close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

919

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Биологический факультет
'^-lijUf.На правах рукописи
ТЕРЕХОВА ВЕРА АЛЕКСАНДРОВНА
ИЗУЧЕНИЕ СПЕЦИФИЧНОСТИ
ВО ВЗАИМООТНОШЕНИЯХ КАРТОФЕЛЯ И ЕГО
ПАРАЗИТА PHTTOESIHORA INPBSTAKS (MONT.) de BABY
(03.00.05 - ботаника)
Авторефер а т
t*
1У
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА • 197S
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена на кафедре низших растений Биологического
факультета Московского Государственного университета имени
М.В.Ломоносова,
Научный руководитель: доктор биологических наук,
доцент Дьяков Ю.Т.
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор Попкова К.В.
кандидат биологических наук,
Мазин В.В.
Ведущая организация:
'научно-исследователь­
ский институт картофельного хозяйства МСХРСфСР.
Защита диссертации состоится п£9 " <p^ffig^g<iL. I980 г.
в /5 _^_"час. на заседании Специализированного Совета J& 5
(К.053.05.14) Московского Государственного университета по ад­
ресу: Москва, II7234, Ленинские горы, Биологический факультет
МГУ нм.М.В.Ломоносова.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологи­
ческого факультета.
Автореферат разослан "<£•<!? n JLHРСиЬ JL~
Ученый секретарь
I980 г.
Г.Г.Щумская
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
~&9Ш$ШШГ;;'::
- ", ::;:• ^ .ОБЩАЯ Х А Р А К Т М Л Ж А : РАБОТЫ: ;;.'.: .-,';
•:.: :-Г .•
:.'•.;Актуальность темы. Изучение-специфичности во взаимоотноше. ниях растения 7 хозяина и паразита —центральная проблема в об-:_•"'—-'
ласти иммунитета растений.,Выяснение'механизмов,-ответственных -.
• за;устойчивость растений к паразитируюодам мйкроорганизмам,.име- •
. ет особое значение;для такой экономически важной'культуры : как._.
. картофель.:Одним из наиболее распространенных и опаснейших за-•
- болеваний картофеля является фитофтороз. Потери урожая'клубней с от фитофтороза составляют в нашей стране 20-50JS, а в: года эпи- •
фитотийдостигают 60-70# (Дорожкин и др.", .1976).Поэтому-объек-^том. настоящего "исследования избрана система картофель ''-' p.imfes~- tans., Генетические работы, проведенные ; со многими; болезнями:рас­
тений^ в том числе и;с фитофторозом картофеля, показалиг что\- \':i.
специфичность взаимоотношений'партнеров находится.под обоюдным •
генетическим контролем хозяина и паразита; Однако,.сейчас еще
.'. нет ни одной болезни,.' для которой' были бы достоверно известны -г
- метаболиты,- непосредственно ответственные за расоспецифические '
1
взаимоотношения растения и паразита; Поиск таких метаболитов,*:.:
выяснение'их химической природы, установление биосинтеза и мест:
: локализации имеет огромное теоретическое и практическое значе­
ние. Итогом предыдущих исследований, проводимых в этом надрав- лении,,служат гипотезы, согласно которым факторы, определяющие
специфичность во > взаимоотношениях:картофеля и ; возбудителя фито„фтороза, локализованы на периферии кдеток паразита и хозяина.
: Наша работа посвящена проверке этих гипотез,; поискам новых ме- -'
тодов выявления специфических метаболитов во взаимоотношениях У,'••
картофеля и P.lnfestans. :',.:; : ^"V'';V>v ; -'v '••<-'::
":: Цель и atyywn иамгвдгуняния.' Целью исследования 'было изуче-.''
v ние роли взаимодействия поверхностей и поверхностных; метаболи- \
тов в ; определении специфических взаимоотношений картофеля и v • •::1~:*я-:<У-~- •'":: " • •• '"'':': У-.УУУУ-У•'/•".';У.-. •;•• V'--".".
• •.•.>.'-.•'. У 'Л- • • ' •:: *1ми=еваЗед.'лкжгаСл
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
P.infestane.Jtra достижения этой цели были поставлены следующие ••
задачи: I. Исследовать взаимоотношения P.lnfestaas , и его мета­
болитов с протопластами растения картофеля. 2. Изучить взаимоот­
ношения F.lnfeetans. с плазмолизированными клетками в ткани клуб­
ней картофеля. 3. Изучить влияние метаболитов картофеля на выход
из гриба соединений, индуцирующих фито&хексин ришитин. 4. Опре­
делить влияние метаболитов, извлекаемых при осмотическом шоке
мицелия, н а взаимоотношения картофеля и P.infestans. - '
1
.Научная новизна и практическая ценность работы. Дана харак' теристика особенностей культуры изолированных протопластов как
-модельной системы для изучения взаимоотношений картофеля и P.ia.: festane. Показано, что плазмолизировашше клетки клубней отве- *
.\- чают на внедрение вирулентной расы гриба защитной некротической
. •' реакцией.'При этом наблюдаются изменения в образовании фито' алексина. Эти результаты.следует учитывать при разработке мето- да культуры клеток и протопластов в селекции картофеля на устой•' чивость.'-, ••'•• •••;'.; ,-.•'/•'^'^ф;;.'/—"-•• .••
/
•-•'"*"7'. Показано, что метаболиты, образующиеся в клубнях при пора."' нении или поражении грибом, способствуют выходу индуктора фитоалексина ришитина из мицелия фитофторы.
Полученные в/работе результаты доказывают, что в системе
.•'.' картофель-фитофтора факторы,'контролирующие*развитие инфекции, ,
. локализованы на-периферии клеток растения-хозяина и могут быть
- выделены при осмотическом шоке из клеток гриба. - „ J •
. Апробация : работы. Материалы диссертации докладывались на IX
..Конференции молодых ученых Биологического факультета МГУ, посвя„щенной 60-летию ВЛКСМ ? (Москва,' .1977), заседании кафедры низших
растений Биологического факультета МГУ (Москва, 1977; 1979).
••- Структура и объём диссертации, диссертация состоит из вве— д е н и я , обзора литературы (4'главы), экспериментальной части (4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
главы) ,7включаицей обсуждение результатов,', заключения, - выводов, ••. •%:
. списка цитированной литературы. Материалы работы изложены н а 166 :
страницах машинописного текста, 4 иллюстрированы 3 6 таблицами и - "
12
рИСуНКаМИ.",'
;•
-' _ . >.
',"-'-"..•.'*
:
-'"' '••"
.••:•:"'
•'/-•'-..-'; \--> '/•'J'-:-'-'.:•: :.•"- . С О Д Е Р Ж А Н И Е ' Р А Ю Т Ы :•:•'.:•• .•'-. ••'•: 'У;'; : Ч .;Ч.-; : У".
