ปรสิตและเชื้อโรค

PARASITE AND PATHOGEN
ปรสิต (Parasite)
เป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บน หรือในสิ่งมีชีวิตอื่น โดยได้รับอาหารจากสิ่งมีชีวิตนั้น เพื่อการเจริญเติบโต และการขยายพันธุ์ การที่ปรสิตได้รับอาหารและน้ำจากพืชนั้น อาจทำให้พืชมีประสิทธิภาพในการเจริญเติบโต และอื่นๆ น้อยลงกว่าพืชปกติหรือไม่ก็ตาม
การที่ปรสิตทำให้พืชเป็นโรคโดยไปเบียดเบียน แร่ธาตุอาหารจากพืซที่ปรสิตไปอาศัยอยู่และทำให้พืชเจริญเติบโตผิดปกติ ลักษณะนี้เรียกว่า pathogenism
เชื้อโรค (Pathogen)
เชื้อโรคเป็นปรสิตที่ทำให้พืชเป็นโรค เช่น เชื้อรา บักเตรี วิสา และมายโคพลาสมาเป็นต้น นักวิทยาซาสตร์บางท่านยังได้ให้ความหมายของ pathogen คลุมไปถึงสาเหตุอื่นที่ทำให้พืชเป็นโรคได้อีกด้วยเช่น สาเหตุที่เกิดจากสภาพทางฟิสิกส์ และทางเคมี
เชื้อโรคที่กล่าวถึงในหนังสือนี้ มีความหมายเฉพาะเชื้อสาเหตุของโรคที่เป็นโรคติดเชื้อโดยสาเหตุดังกล่าวเชื้อก่อโรคขนาดเล็กๆ ได้แก่เชื้อรา บักเตรี วิสา มายโคพลาสมา และไส้เดือนฝอย ศัตรูพืช ยกเว้น สาหร่าย และพืชชั้นสูง
การที่พืชเป็นโรคและได้รับความเสียหายมากมายนั้น ไม่ได้เกิดจากเชื้อเบียดเบียนแร่ธาตุ อาหาร และน้ำจากพืชเพียงอย่างเดียว มักมีกิจกรรมอื่นๆ เกิดขึ้นด้วย โดยเชื้อสร้างสารบางชนิดขึ้นเองโดยตรงหรือ เชื้อสร้างเพราะได้รับการกระตุ้นจากปฏิกิริยาตอบโต้ของพืช ทำให้พืชที่ได้รับสารเหล่านี้ มีสรีระวิทยาผิดปกติ เช่นอัตราการหายใจเพิ่มขึ้น เที่ยว การแบ่งเซล และส่วนประกอบของเซลบางส่วน เช่น คลอโรฟิลถูกทำลาย เป็นต้น
ความสัมพันธ์ของปรสิตกับพืชอาศัย (Parasitism)
ความสัมพันธ์ของปรสิตกับพืชอาศัย เป็นความเกี่ยวข้องของปรสิตที่ใช้อาหารจากพืชที่ปรสิตอาศัยอยู่ และปรสิตนั้นยังสามารถทำให้พืชนั้นเป็นโรคได้ ปรสิตสามารถแบ่งออกเป็นแบบต่างๆ โดยอาศัยการดำรงชีวิตอยู่ของปรสิตจากการใช้อาหารชนิดต่างๆ ดังนี้
ปรสิตถาวร (obligate parasites) เป็นปรสิตที่เจริญอยู่ได้โดยได้รับอาหารจากสิ่งที่มีชีวิตที่ปรสิตนั้นอาศัยอยู่ ไม่สามารถเจริญ หรือเพาะเลี้ยงได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อ (artificial media) เช่น ราสนิม วิสา ไส้เดือนฝอยศัตรูพืช เป็นต้น
ปรสิตาชั่วคราว (facultative parasites) เป็นปรสิตที่สามารถเจริญอยู่ได้ โดยได้รับอาหารจากทั้งสิ่งที่มีชีวิต และไม่มีชีวิต สามารถเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อ ในสภาพธรรมชาติสามารถขึ้นทำลายพืช
และดำรงชีวิตอยู่ในทรากพืชต่อไปได้อีกหลังจากพืชนั้นตายแล้ว แต่มีความเคยชินต่อการเจริญและดำรงชีวิตในทรากพืชมากกว่า
