок 1)

Несколько методов на основе ПЦР были успешно адаптированы для обнаружения патогенов растений. ПЦР в реальном времени (ОТ-ПЦР) следует общему принципу полимеразной цепной реакции; его ключевой особенностью является то, что амплифицированная ДНК количественно определяется с использованием флуоресцентных красителей по мере ее накопления в реакционной смеси после каждого цикла. Он предлагает несколько преимуществ по сравнению с обычной ПЦР, в том числе: меньший риск загрязнения образца, предоставление данных в режиме реального времени и одновременное тестирование на несколько патогенов.Протоколы ПЦР в реальном времени являются одними из самых быстрых видово-специфических методов обнаружения, доступных в настоящее время.

ДНК-микрочипы

также очень полезны для одновременного обнаружения патогенов. Это важно, так как растения часто заражаются несколькими патогенами, некоторые из которых могут действовать вместе, вызывая комплекс заболеваний. Микрочипы состоят из патоген-специфических последовательностей ДНК, иммобилизованных на твердой поверхности. Образец ДНК амплифицируют с помощью ПЦР, метят флуоресцентными красителями, а затем гибридизуют с массивом (рис. 2).

.

Рисунок 2: ДНК-микрочип

Источник: Alberts, et. др., 1994.
Фотографии предоставлены http://www.msu.edu

 

Диагностика на основе ПЦР очень чувствительна по сравнению с другими методами; возможно обнаружение небольшого количества ДНК. ПЦР также может помочь фермерам обнаружить присутствие патогенов, которые имеют длительный латентный период между заражением и развитием симптомов.Кроме того, он может количественно определять биомассу патогенов в тканях хозяина и образцах окружающей среды и в то же время обнаруживать устойчивость к фунгицидам. Однако обнаружение на основе ПЦР является дорогостоящим по сравнению с методами диагностики на основе белков, а также требует дорогостоящего оборудования.

К настоящему времени разработаны наборы для ПЦР для выявления черной сигатоки на бананах, фитофтороза на картофеле и фузариоза на хлопке.

Диагностические наборы на основе белков

Первым шагом защитной реакции является распознавание захватчика иммунной системой хозяина. Это распознавание обусловлено способностью специфических белков-хозяев, называемых антителами, распознавать и связывать белки, уникальные для патогена (антигены), и запускать иммунную реакцию (рис. 3а).

Рисунок 3: Взаимодействие антитело-антиген

Alberts, et. др. 1994.

 

Белковые диагностические наборы для болезней растений содержат антитело (первичное антитело), ​​которое может распознавать белок либо патогена, либо больного растения.Поскольку комплекс антитело-антиген нельзя увидеть невооруженным глазом, диагностические наборы также содержат вторичное антитело, присоединенное к ферменту. Этот фермент катализирует химическую реакцию, которая приводит к изменению цвета только тогда, когда первичное антитело связывается с антигеном. Следовательно, если в реакционной смеси набора происходит изменение цвета, значит, присутствует патоген растений (рис. 3b).

Метод иммуноферментного анализа (ИФА) использует эту систему обнаружения и составляет основу некоторых диагностических наборов на основе белков.Наборы ELISA очень просты в использовании, потому что тест занимает всего несколько минут и не требует сложного лабораторного оборудования или обучения.
На рынке уже имеется множество тестовых наборов ELISA. Некоторые из них обнаруживают болезни корнеплодов (например, маниоки, свеклы, картофеля), декоративных растений (например, лилий, орхидей), фруктов (например, бананов, яблок, винограда), зерновых (например, пшеницы, риса) и овощей. Методы ELISA могут обнаруживать карликовую низкорослую болезнь сахарного тростника, вирус томатной мозаики, вирус кольцевой пятнистости папайи, вирус мозаики прицветника банана, вирус гроздьевой верхушки банана, вирус мозаики арбуза и вирус тунгро риса.

