Стійкість плодів і овочів до інфекційних захворювань

Одним із радикальних методів захисту рослин від інфекційних захворювань є виведення і широке застосування стійких сортів.

З великої кількості паразитичних мікроорганізмів, здатних проникати у рослину, кожен вид рослин пошкоджується тільки деякими з них; до інших рослина має так званий видовий імунітет. Так, капусту не пошкоджують хвороби картоплі, а вона, в свою чергу, стійка до хвороб капусти.

Селекціонери виводять сорти плодів і овочів, які мають сортовий імунітет. Так, яблука сорту Джонатан пошкоджуються джонатановою плямистістю, в той час як основна маса районованих сортів яблуні цією хворобою не пошкоджується.

Якщо при видовому імунітеті стійкість рослин до паразитарних мікроорганізмів є абсолютною, то при сортовому імунітеті захисні сили рослин більш обмежені. Один і той же сорт стійкий до однієї раси паразита, може пошкоджуватись іншою. Здатність паразита подолати стійкість рослини – “господаря” називають вірулентністю.

Головна функція імунітету – розпізнати “свого” і “несвого”. Під “несвоїм” мають на увазі не тільки мікроорганізми, але й інші субстанції – чужорідні білки і клітини.

У відповідь на інфекцію пошкоджена клітина рослини – господаря стає настільки чутливою, що гине (некротизується) зразу ж після проникнення паразита. Слідом за відмиранням клітини гине і гриб, що пошкодив її. Така реакція називається некротичною і являє собою своєрідну жертву частини клітин в ім’я збереження організму в цілому. Некроз означає відмирання ( від грецького некрос- мертвий).

Чим стійкіший сорт, тим менше клітин гине. Некроз є лише видимий результат захисної реакції, його утворення ще не розкриває причин відмирання рослинних клітин і загибелі паразита. Для захисту рослини від фітопатогенів є цілий ряд захисних властивостей, які схематично представлені у вигляді ліній захисту на рисунку 5.6.

Гіфи фітопатогена створюють тиск на поверхню плодів або овочів близько 50 атм. Здорова непошкоджена шкірочка є першим досить міцним бар’єром, який більшість мікроорганізмів не можуть подолати і потрапити в середину рослинного об’єкту.

Рисунок 5. 6 - Лінії захисту рослин

Проте найдрібніші тріщини, удари, пошкодження перетворюються у відчинені ворота, через які вільно проходять мікроорганізми. Велике значення мають восковий шар, який перешкоджає проростанню спор, будова і стан продихів і сочевичок, енергія дихання і росту об’єкту, а також леткі компоненти.

Обов'язковою умовою захисту плодів та овочів при зберіганні від хвороб є підтримування в їх тканинах процесів обміну речовин на певному рівні, щоб виключити будь-які порушення у роботі окремих ланок усього ланцюга біологічного окислення. Тільки при такій умові можна якнайповніше використати стійкість, яка властива рослинним тканинам.

Другу лінію захисту складають конституційні захисні речовини, тобто присутні в рослинних тканинах ще до контакту їх з паразитом. Важливу роль виконують антибіотичні речовини, які знаходяться у покривних тканинах рослин, завдяки чому вони є перешкодою на шляху інфекції. До цих речовин відносяться фітонциди (фітон – рослина, цедеро - вбивати). За визначенням автора відкриття Б. П. Токіна, фітонциди – продуктовані рослинами бактерицидні фунгіцидні речовини, які є одним їз факторів їх імунітету і виконавцем відповідної ролі у взаємовідносинах організмів у біоценозах. Це означає, що леткі речовини і соки багатьох рослин мають властивості згубно діяти на мікроби різних класів (бактерій, вірусів, мікроскопічних грибів і ін.).

Фітонциди захищають від шкідливих для них мікроорганізмів не тільки рослинні об’єкти, а також людей і тварин.

В рослинах фітонциди можуть бути у вигляді летких (спирти, ефіри, альдегіди, органічні кислоти, фенольні речовини, алкалоїди та ін.) і нелетких (бальзами, смоли, воски, жирні масла, органічні кислоти, дубильні речовини, вітаміни, алкалоїди, глікозити та ін.) фракції. Вони завжди присутні в плодах і овочах, а у відповідь на проникнення паразиту в їх тканину вміст фітонцидів у місцях поранення збільшується.

Найбільшу фітонцидну дію мають цибуля та часник. Фітонциди цибулі знищують спори фітофтори за 36…55 с, а фітонциди часнику знищують за декілька хвилин стафілококи, стрептококи, брюшнотифозну бактерію, дизентерійну паличку та ін. бактерії.

Давно відома захисна роль поліфенолів (ПФ) в стійкості рослин до інфекційних хвороб. Прикладом можуть служити стероїдні глікоалкалоїди і фенольні сполуки, які накопичуються в покривних тканинах бульб картоплі. Чим більше таких сполук, тим вище стійкість рослинних тканин. В перебігу ферментативного окислення поліфенолів виникають речовини, які суттєво переважають за своєю фунгітоксичністю первинну їх активність. Відмічено, що чим більшу здатність до окислення мала сполука, тим більші фунгітоксичні продукти утворювалися в ході їх перетворення. Тому мова йде не стільки про захисну роль поліфенолів, присутніх в тканинах, скільки про систему поліфеноли – поліфенолоксидаза (ПФ - ПФО).

В пошкоджених тканинах рослин активність ПФО збільшується. Це обумовлено новоутворенням ферменту і, можливо, вивільненням його з клітинних структур.

Представниками фенольних речовин є хлорагенова кислота, яка присутня у всіх тканинах бульб картоплі. У відповідь на пошкодження вміст її суттєво збільшується, особливо в прираневій зоні. Кавова кислота практично відсутня в паренхімі бульб. Її виявлено лише в раневій перидермі.

Прямим наслідком необерненого окислення фенольних сполук є утворення фунгітоксичних хінонів, які, можливо, і є причиною некрозу тканин.

Захисна роль системи ПФ – ПФО, очевидно, полягає в тому, щоб послабити сили паразита нападника і тим самим створити прикриття до того часу, поки у дію не вступлять більш специфічні і більш сильнодіючі антибіотичні речовини.

Третя і найсильніша лінія захисту складається із захисних механізмів, практично відсутніх в тканинах і які новоутворюються у відповідь на інфекцію. Прикладом може бути здатність рослин продукувати фітоалексини і інші біологічні речовини.

Фітоалексини (ФА) – (фітон – рослина, алексо – відбивати атаку) – антимікробні сполуки з низькою молекулярною вагою, які синтезуються й накопичуються в рослині під час контактів з мікроорганізмами. Фітоалексини (ФА) можна віднести до фітонцидів.

Утворюючись в тканинах у відповідь на проникнення метаболітів гриба, ФА проникають в інфекційну краплину, нанесену на поверхню рослини. Їх кількість поступово зростає, завдяки чому пригнічується ріст патогена.

До теперішнього часу встановлена хімічна природа біля 20 ФА. З картоплі виділені ришитин і любимін, перцю – капсидіол, гороху – пизатин, сої – оксифазеолин, квасолі – фазеолін.

Фітоалексини картоплі впливають на підвищення проникності клітинних мембран, роз’єднання процесів дихання і фосфорилювання, пригнічення біосинтезу нуклеїнових кислот і білка.

Наведені вище лінії захисту в певній мірі є умовними. Дуже важливо, що різні захисні механізми діють узгоджено, взаємно доповнюючи один одного.