•'. '-'',•.'..'...•'••'.'':':'•''•-'' '•:'''• Материалы:' и методы•=;'.\;:. •• -_\-••
Vx
т г
"
•sti
••."'.'•
В ироведёвных'экснериментах использовали изоляты гриба i"hy- .
topbthora infestans (Mont.) de Вагу (расы I и 4),.-полученные•;};'•
из научно—исследовательского института 4 картофельного.хозяйства. "
Гриб культивировали на овсяно-агаровой среде Дорохова (1937) и * ":'-;••
жидкой картофельно-минеральной.среде;Тертнера (Saertneur, 1959)."•; .,'..- Растения картофеля,'выращенные из меристемы клубней сортов; 4
Любимец;-( R i ) и Приекульский ранний ( т ) , культивировали на ага-.
ровой среде Мурасиге^Скуга ( Myrashige, • scoog,. 1962) в модифика- \
ции,БИИКХа. ^Выделение "протопластов проводили н а основе метода, ^
разработанного. Дутёнко и сотр. (1976) с помощью ферментного пре-^:
парата ксиланазы. Жизнеспособность протопластов оценивали при ; ;' •...
окраске метиденовым синим. Наличие клеточной стенки контролиро­
вали флуоресцирующим красителем Calcofiuor, W M t e ST (Nagata, -'•.
Takebe, 1970). Наблюдения за культурой протопластов проводили
под -инвертированным микроскопом MB3-I2. --'""-..--4-:'!-"., • •'•.'.-;.; .' ".'.'_•_^
• Экстдата щк>т>остков получали после отдаления проросших в .те-"-.
чение 16-18 час. спор центрифугированием."."• ^ : v~ .' ...'• г ; •"••. •*.
'..' Экстракта "мицелия получали при^ гомогенизации ёго_ с.водой .- •л.'
или 6,4 М мандатом; ( 1 г . мицелия на 2 0 мл экстрагента) ^,*После; '"''
ц е в т р и ф у щ р о в а ш к г о м о г е н а т а (3000 об/мин, 15 мин) испытывали i;
супернатантную фракцию..';- •.-,_- :.'.;;V^::: ."-•';;. ; 7',;^'.'•--. •'•..•'', •• '"•'?"
Дипогдикопротеиновый комплекс выделяли" по методу Чаловой и
сотр'. (1977) при экстракции неразрушенного мицелия г 70£ этиловым
спиртом. Спирт удаляли в вакуумном, испарителе,Га оставшийся вод-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
'
-
'
•
•
'
.
•
;
•
'
.
•
"
•
•
>
•
'
•
"
'
;
'
*
'
•
'
•
•
:
•
.
'
•
-
:
4
•
:
•
•
•
'
•
•
•
:
v
-
'
^
-
-
'
•
•
"
:
-
'
•
'
•
'
-
'
-
.
'
. вый. экстракт вдвое разбавляли водой и диализовали против воды. > ,.
После гельфильтрации на сефадексе. .'в.-50 липогликопротеиновую"'..".ч
v
фракцию собирали и лиофидьно высушивал^
:
'
Клеточные стенки из мипелия гриба получали по'методу Чало- '
вой и сотр. (1976). Препарат стенок экстрагировали I н раство' ром КОН в отношении 100 мг на 10 мл. Экстракт отфильтровывали,
нейтрализовали, диализовали против воды и использовали для оцре" делений;
••'.'." ;- • --\, ;• •'••';'•
• '
Экстракты тканей картофеля получали при обработке дисков .
из ткани клубней 96#-спиртом или ацетоном в течение 16-18-ти '
часов. Спирт и ацетон выпаривали и доводили1 водой до исходного -_
. объема. Споры, проростки или мицелиальные диски добавляли в по­
лученные экстракты и инкубировали в течение: 5 часов на качалке. .
После отделения гриба жидкость испытывали на способность инду-V
пировать ришитин в<клубняхкартофеля. ' '-" ;
Осмотический шок осуществляли при обработке мицелия раство-.
ром KCI (4,82 М) (.Stuart, Debusk, I97I), после чего раствор." "
диализовали против проточной воды. Чистоту диализа проверяли / •
по реакции с.азотнокислым серебром. Воздействие шоковой жидкое- :
• ти сравнивали о водным смывом с мицелия (контроль). •_ • V- *••'.
.•/•,• > Реакцию клубней на заражение грибом оценивали,по 3-х балль'-ной шкале на 3-4 сутки после выдерживания срезов во влажной ка- мере.' Подсчет некротизированных клеток осуществляли по методике
' Чаленко и сотр. (1979). ; • ;..
'..•% - . : • ' • . ' . ' " • '
. , Поглощение"кислорода определяли на полярографе 0H-I02. ,-';
Определение ришитина в клубнях проводили методом диффуза- |.;
тов (Озерецковская и др., 1975); в суспензии протопластов после
. экстракции и разделения на пластинках "Siiufol" (Озерецковская •>и др., 1975).:Л
•:/;'.:. '•'. '; .'• ••::•} \ '•>
Содержание белка'определяли по методу Лоури и сотр. (low---
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
<*
ry et el., 1951), сахара - фенольным методом,
Математическую обработку результатов проводили но Плохинскому (1970).
"
..
Результаты и их обсуждение
Глава I. Культура мезофкльньх протопластов как модель для
_
-: •: изучения г специфичности во взаимоотношениях'карто•"•-.". ф е л я и-- P . i n f e s t a n s
__ -; •••.•'•"•:••'.' ' • ' • ' • - - • • > ' • ; :
';• .••'; '.
В .растворах с повышенннм осмотическим давлением,.необходимых
"для поддержания жизнеспособности протопластов картофеля,спорангии "
p. inf eatans, способны прорастать лишь; прямым- способом - гифой. - Зо­
оспоры,. переведенные;в такие.растворы, мгновенно• индиеггровались и
прорастали почти,также.хорошо как и в воде. V •','"••" с • •' ••- При внесении в суспензию протопластов в 0,4 М макните спор .."
I и 4 рас гриба наблюдались различия в-выживаемости протопластов; .
в зависимости от расо-сортовой•комбинации.-Протопласты универсаль» не -.. восприимчивого сорта Ериекульский*ранний;одинаково^реагиро- .:!
вали на прорастание спор обеих рас P,in£estans. Протопласты сорf та Любимец в сочетании с проростками авирулентной для этого сорта расы 4 оказались менее жизнеспособными, чем с проростками вирулент
ной расы I (рис. I ) .
"
~"
о
Р
100
О
О
&
•4.
•Ь
-
50 Н
1
/'
о
Т'
„ К
+раса I +раса 4' К +раса I +раса 4
/сорт Приекульский ранний (г)
сорт Любимец-(R., )
Рис. I. Жизнеспособность протопластов картофеля "в присутствии
проростков P. infeetanspacH'I и 4 (через 6 час.)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
_••. Более: высокий процент некротизированннх протопластов в не- совместимой комбинации паразит-хозяин отмечался также при нане­
сении суспензии протопластов на мицелий гриба на агаровой среде
(табл. I ) . V ;-:"'•;-"\ ••-.•
:-....>;. ...,..;.
