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植物病理学または植物病理学は、病原体（感染性生物）および環境条件（生理的要因）によって引き起こされる植物の病気を科学的に研究する学問です。 [ 1 ]植物病理学には、病原体の同定、病気の病因、病気のサイクル、経済的影響、植物の病気の疫学、植物の病気の抵抗性、植物の病気が人間や動物に与える影響、病原系遺伝学、および植物の病気の管理の研究が含まれます。
植物病原体、すなわち植物に感染性の病気を引き起こす生物には、真菌、卵菌、細菌、ウイルス、ウイロイド、ウイルス様生物、ファイトプラズマ、原生動物、線虫、寄生植物などが含まれる。[ 2 ] ほとんどの植物病原系では、病原性は細胞壁を分解する加水分解酵素と酵素に依存している。これらの大部分はペクチンに作用する（例えば、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、ペクチナーゼなど）。微生物にとって、細胞壁多糖類は栄養源であると同時に、克服すべき障壁でもある。多くの病原体は、宿主が自身の細胞壁を分解する際に日和見的に増殖するが、これは果実の成熟期に最もよく見られる。[ 3 ]ヒトや動物の病理学とは異なり、植物病理学は通常、単一の原因生物に焦点を当てるが、一部の植物病は複数の病原体の相互作用であることが分かっている。[ 4 ]
植物に定着するために、病原体は5つの主要なタイプに分類される特定の病原性因子を持っています。それは、細胞壁分解酵素、毒素、エフェクタータンパク質、植物ホルモン、および細胞外多糖類の使用です。
非生物的障害の中には、病原体によって引き起こされる障害と混同されるものがある。非生物的原因には、干ばつ、霜、雪、雹などの自然現象、洪水や排水不良、栄養不足、塩化ナトリウムや石膏などのミネラル塩の沈着、風焼けや嵐による破損、山火事などがある。[ 10 ]
疫学とは、感染症の発生と蔓延に影響を与える要因を研究する学問である。[ 11 ]
病害三角形は、植物病害に必要な基本的要因を表しています。これらは、宿主植物、病原体、および環境です。これらのいずれか1つを変更することで、病害を制御できます。[ 12 ]
植物の病害抵抗性とは、植物が植物病原体による感染を予防し、終結させる能力のことです。植物が病原体の侵入を防ぐのに役立つ構造は、クチクラ層、細胞壁、気孔の孔辺細胞です。病原体がこれらの障壁を突破すると、植物の受容体がシグナル伝達経路を開始し、外来分子と競合する分子を生成します。これらの経路は宿主植物内の遺伝子によって影響を受け、活性化され、遺伝育種によって操作して抵抗性品種を作り出すことができます。[ 13 ]
葉の検査や植物材料を手で割るという昔ながらの方法は、現在では新しい技術によって補完されています。これには、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）、RT-PCR、ループ媒介等温増幅（LAMP）などの分子病理学的アッセイが含まれます。 [ 14 ] PCRは1つの溶液で複数の分子標的を検出できますが、限界があります。[ 14 ] Bertoliniら（2001）、Itoら（2002）、Ragozzinoら（2004）は6つまたは7つの植物病原体分子産物を多重化するPCR法を開発し、Perssonら（2005）はRT-PCRで4つを多重化する方法を開発しました。[ 14 ]より広範な分子診断にはPCRアレイが必要です。[ 14 ]世界中で使用されている主な検出方法は、酵素結合免疫吸着アッセイです。[ 15 ]
輪作は、寄生生物の個体群が定着するのを防ぐための伝統的で効果的な手段です。例えば、多くの植物に虫こぶ病を引き起こすアグロバクテリウム・ツメファシエンスによる感染を防ぐには、挿し穂をアグロバクテリウム・ラジオバクターの懸濁液に浸してから土に挿して発根させます。[ 16 ]
植物病理学は古代から発展しており、古代のテオフラストスに始まりますが、科学的な研究は近世初期に顕微鏡の発明とともに始まり、19世紀に発展しました。[ 17 ]