Saprophyte ชั่วคราว (facultative saprophytes) เหมือนข้อ 2 แต่มีความเคยชินต่อการเจริญ และดำรงชีวิตอยู่ในสภาพการเป็นปรสิตมากกว่า
ในบัจจุบัน เชื้อราบางชนิดที่เป็นปรสิตแบบถาวร เมื่อถูกนำมาเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เตรียมขึ้นโดยเฉพาะแล้ว จะสามารถเจริญและดำรงชีวิตอยู่ได้ ไม่จำเป็นต้องดำรงชีวิตอยู่เฉพาะในพืชอาศัย ที่มีชีวิตเท่านั้น เช่น ราน้ำค้าง เป็นต้น ทำให้คำจำกัดความของปรสิตแบบถาวรผิดเพี้ยนไป และเกิดการสับสนความหมายของ saprophyte ชั่วคราวด้วยเช่นกัน จากความรู้และปรากฏการณ์ต่างๆ ทางนิเวศวิทยาของเชื้อรานี้ E.S. Luttrell (1974) จึงได้เกิดแนวความคิดแบ่งเชื้อโรคใหม่ออกเป็น 3 พวกใหญ่ คือ
Biotrophs ได้แก่ เชื้อโรคที่ตามธรรมชาติ ได้รับอาหารจากเนื้อเยื่อ และดำรงชีวิตอยู่จนครบชีพจักรบนพืชอาศัยที่มีชีวิตอยู่ โดยไม่คำนึงว่าเชื้อโรคนั้นจะสามารถเพาะเลี้ยงบนอาหารเลี้ยงเชื้อได้หรือไม่ก็ตาม เช่นราที่เป็นสาเหตุของโรคราสนิม โรคเขม่า ราแป้งขาว
Hemibiotrophs ได้แก่ เชื้อโรคที่เป็นปรสิตโดยได้รับอาหารจากเนื้อเยื่อพืชอาศัยซึ่งยังมีชีวิตอยู่ เมื่อเนื้อเยื่อส่วนนั้นตาย เชื้อจะสามารถเจริญต่อไปและเกิดสปอร์ในภายหลังได้ เช่นราที่เป็นสาเหตุของโรคใบจุดต่างๆ
Perthotrophs ได้แก่เชื้อโรคที่เป็นปรสิตโดยฆ่าเซลเนื้อเยื่อของพืชอาศัยล่วงหน้าก่อนที่เชื้อจะเข้าสู่พืช แล้วไปเจริญในเซลที่ตายแล้วนั้น เช่น Sclerotium rolfsii สาเหตุโรคโคนเน่าของพืช เป็นต้น
ปรสิตที่ไม่เป็นเชื้อโรค
ปรสิตบางพวกดำรงชีวิตอยู่ในพืช อยู่ในสภาพที่ให้ประโยชน์ซึ่งกันและกัน โดยไม่มีอันตรายแก่กัน เช่นบักเตรีในปมถั่ว (root nodule bacteria) บักเตรีได้รับอาหารและน้ำจากพืช ส่วนพืชก็จะได้รับธาตุไนโตรเจนจากบักเตรีซึ่งดึงมาจากอากาศ ทำให้ต้นถั่วเจริญเติบโต มีผลผลิตเพิ่มขึ้น การอยู่ร่วมกันแบบนี้เรียกว่า mutualism ปรสิตอีกพวกหนึ่งอยู่ในสภาพที่ได้รับประโยชน์จากพืชอาศัย โดยพืชอาศัยนั้นไม่ได้รับความเสียหายแต่อย่างไร การอยู่ร่วมกันแบบนี้ เรียกว่า commensalism เช่นเชื้อรา Eucronartium musicola ซึ่งเป็นปรสิตของตะใคร่นํ้า เป็นต้น
เชื้อโรคที่ไม่เป็นปรสิต
เชื้อสาเหตุโรคที่ไม่เป็นปรสิต หรือไม่ได้รับอาหาร แร่ธาตุ น้ำใดๆ จากพืชอาศัยที่เชื้อนั้นเจริญอยู่ แต่จะทำให้พืชอาศัยนั้นเป็นโรคได้ เช่น ราดำ ราเขียวต่างๆ ที่พบเจริญอยู่บนผิวใบพืช (sooty mold) สืบเนื่องจากแมลงพวก เพลี้ยแป้ง เพลี้ยอ่อน เพลี้ยหอยและแมลงหวี่ขาวได้ขับถ่ายของเหลวพวกน้ำตาลบางชนิดตกค้างอยู่บนใบ ทำให้ราดำ ราเขียวต่างๆ จากอากาศ ที่ตกบนใบพืชนั้นเจริญปกคลุมผิวใบ เป็นสาเหตุให้พืชได้รับแสงไม่เพียงพอ ซึ่งมีผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืชไม่ปกติ เกิดอาการสีเหลืองเป็นหย่อมๆ บนใบ เป็นต้น