Таблица I
... Жизнеспособность протопластов' картофеля (сорт.Любимец,R-j),' нанесенных на мицелий - P.infeetaas (экспозиция 6 часов)
'Количество живых протопластов, %
Раса
в контакте ч • |. .•вне контакта
'•;•• ч с гифами
I
34, Г.
4
22,0
100,0
35,7
'••-'-" Эксудаты проростков P.infestans слабо активируют защитные
реакции растения-хозяина. Однако, они могут играть значительную
-роль в процессах узнавания патогена'растением. При сравнении
воздействия эксудатов 18-ти часовых проростков вирулентной и
авирулентной рас гриба на протопласты картофеля обнаружено, что в несовместимой комбинаций.эксудат более токсичен (раса 4 ) . Ришитин индуцирующая активность выделений несовместимой расы гри­
ба также оказалась выше, чем совместимой-(табл.-2).
» „
" '.'._'•- / • • • > ' : '••
' Таблица 2
Влияние эксудатов проростков P.iafestana на жизнеспо­
собность протопластов картофеля и образование риштина
в клубнях сортов с геном устойчивости *л(Темп.Любимец)
,'
"•'.-."• .-••'••Количество живых прото­
Вариант .
'..• ':' -'"'.'
Эксудат
'-г'',-
'-'-•'-.•"*'•'':•
.'.'-.
'-'..,;; " . р а с ы I.
'.'"';
; .'_-','••,
пластов (экспозиция6 час;). *<К)
:
,
г
,
:
%
Ришитин,
•мкг/мл
__' i
• • -
-• ,73,6 - . :М93,6
:.••••.-'. 6 2 , 0 : .78,9
78,6
100,0
/ р а с ы 4 '•-••,
Ыанажт(контроль) .;
% (К) - здесь и далее в таблицах процент к контролю.
^-v-Л
*"
•Ч
10,5
16Л
f.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
;: i- -Г Следовательно,\ некротизапия протопластов,. как и клеток тка^
ни картофеля в контакте с несовместимой расой :или ее метаболита-S
ми происходит быстрее, чей с совместимой. Трофических таксисов ,.
•проростков гриба, их способности внедряться в протопласты ни в v
жидкой культуре, ни при факсавдш обоих-взаимодеЁствухсщх-объек-г .
тов в агаре не обнаружено." В связи с .этим;сделано предположение,*
что для установления первичных взаимоотношений клеток картофеля
у и Р.1лг"«ие*апёГ; необходимо наличие'клеточной стенки растения, а "...
указанные выше' различия в некротизацйи протопластов в разных
вариантах обусловлены воздействием метаболитов'. паразита. ' > ;.
Из мицелия возбудителя фитофтороза выделена несколько ме^-". .
таболитов, способных выполнять роль индукторов комплекса защит­
ных реакций у картофеля (Метлипкий и др., 1976; Чадова и др.', ; "
•1976; 1977 и лр.^Л - —
•';•"- /./. л.-'"-; -^С':.- •'•: :' '•'-• '':-•-•••'.
. Н е к р о з клеток клубней картофеля и накопление; большого коли­
чества ришитина в них способны вызывать"экстракты: мицелия в во-,;
де и в 0,4 М манните. Индуцирующая активность экстрактов мице-^ л
ЛЕЯ вирулентной и авирулевтной рас гриба не различалась. - ; ;
Экстракты; ' индуцирупцие в клубнях свыше.100нкг/мл рипитина "•
(в разведении 1:20)-оказывали сильное'токсическое действие на ,
протопласты (табл. 3 ) . При дальнейшем разведении токсичность эк­
страктов уменьшалась."•* ,t •.
v " : : •'•]' •;.ХаОзпшл 3•' '•'
Влияние экстрактов мицелия P. Infeetexis в манните на
'-'
. : жизнеспособность протопластов картофеля (сорт Любимец^-i)
-'-"- .. -. •. -••
-.- — • •
•
•
—
:
.
"
.
"
"
-
'
•
:
- ' - -
Экстракты в разведении -.-••••.-
О :
" ' - " " '
.Вариант.
I
;
•-•!-••• Т - «
200-
Количество живых протопластов, череаг
- 4 час. . .'••--.• - 18 час. ••-•-. • 18 час. -
- ' - :,.' *•"" -..".' - • ••%
Экстракты -•''•• ^
г 20
"'
|.*1К)
-| %
.'''--У''-:":
\.%{&)
\.%\%(Е)
1:-'••:''•-'. .-.• ~ •'•:."'.' _--'
расы I—~- ч 86,9 ^ 88,3
6-;*^ ."О''
44,2~80,0
Vv%;: расы 4 ^.87,4 '• 88,8
0''.".' - О '" ^ 47,3 85,0
Маннит(контроль) ; 98,4 100,0_ '^54,8 .100,0 V- 54,8 100,0
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
••••:••
:
.
;
/
-
;
•
:
• " .
••••.;
-
•
{
/
-
.
'
•
;
-
в
•
•
•
•
•
.
-
— • : • . - .
. . . .
_ • " • . • . . ; . . - , - • ; ,
-
.
Различия в действии экстрштов мицелия разик рас не были;дос­
товерными; Отмиращие протопласты;во всех вариантах выглядели.
одинаково: деформированные с буреющим содерашыым,'. не способные ;"з дальнейшем к ресинтезу. клеточной стенки структуры. .,. • - '.
. Исследовалось ^ также '.влияние -на протопласты высокомолекуляр­
ного соединения, липогликопротеида - наиболее активного индукто-'ра защитных реакций (Чалова и-др.,"' 1977). - - •'- '- -\'~
•• " Обнаружено,' (рис. '.'2), что при. возрастании концентраций -от
. I до 100 мкг/мл токсическое действие нарастает при дальнейшем ,
увеличении концентрации эффект стабилизируется. Сравнение - ток­
сического действия, этого препарата, выделенного из разных рас
на протопласты из "двух сортов картофеля не показало различий
г «аду совместимыми и несовместимой комбинациями паразита и хо•>• зяина.
*ч
О
25
50 " ^
100
_
200
\
' концентрация липогликопротеида, мкг/мл
Рис. 2.. Токсическое действие- липогликопротеида, выделенного
из мицелия P.iafestans' (раса 4)"на протопласты
картофеля (сорт Любимец, R-j) через «-3, в-6, ж-24 и
о-48:час. инкубации.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Также неспецифичным оказалось воздействие щелочных экстрактов клеточных стенок из мицелия двух рас гриба, которые содержат
глгаканн и маннан-содержащие гликопротеиды - индукторы защитных
реакций картофеля (Чалова и др., 1976). Эти соединения термо­
стабильны и обладают относительно слабой токсичностью по отно­
шению к протопластам. Поэтому условия опыта позволяли провести
наблюдения за регенерацией клеточной стенки протопластами, ис­
пытывающими влияние этих препаратов.