Один из первых наборов ELISA, разработанных для диагностики заболеваний растений, был разработан Международным центром картофеля (CIP). Он может обнаружить присутствие всех рас, биоваров и серотипов Ralstonia solanacearum, патогена, вызывающего бактериальное увядание или бурую гниль картофеля. Они также разработали набор для отбора проб на присутствие любого из следующих вирусов сладкого картофеля: SPFMV (вирус пернатой пятнистости сладкого картофеля), SPCSV (кринивирус хлоротической трюки сладкого картофеля), SPMSV (вирус легкой крапчатости сладкого картофеля), SPMMV (вирус сладкого картофеля). вирус легкой крапчатости), SwPLV (латентный вирус сладкого картофеля), SPCFV (вирус хлоротической пятнистости сладкого картофеля), SPCaLV (каулимовирус сладкого картофеля) и C-6 (новый вирус гибкой палочки).

Заключение

Благодаря еще большему прогрессу в области молекулярной биологии и иммунологии ученые и фермеры смогут улучшить диагностику болезней растений. Уже предпринимаются усилия по созданию более совершенных диагностических наборов для обнаружения патогенов в сельскохозяйственных культурах, важных для развивающихся стран. Например, Департамент биотехнологии Министерства науки и технологий Индии разрабатывает диагностические наборы для обнаружения вирусов во фруктах, декоративных растениях, специях и плантационных культурах.Подразделение услуг генной инженерии Научно-исследовательского института сельскохозяйственной генной инженерии Египта разработало диагностические наборы и услуги по тестированию для обнаружения вирусов в сельскохозяйственных культурах.

Диагностические наборы

— это инвестиция: они могут быть дорогими, но затраты могут быть компенсированы преимуществами, такими как снижение потерь урожая и более экологичные методы управления растениеводством. Их развитие должно стать приоритетом как для государственного, так и для частного секторов в развивающихся странах.

Глоссарий

Антитело : Белок, вырабатываемый иммунной системой в ответ на атаку патогена.
Антиген : Чужеродное для живого организма вещество, стимулирующее выработку антител. Антигены включают белки, бактерии и вирусы.
ELISA : Иммуноферментный анализ, тест, предназначенный для обнаружения присутствия антигенов или антител.
ПЦР : Полимеразная цепная реакция, метод, основанный на репликации ДНК, при котором производятся миллионы копий фрагмента ДНК, что упрощает выделение, клонирование и секвенирование фрагмента ДНК.
Праймеры : Короткие одноцепочечные фрагменты ДНК, разработанные для комплементарности области генома. Праймеры используются в качестве отправной точки для ПЦР.

Каталожные номера:

Альбертс, эт. др. Молекулярная биология клетки. 4-е изд. 1994.
http://www.cipotato.org/market/ARs/Ar98/InBrief.htm
http://www.agriculture.gov.bb/files/sweet%20potato%20paper.pdf

*Октябрь 2008 г.

Next Pocket K: биоинформатика для биотехнологии растений

Растительные болезни | Болезни растений | Биозащита

  • Защита Виктории
  • Перегон скота и животных
  • Перемещение растений и растительных продуктов
  • Болезни животных
  • Морские вредители
  • Животные-вредители
  • Насекомые-вредители и клещи
  • Болезни растений
    • Болезни цветов и декоративных растений
    • Болезни плодов и орехов
    • Зерно, бобовые и болезни злаков
    • Болезни виноградной лозы
    • Травяные болезни
    • Болезни кустарников и деревьев
    • Жалящая нематода на газоне
    • Растительные болезни
      • Антракноз фасоли
      • Бактериальная пятнистость листьев декоративных и овощных культур
      • Бактериальное увядание картофеля
      • Обыкновенная гниль фасоли
      • Обыкновенная парша картофеля
      • Ложная мучнистая роса крестоцветных
      • Серая гниль (ботритис) в посевах томатов в теплицах
      • Пятнистость шляпки Hormiactis
      • Болезни лука при хранении
      • Фитофторозная корневая гниль томатов
      • Веретенообразный клубень картофеля вироидный
      • Корневая нематода
      • Склеротинозная белая гниль французской фасоли
      • Целевая пятнистость (ранняя гниль) картофеля
      • Типберн в салате
      • Вирус пятнистого увядания томатов в картофеле
      • Вирус коричневой морщинистости плодов томатов
      • Вирус желтой курчавости листьев томатов
      • Белый волдырь на брокколи
  • Сорняки
  • Безопасности пищевых продуктов
Этот веб-сайт требует, чтобы JavaScript был включен.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *