Phytoplasma är en grupp cellväggslösa, parasitära bakterier som lever i växters ledningsvävnad, framför allt i floemet. Som obligata parasiter kan de inte fullgöra sin livscykel utanför levande värdar och förekommer därför inne i vaskulära vävnader hos växter eller i inre organ hos sina insektvektorer. Phytoplasma ger upphov till en rad symptom hos värdväxter och kan orsaka stora ekonomiska förluster i jordbruk och skogsbruk. De är kända för sina odlingssvårigheter på vanliga näringsmedier, vilket försvårar klassisk mikrobiologi och har lett till att många taxonomiska namn anges som Candidatus.

Egenskaper och biologi

Dessa mikroorganismer tillhör klassen Mollicutes, saknar cellvägg och är mycket små och pleomorfa. De koloniserar främst floem och påverkar därigenom transporten av näringsämnen och signalsubstanser i växten. Phytoplasma kan påverka växthormonnivåer och genreglering hos värden, vilket förklarar många av de karaktäristiska symptomen såsom onormala skottbildningar och blomdeformiteter. Spridning mellan växter sker vanligen via sugande insekter som bladlöss, lövstritar och andra vektorer som tar upp bakterierna vid utfodring och överför dem vid senare näringstillfällen.

Taxonomi och terminologi

Phytoplasma observerades och beskrevs i slutet av 1960-talet, då de ofta benämndes mykoplasma-liknande organismer (MLO). Eftersom de inte kan odlas på konventionella medier används särskilda nomenklaturregler och prefixet Candidatus i vetenskapliga beskrivningar. Klassificering bygger i stor utsträckning på molekylära markörer, framför allt 16S rRNA-sekvensering, tillsammans med andra genetiska och ekologiska data.

Livscykel

Livscykeln involverar både växt- och insektvärdar. Insektsvektorn infekteras genom att den suger floemsaft från en infekterad växt; phytoplasman förökar sig i insekten och kan därefter överföras till nya växter. I växten sprids phytoplasman i floemet och kan i vissa fall tränga in i andra vävnader. Eftersom bakterierna inte kan odlas fritt måste studier ofta kombinera fältobservationer, experiment med vektorer och molekylär detektion.

Symptom och värdväxter

Symptomen är ofta skiftande och kan inkludera:

  • Gulning eller kloros i blad
  • Kvast- eller gaffelbildning av skott (witches' broom)
  • Phyllody — blomblad omvandlas till bladliknande strukturer
  • Dvärgväxt eller hämning av normal tillväxt
  • Frö- och fruktskador samt reducerad avkastning

Phytoplasma har dokumenterats i en mängd värdgrupper, från fruktträd och grönsaksarter till prydnadsväxter och trädbestånd. Exemplen inkluderar bland annat kokosnöt, sockerrör och sandelträ, men förekomsten är global och artberoende.

Diagnos och detektionsmetoder

Diagnos bygger i första hand på molekylära tekniker. Polymeraskedjereaktion (PCR) riktad mot 16S rRNA och andra konservativa gener är standard för att påvisa och karakterisera phytoplasma i prover. Kvantitativ PCR (qPCR) används för att uppskatta belastning, och sekvensering behövs för artbestämning och fylogenetiska analyser. Kompletterande metoder kan omfatta serologi och elektronmikroskopi för visualisering av små, cellväggslösa bakterier. På grund av de odlingsmässiga begränsningarna är isolat sällan tillgängliga för fysiologiska experiment.

Bekämpning och förebyggande

Eftersom phytoplasma inte kan behandlas direkt i odlingsmedia ligger kontrollen ofta i att reducera smittspridning och förstärka växtskyddet. Grundläggande åtgärder är:

  • Bekämpning och övervakning av insektsvektorer för att minska överföring
  • Användning av certifierat smittfritt plantmaterial och sanering (roguing) av infekterade plantor
  • Utveckling och användning av resistenta eller toleranta sorter där sådana finns
  • Karantänåtgärder och odlingsrotationer för att minska smittkällor

Integrerade strategier som kombinerar flera åtgärder är ofta nödvändiga för långsiktig kontroll.

Forskning och utmaningar

Studier om phytoplasma fokuserar på deras molekylära interaktioner med värdväxter och vektorer, effektorproteiner som manipulerar växtens utveckling och immunsvar, samt på populationsgenetik och spridningsmekanismer. De största utmaningarna är kopplade till deras odlingsoberoende natur, vilket försvårar experimentell manipulation och testning. Framsteg inom genomik, metagenomik och inokulationsmodeller med vektorer bidrar dock successivt till bättre förståelse och förbättrade skyddsstrategier.

För mer information om relaterade aspekter: odlingssvårigheter, patogenes, kokosnötsjukdomar, sockerrörspatogener, skogsväxter och phytoplasma, och översikter om allmän bakteriologi.