Отмечалось подавление регенерации клеточной стенки прото­
пластами картофеля независимо от комбинации сорт-раса (табл.4).
' Таблица 4 *
Влияние щелочных экстрактов клеточных стенок
•' - P . infestane на регенерацию клеточной стенки ,
'. ~~' ~ .;протопластамикартофеля;'
:- :•
>
w
;
• ;• •
••'••
.Вариант""
'"."-.'.•".' " 1 ~ - ; ~ ;
;' ••'
Экстрактi-"- -'•,.••
клет. стенок •-•..
,_ расы I .•;':•..,:
.-., расы 4 Среда;(контроль)=
,
.7 "
•/•
Количество к л е т о к ; - . •
сорт
сорт
Пржевульский ранний
Любимец
%
%(Ю
% зкк)
33,7
24,8
42,8
78,7
ч57,9
100,0
21,1
12,9
37,8
55,8
34,1
100,0
Для оценки" специфичности воздействия щелочных экстрактов
клеточных стенок мицелия сравнили скорость поглощения кислорода
протопластами двух сортов. Установлено,-что суспензия^протоплас­
тов, обоих сортов,, обработанных экстрактами клеточных стенок
гриба расы 4 , более интенсивно поглощают кислород, чем необрабо­
танных,^ либо обработанных экстрактами клеточных стенок расы I
(табл. 5 ) . В этих же вариантах оказалось больше разрушенных про­
топластов. Специфичности действия экстрактов клеточных стенок не было обнаружено..
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Поглощение кислорода протопластами картофеля, обрабо­
танными щелочными "экстрактами клеточных стенок•„ • -';' •;••-• •".-•'•'•., ' P.iufestans
'•;'•'
Вариант ' "v
'*¥ РЙ/МИН/МЛ
ZOO,
количество живых прото—пластов .
едЛга
|... * (К)
сорт Любимец ( *Ц -)
Экстракт v :•
клет.стенок
расы I - 2,20.
3,77
расы 4
Маннит(контроль) 2,20
.
.
'
'
-
,
•
V"
1 0 0 ' 2.2XI04.
160 . 1,-ЗхЮ4
I00-. 2.3XI04,
' ; 86,9 '••.'..-..;
,.56,5 v •.-'-•
100,0
сорт Приекульский ранний (г )
Экстракт клет.стенок
101
.
' расы I .,;• 5,85 .'''-"-•
^'
расы 4' ,. 8,05 : , , 139
Маннит(контроль) -5,78
:••'.-- ibo
4.IXI04
З.ЗхЮ4
- 82,0
66,0
.
•:....•••.-
4
б.охю . . ioo.o; -.•
".'..'• -По" данным, Томиямы с сотр. (Tomiyamaetal.,I964) фитоалек-• =
: сш'ришитин синтезируется в клетках, подлежащих под инфицирован-'••..
X
• --выми, откуда он перемещается, в. зону инфицирования..При обработ-'
; ке индукторами .ришитина' суспензии протопластов картофеля этот ;,-..;• '' i
• фйтоалексин рами не,был' обнаружен. • Вероятно, это можно объяснить":. '•- механической разобщенностью клеток в суспензии.- • '
р • Особенности культурн;'пр6топластов как модели для изучения
'. 'специфичности во.взаимоотношениях рас гриба и сортов картофеля,
* очевидно,;обусловлены не'*'только «еханической разобщенностью кле-.
- т о к хозяина между собой, а. также клеток хозяина и паразита.. Изо-: "„
• лированные'протопласты имеют и еще-одну, особенность", f это клет-..,,
. . ки растения в плазмолизировавном состоянии. ..Поэтому в -дальнейшей •'
'. работе мы изучали влияние плазмолизирующих-<растворов на'взаимо­
отношения фитофторы н тканей картофеля.-, '•*."•• ч " " ,'.'v; -,'•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
;
: V ' . ' ' . " - . V : : - : .., : ;..••••;•••'.
:
•.-:
, Г . '
II
/;-•.: .- •• ••••.:..••:
У У ^ : < - ^
•••-К:"-
'••'•) Глава -П.' Влияние длазмолизируццих растворов на взаимо- : , _'•-';•;. л г" *.:.•'•' отношения клубней картофеля и P.in£eetans> ";' '•. :_ .
. '. .Споры триба-паразита, имеющие довольно высокое осмотическое
давление,; были способны. прорастать в испытанных осмотических раст­
ворах. При нанесении суспензии проростков P. lnfeatans' расы I „.
во всех длазмолизирующих (маннит 0,4 М - I М, 0,4 М сахароза,
0,2 M K C I ) растворах на срезы клубней картофеля восприимчивых ;,., :
'
сортов обнаружена некротическая реакция. Тогда как те же пророст­
ки в воде, (контроль) давали обильное спороношение на клубнях.
Подсчет.числа некротизированных клеток на .срезах ткани позволил. •
установить.сходство некротической реакции, возникающей в ответ.
на заражение спорами вирулентной расы:1 в 0,4 М манните с реак- ,цией на авирудентную к сорту Любимец расы 4 в воде. 'Дополнитель­
ным, свидетельством о сходстве механизма реакции в том и другом
случае было подавление некрозов антибиотиком трихотецином. Про- "
ведя заражение нормальных и плазмолизированных маннитом тканей .
10,видами других патогенных грибов ж 2 видами бактерий мы устано- '
вили, что превращение совместимой комбинации в несовместимую при .
плазмолизе не'является универсальным явлением и характерно лишь
Для p.iifestane.
.";••'"'•' :"1;'..'ч{ .-•-, '".";•':••:' *"'.
. . Заражение клубней спорами. P. infestans в 0,4 М манните при. вело к значительному повышению'уровня ришитина. Другие плазмоли- •'.
зжрующие растворы, хорошо проникающие в клетки - сахароза, .хло- '.
.рйстнй калий - не способствовали увеличению синтеза ришитина. Та­
кой же эффект наблюдался при определении4индуцирующей способнос­
ти эксудатов'(табл. 6)."Проростки, отмытые от пяазмолизируюших:
растворов, сохраняли свою вирулентность и были:способны так же
интенсивно индуцировать ршштин, как ж контрольные проростки в У в о д е .
'",•/•'••'--
•/•'••'•./
г
'•-.
• ; ; -';:~ 'У-:--;-
7 " - . •'••-
'.
. ' " . . У -
• .'•
Увеличение концентрации фитоалексина под влиянием ианнита -..'• *
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
Таблица 6
Индукция ришитина в клубнях картофеля (сорт Темп)
проростками p.infestane и их эксудатами в плазмолизирующих растворах
Концентрация ришитина' мкг/мл, индуцированного
* •;; проростками ' - " { • - " эксудатами; '
расы I ,.| расы 4 | / расы I j . paQH 4
- ': Вариант
;'. -23,9 v'. 43,0
' • I7i6.'-'" 20,0.. ',.'
.' -вода
• .'40,3 . Qj- 63,0 \
;.20,0 ,- : 24,0
. 0,4 М маннит
"-"'" 13,0 -..•'. 33,0
- 13,0
. 20,0'
0,4 М сахароза
0,2 M K C I '
' :' "''••' 2 7 , - 0 . . 20,0 '"'•. 12,0 ., 9,0
может.происходить вследствии воздействия оомотического раствора
либо на один из взаимодействующих организмов, либо систему в-'це­
лом. Для уточнения этого вопроса определяли индуцирующую способ. ность: a)' •cm^^s^^caa^S'y^^^jax
эксудатов (контроль);-?
б) спор, проросш»ча«вбде и:их эксудатов, к которым перед внесе,нием в лунки'клубней добавлен маннит; в) спор, проросших в 0,4;М "
манните и их эксудатов^ Как видно из таблицы 7,-маннит усиливает:;'
индуцирующую активность за счет выхода индукторов ришитина в сре­
ду прорастания гриба (эксудаты) и способен воздействием на клетки;
^
растения-хозяина несколько повысить уровень ришитина в них.-Л • -' '
'"' •.••".'•'' '"'.. :: '-• •'"•'•""•' •"••'•'*•'•. :
. :'. '• Таблица.7 "5- •'•"'•"'
•Влияние обработки 0,4 М маннитом н а способность
'клубней картофеля образовывать ришитин под дей- •
ствием проростков p.-lnfestans .-и и х эксудатов.>•
>*••' **• -
\НС
Концентрация ришитина, мкг/мл, индуцированного
• эксудатами < ;•- •
•... -"проростками
.''эк
.'расы I.''; I расы 4
*. расы'!', j расы 4
Вариант
- - ю,б
Рост гриба в воде .. ••;;.15,5 . • •35,6
Рост гриба в манни­ ' /21,Ь; J. 37,0
те '
Рост гриба в воде, %..
обработка клубней ." -•- 18,9 •'•'•':•-34,0
маннитом х .•
•-
• •;... - . 1 6 . 5
:,15.° - У £0,0
, 13,2 - ' -.17,1
•
'.-"•
:
\
•
• ; -
.
.
-
*
-
—
.
—
-
•
-
^
-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
"*
:
*
'
*
.
.
и ,
/"•; •-•V-";^-i.:;-.'vv-/-^:--^ -
- Согласно "гипотезе "двойной индукции" (Метлицкий и д р . , 1 9 7 3 ) ^ V ^ ::
можно полагать, ч т о ыаннит приводит к изменению содержания в е — .• ^ I f
ществ в растении, способны?: вызывать выход индукторов фитоалекО
сина из мицелия г р и б а т ^ д а л ь н е й ш е м м ы определяли способность /;• • •
, метаболитов, присутствующих в пораненных или .зараженных грибом' ./ ,"-;
s-jiKaHHX картофеля, специфично воздействовать н а альтернативные- ',. ч /
расы" P.inX estans. .'•••'•..•;•. f
. i ."''..';
- Г л а в а Ш. Участие метаболитов картофеля в защитных
...'. ,
реакциях против. P.infestans
'•••..•
Для извлечения метаболитов из клубней картофеля. сорта Люби- .. : :.~
- мец, которые реагировали н а заражение обеих рас соответственно •-...^• ,'.•
имеющемуся гену устойчивости R-j ••', использовали универсальные
."} •'.;
растворители ацетон и спирт.
.
•' .
Экстракты незначительно изменялц/процент прорастания и дли­
ну проростков. Однако они влияли н а морфологию проростков, вызы­
вая утолщение и, образование вздутий н а них.
• \' '•."-. - ,-.„.•"•.,-'
- В ответ н а поражение или "инфицирование разными п о вирулент^-. -',.-'
ности расами фитофторы в тканях картофеля происходят физиологи-. - 'j •'
ческие изменения,-в.частности касающиесл-лачественного и'коли- '.;: -;.; ;
ччественного состава'фенолъных и стероидных соединений (Рубин л , "•-"?;
Р,
др., 1975; Васюкодо и др.У 1976; Jriend et al., 1971). ПриЪбраv*
г
_; ботке проростков экстрактами из картофеля в их эксудатах увеличи- •;
валось содержание индукторов ришитина, о чем судили п о их" способ- ;л .
ности вызывать у картофеля образование этого фитоалексина. Нес- .-•'.'•*;
кольжо большим эффектом в* этом смысле обладали ацетоновые"экстрак- -. •
.ты. Экстракты, приготовленные из различных тканей,' в разной ст'е-У ->
пени увеличивали ришитин индуцирующую'активность выделений.фито-фторы (табл. 8).'Экстракты'из зараженных тканей более ; эффективно '-,.1 ."стимулировали выход .индукторов 'ришитина из гриба,'чем из незара-. : '*женных, а из инфицированных несовместимой расой более эффективно,..
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
,
• - • : • % . " : ' •
•''•'•'•:'..-''-'.'-: - I 4
;
: -
:
:,;.-.
'•-.••.-V
-.-:•"••:-:::
-. : • -- '•',"'••'-.•"••••':'•••':'•'-•- ••: Таблица 8
Индукция ришитина эксудатами спор P.'infestans,прорастающих
в ацетоновых экстрактах ткани клубней картофеля сорта
••• '••'•.- '.•'•••'• •':-.: -Любимец 1Ц
...
.-„...' •
.;,•:-/;•-
v . /
. Экстракты
•
"
•
.
'
•
•
-.;,- -.'•'--••••*
:
'
.
.
•
'
:
.
Ришитин, мкг/мл
паса 4 '
| -п-
раса I
•
-
•
контроль (вода):-'.;..
н/з 0 час.
;
н/з 5 час.' .*"'
совм.комб. несовм.комб. .Л'';:,'
•
. ! . . -. . п •
21,7 •;.
';" 5,3
22J./
26,3
/
-8,0
8,0
40,0'* •-" ' / . 7 , 3
45,0 •/., : 8,о
i
;
Ч
••
21,3 6,0
29,0 ,•. 10,3 ;."
12,0
37,7
8,0!
49,0 .
18,6
-
•
Примечания; экстрактами.' приготовленными из незараженной свеже-. »;
• . срезанной ткани (н/з 0 час,), выдержанной 5 часов во
ч
г..-., влажной камере (вуз 5 час,), заражённой расой I
./
- (совм.комб.) и расой 4 .(несовм.комб.) обрабатывали. .X
, проростки отмытые (Ж) и неотмытые (Г)-от среды про- ' ''••••« растания зооспорангиев гриба. ,
•-.:"•'
чем из зараженных совместимой. Прогревание в течение 1,5 часов.не*.
существенно изменяло активность экстрактов. Определённой зависи­
мости между.содержанием белков и Сахаров в пробах (экстракт клуб-'
ней + эксудаты гриба), и количеством индуцируемого ими ришитина не
обнаружено..Эксудаты проростков авирулентной к сорту Любимец ра­
сы 4, обработанных экстрактами тканей клубней, в' большинстве слу­
чаев содержали.большее количество индуцируицих фитоалексин соеди-^
нений, по сравнению о эксудатами вирулентной расы I.. ' '...
.. . . Относительно короткое время эффективного воздействия,эксуг- :рактов, а также.растягивание клеточной оболочки гриба'и образо- вание-вздутий позволяют предположить, что'в результате взаимо--:
действия веществ картофеля с :грибом прежде всего происходят из--.- .
менения в покровах микроорганизма.* По-видимому, при этом^во внеш-нюю среду выделяются соединения,' участвующие в регуляции' взаимо- -Г
отношений паразита и хозяина. Это могут быть глюканы, маннан-со-держащие гликопротеиды клеточных стенок - известные неспецифичес-;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
: кие.индукторы фитоалексина - или.другие.соединения, освобождаю^ .;;
щиеся в природных условиях под влиянием метаболитов картофеля. • ',
Одну из возможностей исследования комплекса поверхностных мета­
болитов, определяющих исход взаимоотношений-паразита.и хозяина,
мы' видели в применении осмотического шока мицелия гриба.
:."
Глава 17. Участие метаболитов P.lnfestane, выделенных •> •' ^
^ .. V-.
с помощью осмотического шока,во;взаимоотноше;
• :;. \/--'••_. _ -.:._•/ ниях паразита и растения-хозяина ._• --. ^;, •
"V
В данном разделе работы'ма изучали влияние веществ, извле­
каемых из мицелия, солевым осмотическим шоком, на индуцирование ' ришитинаметаболитами гриба и на заражение клубней спорами и '
мицелием фитофторы.',.
/При сравнении рйшитин индуцирующей активности метаболитов^^"
\
:
- ' • - • •
•-
'.'
, ' •
-
-
•
• '
•
'
>
•
•
•
•
•
•
.
•
•
•
••
• - .
'
'
•
•
'
.
.
•
выделенных осмотическим шоком,'и водных смывов с мицелия^оказа­
лось; что сорта картофеля,- не имеющие генов устойчивости в ответ
на обработку водными смывами мицелия обеих рас, образовывали.боль­
ше ришитина;,чем под влиянием шоковой жидкости этого же"мицелия,
(табл. 9 ) . На сортах с геном устойчивости я л понижение уровня " .
ришитина при .обработке шоковой жидкостью относительно водного /
смыва отмечается только в совместимой комбинации. Для несовмести­
мой; комбинации характерно повышение количества фитоалексина, обра­
зующегося в ответ на шоковую жидкость. Т.е. при осмотическом шо­
ке мицелия в. раствор переходят вещества, способные в зависимости
' /от расо-сортовой комбинации уменьшать или увеличивать индуциру-.
'•'•'-;'. шцую активность водных смывов. Эти вещества тёрмолабилыш.-.-.;.•••;
. - ... s Поверхностные метаболиты гриба, выделяемые,осмотическим шо^ ^ ком не вызывали-подавление индуцирующей активности гомогената
.;>;•"" мицагая51'"6сновн1Ш'ришитин-индуцирующим компонентом.которого'явля*v.» - ется липогдикопротеид.) ,.._.';_". . ' ' ' ^\-; !<.- .:•;....
• • ^ С т в д
•£??.*:•-/:,:.•..•
-•
••.'•
•'.-'-'••vi':'.„~i-/.'-.v••
';•.-.•.••.*
• • • ;•
'"•:--••
• • " . - -
•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
-
Таблица 9
Индукция ришитина в клубнях картофеля шоковой жидкостью
и водным смывом с мицелия P.lnfestans (расы I и 4)
Сорт
Любимец ( 1Ц ) _
Ришитин, мкг/мл
раса I
рас.1*4
ВОДНЫЙ
шок,жид­
водный
шок.жидкость •
смыв
кость _
смыв
.13,0
Белорусский
ранний ( г )
13,8
'
'4,8
7,4
8,6
- ~ 6,1
9
'1
1.9
'
Метаболиты проростков и мицелия, содержащиеся в эксудатах,
вероятно, могут выделяться грибом и в ткань хозяина. Представлен­
ные в таблице 10 данные свидетельствуют о том, что шоковая жид-."
кость совместимой расы снижает индуцирующую активность эксудатов
несовместимой расы.
,
.
Таблица 10
Влияние шоковой жидкости на индукцию ришитина в клубнях
двух сортов" картофеля эксудатами мицелия p.lnfestans
Вариант
Шок. жидкость расы 44
+эксудат расы 4
Шок.жидкость расы 1+
+эксудат расы 4
Ришитин, мкг/мл
с.Любимец ( Н/1 )
| с.Белорусский
ранний ( г )
8,3
6,3 '
4,0
5,7
Как показано в главе Ш, под действием экстрактов картофеля
усиливается выход индукторов ришитина из гриба. Если мицелий гри­
ба предварительно обработать осмотическим шоком и удалить шоковую
жидкость, то воздействие картофельных экстрактов становится более
эффективным. Добавление шоковой жидкости к метаболитам, выделя-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
>;':^1V.:/••'•''"-"-•••Л'Л:-ч':-\
;•-.'.;.. 17•;•."
:
" :.'•
- •';'•
-• У~-'-:•;,:/::•
•.<-•
ющимся под влиянием экстрактов тканин клубней либо из необрабо-7
- тайного г(I); либо .из обработанного (П) осмотическим шоком мице­
лия,- уменьшается их активность по сравнению с добавлением водно­
го' смыва мицелия; (табл. I I ) .
*v
,• "/'. :
:
..''•-"'."-''.'•'''.''•'*'•-•'••
<
.'Таблица II
Влияние шоковой жидкости мицелия P.infestans (раса I)
-.. .-*«• на индукцию ришитша эксудатами мицелия гри<1£
Ришитин, мкг/мл
Индуцирующие компоненты -
•* Эксудат мицелия; обработанного экстрак­
том .ткани картофеляj
- 24,1
То же.после осмотического'шока и уда.ления токовой жидкости П
• i
41,8
... I"+ водный-смыв мицелия _ .
-20,0
-1 + шоковая жидкость:
'
•'.., : - у 14,6
/ П + водный смыв мицелия '/. .
.
.
2S.0
•" П + шоковая жидкость •--' • -.";.'•'.• ' * .
26,0
';,' -.•'•' V Другим, тестом; по которому; мы оценивали участие "веществ, со.-, держащихся в шоковой Ж И Д К О С Т И , во взаимоотношениях паразита и хо' . зяина\. было изменение реакций.клубней на заражение грибом. Срезы
.. клубней, обработанные шоковой жидкостью мицелия расы 4, -заражали
*..; суспензией спор, или кусочками,мицелия. В контрольных вариантах
ткани*' перед -заражением, обрабатывали водным смывом с мицелия расы
,-"". 4. В! зависимости от комбинации: сорт-раса учитывали интенсивность
.>"'спороношения или некротической реакции - количество дисков кар'.тофеля;с максимально выраженной реакций (С+++ или Н+++) в процен"•••,':.Tsix;f-'•>'••-'.•• Г....
:
•
.•••'•:
••'
:.'
1
г
.
.
'
/
•
'
•
' . . V ,,',./- i .-;••' у:~. : : < , С ,
" ' . • ' '
" - • ' •
*
*
"'•
•
'
.
'
•
*
\.
' • ' • • '
'-;. Предварительная обработкаклубней сорта Любимец шоковой жид. костью;; авирулентной расы способствовала усилению некротической
• .реакции "в. ответ, на, заражение-расой 4 .(рис. 3 А) и существенному" •
.>уослао^ёнш.спороношения г вирулентной ; расы I по сравнению с контро- i
'
.'.'•'?''..'....."*'•
•."-.'•••»"•
•• ~ь,.
t
,
•..•
• - ' . ' • „ • —
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- _
лем (рис. 3 Б). ^_
•
18
J _
Шоковая жидкость вирулентной к сорту Приекульский ранний
расы 4 не ослабляла, а даже несколько усиливала интенсивность
спороношения вирулентных рас, относительно водного смыва (рис. 3 В ) .
Б.'
*л100-
о
оып 50о
о
<9
I
I
с.Любимец+р.4
В.
%*. 100-
I•
о
.мо -50.
8
а
О
v
1.0
Г~) - водный смыв;
с.Любимец+pacal
^
А
с.Приекульскийраннии+рава I
- шоковая жидкость
Рис. 3. Влияние шоковой жидкости мицелия расы 4 на реакцию
клубней картофеля в ответ на заражение P.infestana
Эффект шоковой жидкости расы 4 на разных сортах,возможно, обус; ловлен ее ришитин индуцируицей активностью (см.табл. 9 ) , а ос­
лабление устойчивости клубней можно объяснить пониженным содер-'
жанием фнтоалексина ришитина в тканях картофеля. .-* •.'"••
Таким образом, в результате осмотического пока из мицелия
лишь вирулентной расы в раствор переходят вещества, очевидно,
способствующие усилении восприимчивости растений, т.е. участву­
ющие в подавлении защитных реакций, развивающихся в ответ на за­
ражение. Именно;поэтому они находятся на^поверхности мицелия в
слабо связанном состоянии и снимаются такими относительно'мягки­
ми воздействиями как осмотический шок. Идентификация и изучение
химической природа этих веществ - задача будущих исследований,
сейчас можно лишь высказать некоторые соображения относительно
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•19 :;1 :-:Л:.' /,ф^':':'--4<
\
_
их взаимодействия с индукторами гриба-и клетками растения-хозяина.
• Полученные-результата согласуются с данными Метлицкогр и
сотр;(1979), обнаруживших в составе клеточных стенок,P.lnfeatane ,
.и его выделениях присутствии веществ препятствующих включению
защитных реакций у картофеля..Наличиз этих метаболитов отражало
.специфику.взаимоотношений различных сортов картофеля .и различных
рао паразита. По мнению этих авторов молекулы "фактора специфич" _: ности" проникают в клетку картофеля еще до того, как гифа гриба
„приходит, в контакт с цитоплазматической мембраной картофеля. При
.'этом происходит .оккупация фактором определенных участков на.мем­
бране картофеля;" которые служат рецепторами для молекул индукто­
ров фитоалексинаГНа рисунке 4 предлагается гипотетическая схе-* '
ма взаимодействия специфического фактора совместимости (ФС) и ин­
дукторов из мицелия- P. infeetaae с рецепторами на мембране рас­
тительной клетки, ^вытекающая из вышеприведенной гипотезы, и данных
наших опытов. Согласно этоф. схеме внутри и на поверхности мицелия
фитофторы находятся различные вещества (глюканы, глюко- и маннансодержащие протеиды и др.) индуцирующие с разной активностью син­
тез ришитина. Некоторые из них выделяются в сред^ где растетгриб,
поэтому эксудат обладается индуцирующей активностью (рис. 4 А ) .
Раствор, обладающий большой ионной силой (например К + СГ"), вызы­
вает плазмолиз - сокращение мембраны и потерю некоторых белков,
локализованных на мембране л в периплазме. В результате этого, на­
ряду с находящимися там индукторами в 'среду" выходит ФС, который'
соединяется.о мембраной хозяина и экранирует участки, служащие ре­
цепторами для индукторов ришитина (рисГ4 В ) . При поранении, а
также при заражении растений;в их тканях происходят существенные
изменения в метаболизме полифенолов. По данным многих исследовате- лей (Рубин, Арциховская, 1968; Toaiyama', 1963; ?reinu et al.,
- 1971) в несовместимых комбинациях паразита и хозяина накопление
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
- осмотический
шок К+ CI" •
S
после шока и удаления шоковой жидкости
экстракт ткани ; картофеля - v A
40 4
204
«?>->
T.V'
1ч:"'
Условные обозначения:
Д.
/
ллагмоли*
dffli
индуктору ришитина :• > .
ТС
распой активности (ИР) ...
О
- фактор совместимости.($С)
тг*"Чг"-- плазмалеьаиа картофеля у:lJ
"J_u
"
рецептор ФС I . ;%;:•;'.•"
рецептор: ИР т т : ; ^ ;Х-'.:'••-;.
—^
клеточная, стенка! гриба«;. •
плазмалемма гриба. ••;:.: .„•"-.'
Рис. 4. Гипотетическая схема взаимодействия метаболитов
- ( P.infeetana с рецепторами клеток картофеля v •
(объяснения в тексте) _
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
г и окисление фенольных соединений происходит более интенсивно, чем ;- •'
V в совместимых..Накашштаюшиеся фенольные соединения не достигают
ч
•; токсической'концентрации для мицелия фитофторы, но способны изме- ,/
•'. нять проницаемость клеточных мембран паразита (МетлицкиЙ, 1976). ' ;.