ความสามารถของเชื้อในการทำให้พืชเป็นโรค (Pathogenicity)
ความสามารถของเชื้อในการทำให้พืชเกิดโรค ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของเชื้อ (virulence) ที่เป็นสาเหตุของโรคนั้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับสายพันธุ์ของเชื้อแม้ว่าเป็นเชื้อชนิดเดียวกันก็ตาม นอกจากจะเป็นความรุน แรงของเชื้อเองแล้ว ยังขึ้นอยู่กับการเป็นโรคยากง่าย ของพืชซึ่งเป็นลักษณะทางพันธุกรรมของพืช และสภาพของสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ อาจมีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ ขึ้นกับเชื้อ และ/หรือ กับพืชอาศัยนั้น ต่อการเกิดโรคอีกด้วย
พืชอาศัยต่างๆ ของเชื้อ (Host range of pathogens)
เชื้อโรค สามารถทำให้พืชเป็นโรคได้อย่างกว้างขวางหลายสกุลหรือทำให้พืชเป็นโรคหลายโรค หรือกับพืชบางชนิด หรือเฉพาะพืชเฉพาะบางส่วนของพืชหรือชนิดของเนื้อเยื่อพืชตลอดจนอายุของเนื้อเยื่อ เช่นเป็นโรคได้เฉพาะที่ราก  ลำต้น ใบ หรือผล เชื้อบางชนิดเป็นปรสิตเฉพาะที่เนื้อเยื่อกลุ่มท่อลำเลียงต้นกล้า หรือเฉพาะเนื้อเยื่อที่แก่แล้ว เป็นต้น
เชื้อที่เป็นปรสิตถาวรเฉพาะเจาะจงมากกับชนิดของพืชในการทำให้เกิดโรคทั้งนี้เนื่องจากเชื้อนั้นใช้อาหารได้เฉพาะจากพืชชนิดนั้น ปรสิตแบบถาวรนี้อาจทำให้พืชเป็นโรคได้ชนิดเดียวหรือ 2 – 3 ชนิด ส่วนเชื้อที่เป็นปรสิตแบบอื่น อาจทำลายพืชได้มากมายหลายชนิด ไม่คำนึงถึงอายุ ส่วนของพืช เพราะเชื้อเหล่านั้นสามารถสร้างสารพิษหรือเอนไซม์ที่ไม่เฉพาะในการเข้าทำลายพืช อย่างไรก็ตามการทำให้พืชเป็นโรคนั้น ก็ขึ้นอยู่กับพันธุกรรมของเชื้อ ของพืช และสภาพแวดล้อมต่างๆ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเชื้อ อาจทำให้เชื้อสามารถเข้าทำลายพืชที่มีความต้านทานต่อเชื้อนั้นมาก่อนได้
วงจรของโรค (Disease cycle)
วงจรของโรค เป็นการเจริญของโรคบนพืช รวมทั้งระยะต่างๆ ของการเจริญของเชื้อ และผลของโรคพืชนั้นที่เกิดต่อเนื่องกัน โดยเริ่มตั้งแต่ การปลูกเชื้อบนพืช (inoculation) การแทงผ่าน (penetration) การติดเชื้อ (infection) ระยะฟักตัวของเชื้อ (incubation period) การเจริญลุกลามของเชื้อในพืช (invasion) การขยายพันธุ์ของเชื้อ (reproduction of the pathogen) การแพร่กระจายของเชื้อ(dissemination of the pathogen และการอยู่ข้ามฤดูของเชื้อ (overwintering of the pathogen)
การปลูกเชื้อบนพืช
การปลูกเชื้อเป็นขบวนการที่เชื้อหรือหน่วยขยายพันธุ์ของเชื้อที่สามาก่อโรคได้ถูกนำไปสัมผัสกับพืช เชื้อหรือส่วนของเชื้อนั้น เรียกว่า inoculum เชื้อบักเตรีและวิสานั้น ไม่มีส่วนขยายพันธุ์ในรูปอื่น เซลของเชื้อและอนุภาควิสาเอง เป็น inoculum โดยตรงเพียงอย่างเดียว ตามลำดับ ส่วนเชื้อสาเหตุโรคอื่นๆ นอกจากจะโดยเซลของเชื้อเองโดยตรงแล้ว ยังสามารถสร้างหน่วยขยายพันธุ์อื่นๆ ที่เป็น inoculum เช่น เชื้อรา สร้างสปอร์ พืชชั้นสูงต่างๆ ก็ให้เมล็ด ไส้เดือนฝอยสร้างไข่ เป็นต้น
หน่วยขยายพันธุ์ที่เป็น inoculum เหล่านี้ ต้องเจริญเป็นส่วนเจริญของเชื้อก่อน จึงจะสามารถทำให้พืชติดเชื้อได้ เช่นสปอร์ และเมล็ดพืชงอก ส่วนไข่ไส้เดือนฝอยก็ฟักตัวเป็นตัวอ่อน เพื่อแทงผ่านเข้าสู่พืช ขบวนการของการงอกและระยะเวลาที่ใช้ดังกล่าว จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม เช่น ความชื้น อุณหภูมิ และการกระตุ้นทางเคมีที่เกิดจากการซึมผ่านของสารที่ออกจากพืช สปอร์บางชนิดต้องการเวลาเป็นนาที แต่บางชนิดเป็นชั่วโมง
การแทงผ่านเข้าสู่พืช
เชื้อเข้าสู่พืชได้โดยทางแผล หรือทางรูเปิดตามธรรมชาติ เช่นปากใบ hydathodes, lenticel หรือทางผิวพืชโดยตรง เชื้อสามารถเข้าสู่พืชได้โดยทางเดียวหรือหลายทางก็ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อ เชื้อบางโรคอาจผ่าน cuticle แล้วพืชก็สามารถติดเชื้อได้ เช่นโรค scab ของแอปเปิล
การเข้าสู่พืชของเชื้อทางผิวพืชโดยตรง เกิดขึ้นได้ด้วยแรงกล (mechanical pressure) ของเชื้อที่ผิวพืช หรือโดยเอนไซม์ที่เชื้อสร้างขึ้นไปย่อยเซลผิวพืชตรงจุดที่เชื้อสัมผัสเป็นการเปิดทางให้เชื้อเข้าสู่พืชส่วนมากการเข้าสู่พืชของเชื้อมักเกิดร่วมกันทั้งแรงกลและการสร้างเอนไซม์ของเชื้อ
การติดเชื้อ
การติดเชื้อ เป็นขบวนการที่เชื้อโรคได้ใช้อาหารจากเซลหรือเนื้อเยื่อพืช การติดเชื้อจะเกิดขึ้นได้ก็โดยที่เชื้ออยู่ในระยะที่ทำให้เกิดโรคได้ มีพืชอาศัยและสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม การติดเชื้อนี้เชื้อบางชนิดจะฆ่าเซลก่อนล่วงหน้า ทำให้เนื้อเยื่อส่วนนั้นเปลี่ยนไป แต่เชื้อบางชนิดจะไม่ฆ่าเซลเลย หรือชั่วระยะเวลาหนึ่ง และเชื้อจะได้อาหารจากเซลที่ยังมีชีวิตอยู่นั้น สร้างสารต่างๆ ทำให้โครงสร้างของเซลพืชและเนื้อเยื่อเปลี่ยนไป ส่วนพืชเองก็มีปฏิกริยาตอบโต้ป้องกันการเข้าทำลายของเชื้อ โดยระดับของการต้านทานโรคของพืชจะขึ้นอยู่กับกลไกของพืชแต่ละชนิดและพันธุ์ ซึ่งปรากฏให้เห็นได้จากการเจริญของโรคและการตายของพืชที่เป็นโรคนั้น
ระยะฟักตัว
ระยะฟักตัวเป็นระยะเวลาที่เริ่มต้นจากการติดเชื้อ จนถึงพืชแสดงอาการของโรคให้เห็น ระยะเวลาที่ใช้ในการฟักตัวของโรคนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกริยาของเชื้อและพืชร่วมกัน ตลอดจนสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นปัจจัยที่มี อิทธิพลต่อการเกิดโรค ระยะฟักตัวของโรคที่เกิดกับพืชอายุสั้นปีเดียว มักพบประมาณ 2 – 3 วัน จนถึง 2-3 สัปดาห์ ส่วนต้นไม้ใหญ่ เช่นโรคที่เกิดจากวิสา ระยะฟักตัวของโรคอาจนานตั้งแต่ 2 – 3 เดือน จนถึงหลายปีได้
การเจริญลุกลามของเชื้อในพืช
เป็นการเกิดต่อเนื่องจากการติดเชื้อ โดยเชื้อเจริญแพร่จากเนื้อเยื่อที่เป็นโรคไปยังส่วนอื่นๆ เชื้อบางชนิดมีขอบเขตจำกัดเจริญอยู่เฉพาะบริเวณใต้ผิว cuticle เท่านั้น เช่น เชื้อรา Venturia inaequalis สาเหตุโรค scab ของแอปเปิล บางชนิดเฉพาะที่เซล epidermis เช่น ราสาเหตุโรคแป้งขาว ราและบักเตรี บางชนิดอยู่เฉพาะที่กลุ่มท่อลำเลียงของพืชเท่านั้น และบางชนิดก็เฉพาะที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของพืช เช่นที่ใบ ลำต้น ราก เป็นต้น
การเจริญลุกลามของเชื้อรา เกิดอยู่ระหว่างเซลหรือในเซลเนื้อเยื่อ ไส้เดือนฝอยศัตรูพืช ส่วนมากอยู่ระหว่างเซล แต่มีบางชนิดที่เจริญลุกลามในเซล บักเตรีมักพบเจริญลุกลามระหว่างเซล ส่วนวิสาเจริญ ลุกลามจากเซลหนึ่งไปอีกเซลหนึ่ง และวิสานี้สามารถลุกลามโดยเคลื่อนย้าย เจริญอยู่ในพืชได้เกือบทุกเซล ในกรณีที่เป็นโรคมีอาการทั่วทั้งต้น
การขยายพันธุ์ของเชื้อ
หลังจากมีการติดเชื้อแล้ว เชื้อจะเพิ่มขนาด และทวีจำนวนมากขึ้น บักเตรีทวีจำนวนโดยการแบ่งเซล วิสาเพิ่มจำนวนด้วยความช่วยเหลือของเซลพืช เชื้อราเจริญเป็นเส้นใยมากมาย แล้วสร้างสปอร์แบบใช้เพศ และ/หรือ ไม่ใช้เพศ ส่วนไส้เดือนฝอยจะออกไข่ ซึ่งไส้เดือนฝอยตัวเมียตัวหนึ่งสามารถออกไข่ได้ประมาณ 300 ฟอง ในฤดูปลูกพืช 1 ฤดู ไส้เดือนฝอยสามารถเกิดได้ 3 ชั่วหรือมากกว่า ฉะนั้นไส้เดือนฝอย 1 ตัว สามารถขยายพันธุ์ตลอดฤดูปลูกนั้นได้จำนวนหลายแสนตัว
การแพร่กระจายของเชื้อ
เชื้อโรคบางชนิดสามารถเคลื่อนที่ใด้เองแต่ก็ไม่สู้มีความสำคัญมากนัก เพราะมีระยะใกล้มาก เช่น บักเตรีและ zoospore ของเชื้อรา สามารถว่ายนํ้าได้ไกล 2- 3 ซม. การเจริญของเส้นใยสามารถไปได้ไกลหลายเมตร ไส้เดือนฝอยตลอดฤดูปลูกจะสามารถเคลื่อนที่ได้ไกลประมาณ 2-3 ฟุต ส่วนเชื้อแบบอื่นๆ ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้
การแพร่กระจายของเชื้อโรค สามารถไปได้ไกลอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีขนาดเล็ก โดยติดไปกับ ลม นํ้า แมลง มนุษย์และสัตว์ต่างๆ
การอยู่ข้ามฤดูของเชื้อ
เชื้อสาเหตุโรคของพืชอายุหลายปี มักอยู่ในรูปของเชื้อที่เป็นส่วนเจริญ ส่วนในพืชอายุสั้น จะมีชีวิตอยู่นอกฤดูปลูกพืชในลักษณะของสปอร์ที่พักตัว (resting spore) อยู่ในดิน หรือเศษซากพืช เมล็ดพืช และแมลงต่างๆ
ที่มา:ไพโรจน์  จ๋วงพานิช