Л. Х. Гордон доктор биологических наук, профессор
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛИСИТОРОВ И
жүктеу/скачать 3,42 Mb. Pdf көрінісі
|
Тарчевский
| ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛИСИТОРОВ И
ИНТЕРМЕДИАТОВ СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМ КЛЕТОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРЕПАРАТОВ, ПОВЫШАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К ПАТОГЕНАМ Материалы, приведенные в предыдущем разделе, свиде- тельствуют, что элиситоры, интермедиаты сигнальных сис- тем и стрессовые фитогормоны индуцируют образование большого набора защитных белков, в том числе фермен- тов, катализирующих образование антипатогенных ве- ществ небелковой природы. Некоторые из защитных со- единений повышают устойчивость самих растений, другие оказывают ингибирующее действие на развитие патогенов. Все это приводит к снижению отрицательного действия патогенов на продукционные процессы и урожай растений, что не могло не обратить на себя внимания. Было предло- жено достаточно много рекомендаций практического ис- пользования препаратов, содержащих природные элисито- ры, интермедиаты сигнальных систем и стрессовые фито- гормоны или их химические аналоги. Часть этих предложе- ний запатентована, и налажены выпуск и реализация анти- фитопатогенных препаратов. Из элиситоров чаще всего использовались арахидоновая кислота и производные хитина - олигохитозаны. В качест- ве сырья для получения арахидоновой кислоты используют морских животных и некоторые органы теплокровных жи- вотных. Первый препарат для повышения устойчивости растений к патогенам на основе арахидоновой кислоты был предложен более 20 лет тому назад [Метлицкий и др., 1978, 19826; Озерецковская, 1994]. Установлено, что после пред- посевной обработки клубней картофеля или листьев в пе- риод бутонизации значительно повышалась комплексная устойчивость к фитофторозу, ранней сухой пятнистости, ризоктониозу и парше. Прибавка урожая составляла в сред- нем 25%. Обработка арахидоновой кислотой защищала клубни картофеля и при хранении [Чаленко и др., 2001]. За- щитное действие арахидоновой кислоты от фитопатогенов было подтверждено при исследовании ее действия на тома- ты и сахарную свеклу [Метлицкий, Озерецковская, 1985]. Установлено, что арахидоновая и эйкозапентаеновая кислоты индуцируют не только локальную, но и системную пролонгированную устойчивость картофеля к возбудителю фитофтороза [Чалова и др., 1989]. Было также обнаруже- но, что арахидоновая кислота повышает устойчивость к не- матодам при выращивании растений в теплицах [Зиновьева и др., 1996], особенно в сочетании с метилжасмонатом [Зи- новьева и др., 1998]. В Российской Федерации налажен производственный выпуск антипатогенных препаратов на основе арахидоно- вой кислоты. В последние годы широко испытывается действие на ус- тойчивость растений к патогенам еще одного элиситора - хитозана. Обнаружено, что максимальная фитофтороус- тойчивость картофеля проявляется при использовании во- дорастворимого хитозана с молекулярной массой 5 кДа [Переход и др., 1997; Васюкова и др., 2000]. Хитозан повы- шал также устойчивость к нематодам растений томатов в условиях тепличного хозяйства [Зиновьева и др., 1999], при- чем индуцировал не только локальную, но и системную ус- тойчивость растений к фитофторе и нематодам [Васюкова и др., 2001]. На основе хитозана 5 кДа создан препарат "Агрохит", рекомендуемый для защиты картофеля от фитофтороза, но, по-видимому, достаточно эффективный в защите и от других патогенов. Молекулярные механизмы и практические аспекты ис- пользования хитозана для повышения устойчивости расте- ний к различным патогенам обсуждались на 6-м Междуна- родном симпозиуме по хитину и хитозану, проведенном в Москве в 2001 г. Практическое применение получили препараты на ос- нове стрессовых фитогормонов и их синтетических анало- гов. Достаточно широкое распространение получили препараты на основе 2-хлорэтилфосфоновой кислоты (2- ХЭФК), пролонгированно освобождающие фитогормон этилен: амхел, этрел, кампозан, флорел, гидрел, дигидрел [Кораблева, Платонова, 1995]. Установлено, что обработка этими препаратами растений картофеля и клубней перед закладкой на хранение усиливает покой клубней и их устой- чивость к фитопатогенным микроорганизмам и улучшает качество семенного материала [Метлицкий и др., 1982а; Ко- раблева и др., 1989]. Положительные результаты от приме- нения препаратов-доноров этилена были получены и при хранении лука и моркови [Карякина и др., 1990; Кораблева, Платонова, 1995]. Повышение устойчивости к болезнями продемонстри- ровано при использовании препаратов брассиностероидов и их аналогов [Кораблева, Платонова, 1995]. Начинается практическое использование еще одного стрессового гормона - жасмоната (и его производного - ме- тилжасмоната) [Зиновьева и др., 1998]. Давно известно, что экзогенный стрессовый фитогор- мон салициловая кислота (являющаяся также интермедиа- том НАДФН-оксидазной и NO-синтазной сигнальных сис- тем) и ацетилсалицилат вызывают синтез защитных соеди- нений и повышение устойчивости растений к патогенам. Практическое использование нашел природный миметик салициловой кислоты [Тарчевский и др., 1999] — янтарная кислота. Уже давно было отмечено, что янтарная кислота явля- ется биологически активным соединением [Благовещен- ский, 1968]. Нами в полевых условиях на более чем 10 тыс. га и в тепличных хозяйствах на многих сельскохозяй- ственных культурах было показано, что предпосевная обра- ботка семян или вегетирующих растений препаратами ян- тарной кислоты приводит к повышению интенсивности продукционных процессов и урожаев растений, что в значи- тельной степени связано с их устойчивостью к болезням. Технология получения янтарной кислоты, не содержа- щей примесей тяжелых металлов, была разработана в Ка- занском химико-технологическом институте в лаборатории профессора А.Г. Лиакумовича, и было начато производство препаратов на основе этого соединения. Технология использования тех или иных элиситоров, ннтермедиатов сигнальных систем и стрессовых фитогор- монов по отдельности или в сочетаниях должна быть раз- работана применительно к конкретным видам и сортам растений [Озерецковская, Васюкова, 2002], в противном случае может быть получен результат, противоположный ожидаемому. |