.Возможно, вследствие такого изменения под влиянием'экстрактов тка­
ни картофеля в.среду роста гриба переходят не только поверхност­
ные, но и находящиеся более глубоко в цитоплазме индукторы фито:-алексина (рис. 4 Б). .Соотношение концентрации индукторов и ФС^
".'• обуславливает интенсиввость индукции ришитина эксудатами под вли- • <. /
янием экстрактов картофеля. Если мицелий предварительно подверг: '•' нуть осмотическому шоку, а затем удалить шоковую "жидкость, то' в i"
' экстракт ткани картофеля из мицелия перейдут только наиболее ак- '.;•
..'. тинные внутриклеточные индукторы, которые и вызывают высокий уро- -:-. вень.образования:ришитина в клубнях, (рис. 4 Г ) . '
'•_''- . '
.'. .-> Таким образом, исход взаимоотношений хозяина и паразита при :
•заражении картофеля P.infeetane, согласно приведенной схеме бу- ".• ,
дет зависеть от преобладания контактов рецептор-1-;- ФС или рецеп- ..•:--•
-;торг-.индуктор при мозаичном расположении рецепторов на мембране.-•'•
^ Предложенная нами схема объясняет полученные данные о том, что ' •
.. под. влиянием. плазмолизирующих растворов в клубнях развивается не- .- ;
'.совместимая реакция в ответ на заражение вирулентной расой P.infes-\ .
tans". При плазмолизе на плазмалемме могут маскироваться участки, -.':••
..играющие роль рецепторов для ФС (рис. 4 Д). Не исключено также, •ч что отсутствие "внедрения гиф гриба в протопласты,картофеля также :':. ....'•
/ обусловлено подобным преобразованием плазмалеммы клеток растения.\ '
^'-•:- ; >v >'•;'• :••:•'•'. \ .'
'• в . ' ы в о д ы . - .
'-••--' v''--:^'': '~:'-:: :
•:{' • ' Д.;Определены оптимальные условия получения и культивирова- ,. ••'.
: ния изолированных протопластов картофеля с целью их характеристи-1 ",;
ки как модельной системы для изучения расо-сортовой специфичное-^ " •
'• ти во-взаимоотношениях с P.infeetane. .
' i,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22
Эти особенности следующие:' %
*•
а) гифа гриба не внедряется в изолированный протопласт, ве­
роятно, из-за отсутствия клеточной стенки или изменений, вызван­
ных плазмолизом на мембране;
б) расонеспецифические индукторы фитоалексина ришитина из _
мицелия P.iafestans оказывают неспецифическое токсическое дей­
ствие на протопласты картофеля, более сильные грибные индукторы •
ришитина более токсичны' для протопластов картофеля;
в) щелочные.экстракты клеточных.стенок'гриба неспецифично
подавляют регенерацию.клеточной стенки протопластами картофеля
и активируют поглощение кислорода;."•"'.•'•'.ч-..'..
г) не выявлена способность изолированных протопластов син- •
тезировать ришитин в ответ на действие индукторов этого фито­
:
алексина,.
.--":'- •;-; '"•'-.•- v У{- ; -'\' ;: ~ { -'-:
2. В присутствии илазмолизирующих растворов клетки воспри- '
имчивых растений в ответ .на заражение фитофторой дают сверхчув­
ствительный векроз/. превращая тем'самым совместимую комбинацию
паразита и хозяина в ' несовместимую. \'^'-.-,.'. .•••
_ 3. Слабо проникающий в клетки осмотический раствор маннита
вызывает усиление синтеза ришитина-плазмолизированными клетками
клубней, хорошо проникающие растворы сахарозы и хлористого ка­
лия уменьшают образование фитоалексина.
'
-•
4. Ацетоновые и спиртовые экстракты ткани картофеля содер­
жат термостабильные метаболиты, способные стимулировать выход
индукторов ришитина из мицелия гргба.
5. Метаболиты из зараженных тканей более эффективно стиму­
лируют выход индукторов ришитина из мицелия, чем из незаражен­
ных, а из зараженных несовместимой расой более эффективно, чем
из зараженных совместимой.
, „
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
;-?c„. ;(>.,Осмотическим шоком из мицелия'вирулентной расн P.infea--;^,.„• ' .tansi-'вылеленспецифическяй термолабидышй фактор, способный .
ослаблять устойчивость тканей: уменьшать индукцию ришитина в
* клубнях картофеля!и усиливать спороношение при заражении картофе- х '
ля фитофторой. -v • • .'-••
7. Специфический фактор вирулентности ингибирует активность •'*
лишь поверхностных индукторов ришитина и не уменьшает индукцию ~ • ' .
ришитина гомогенатом _мицелия.;
'
• .';
•.*••'•'
• '
г
- ". ..
. . Список опубликованных работ
'• -.
-1. Окороков I.A., Сысуев В.А., Терехова В.А.' и Дьяков.Ю.Т. •":..
Влияние ионов кальция на рост Phytophthora lnfestans (Mont.)d ВТ.'.-•'•'•
г
Микология и фитопатология. 1976,-т. 10, № 6
"
- ,
2. Сысуев В.А.,' Коношенко Г.И., Терехова В.А., Окороков Л.А.,. ;.
Дьяков Ю.Т., Кулаев И.О. Фосфогидролазы фитопатогенного гриба Phytophthora lnfestans (Mont.)de By. Биохимия. 1978, т.43, JS 10 ; - :[•
3. Дьяков Ю.Т. .Терехова В.А., Радзиевская М.Г. Bзaимooтнoшe:-• *
ния возбудителя фитофтороза Phytophthora lnfestans (Mont.)de'Bary v-;.
с протопластами мезофилла картофеля. Микология и фитопатология.-_г •
"1979, т.4 13, № 4 .'; *;
'•
• ' -".У ;"; . :'V"-V *
4. Терехова В.А., Дьяков Ю.Т. Влияние плазмолйзирувдих раство-1
ров на взаимоотношения клубней картофеля Phytophthora lnfestans •• ! •
„(Mont.)de Вагу .Вестник Московского университета, серия биология. .":•"
1979, №-3 ;•-•''. '•.'-'
...[:
.r:::-i-\-[.
,5. Терехова В.А.-, МустафаМ., Дьяков Ю.Т. Влияние метаболи- .- тов клубней картофеля на индукцию в них фитоалексина ришитина грй- \
' бом Phytophthora lnfestans .(Mont.O^de^Bary. >J-; Биологические нау-\" _
' ки. 1980, № 2 . .;•'./'•;-•}'•''' • . " v r ^ . . ^
. '•:.:,'-^-:. > п ^ , ; '' /
Jfy?7?ejbL*A?::
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Подя к печати ICj{U -tf/Л- fd 9J Ф*
Буи ran. M
Фнэ а л /,i"
Заказ %l9t - 1нраж /SV '
Уч. ям. л К О
Иэд-во Московского университета. Москва, К-9.
уд .Герцена, 6/7^*
Типография Иэд ва МГУ. Москва, Ленгоры
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
979 Кб
Теги
919
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа