Микрофлора растений и фитоиммунитет. Учебно-методическое пособие

ляцией, например на чердаке под железной или шиферной крышей. В жаркие солнечные дни на таких чердаках температура воздуха достигает 40-50°С, в этих условиях сырье высыхает быстро, биологически активные вещества не разрушаются, сохраняя цвет и запах. Для увеличения площади сушки на чердаках делают стеллажи из мешковины, марли или другой неплотной ткани. Расстояние между ярусами стеллажей 30-60 см. Сырье раскладывают ровным тонким слоем в 1-2 см так, чтобы листья были расправлены, не перегибались и не скручивались. Лучше на одном чердаке сушить сырье одного вида. Если этого сделать нельзя, то между отдельными видами сырья устраивают проход, чтобы не допустить их смешивания.

Сырье, высушенное на стеллажах, обладает лучшим качеством, так как в этом случае имеется доступ воздуха сверху и снизу.

Осенью или во влажную погоду сырье сушат в отапливаемых помещениях, в русских печах, духовых шкафах или специальных сушилках.

Сырье считается высушенным, если листья и цветки легко растираются в руках; корни, корневища, кора и стебли ломаются, а не гнутся; плоды и семена при пересыхании издают шелестящий звук; ягоды распадаются, не образуя слипшихся комков и не пачкая рук. Выход сухого сырья у различных растений и их частей неодинаков.

Выход готового сырья после сушки (по данным некото-

21

Заключение

Хорошо высушенное лекарственное сырье должно содержать гигроскопической влаги не более 12-15%.

Готовое сырье сдают в аптеки, заготовительные пункты или хранят для собственного потребления.

Хранить сырье необходимо в пакетах; бумажных и матерчатых мешках; коробках, ящиках, обложенных чистой белой бумагой; в банках.

В тех случаях, когда лечебное действие растения связано с эфирным маслом и другими летучими веществами, сырье целесообразно хранить в стеклянной банке с притертой пробкой или

вметаллических банках с плотно закрываемой крышкой.

При упаковке в пакеты, мешки, банки и другую тару внутрь вкладывают этикетки с названием вида сырья и времени сбора, высушенное сырье хранят в сухих, прохладных и хорошо проветриваемых помещениях без доступа прямых солнечных лучей.

Обычно сроки хранения цветов, листьев и травы не превышают 1-2 лет, плодов - 2 года, а корневищ, корней и коры - 2-3 года.

Микрофлора растений Нормальная микрофлора растений:

•Микрофлора, находящаяся на поверхности корней или проникающая в ткани корня растения, представляет собственно корневую микрофлору. Микрофлору, которая примыкает к корням растения до 0,5см. принято называть прикорневой микрофлорой почвы.

•Если микрофлора находится на расстоянии 1см. от корней ,то она относится к микрофлоре ризосферы. Ризосфера -это зона интенсивного роста и повышенной активности

•Нормальная микрофлора растений представлена ризосферными и эпифитными микробами. Зона почвы, находящаяся в кон-

22

такте с корневой системой растений, носит название ризосферы , а микроорганизмы, развивающиеся в данной зоне, называются ризосферными. Условно различают два типа ризосферы: ближнюю и отдаленную.

Ближняя и отдалённая ризосферы

•Ближняя располагается непосредственно на поверхности корней и извлекается вместе с ними. Отдаленная начинается на расстоянии нескольких миллиметров от корней и распространяется в радиусе 50 см от них. Количество микроорганизмов в ближней и отдаленной ризосфере различно: на поверхности корней их от 50 млн до 10 млрд, на расстоянии 15 см от корней до 5 млн в 1 г. почвы.

•Число микроорганизмов в ризосфере в 100 раз больше, чем

впочве, где растения не произрастают, что связано с выделением корнями растений различных питательных веществ. В свою очередь, почвенные микробы могут оказывать благоприятное воздействие на жизнь растений

Эпифитная микрофлора

•В настоящее время, можно считать доказанным, что микробные комплексы на корнях растений складываются в зависимости от влияния различных условий, а огромное количество микроорганизмов при нормальных условиях выращивания является для растений необходимым условием их роста и развития.

•Нормальная микрофлора растений различна на поверхности листьев, семенах и на прикорневой системе. Микробы, обитающие на живых растениях и не вредящие им, объединяются понятием эпифитная ‘ микрофлора.

23

Глава 2 Фитоиммунитет (Иммунитет растений)

Иммунитет растений-это невосприимчивость растений к возбудителям болезней и вредителям, а также к продуктам их жизнедеятельности.

24

Основатель учения об иммунитете растений

Советский биолог Н.И. Вавилов, положивший начало изучению его генетической природы. Он считал, что устойчивость против паразитов выработалась в процессе эволюции растений в центрах их происхождения на фоне длительного (в течение тысячелетий) естественного заражения возбудителями болезней.

Различные теории учения об иммунитете растений

•Единая теория иммунитета растений, вследствие огромного разнообразия возбудителей болезней и защитных функций растений, до настоящего момента отсутствует.

•На основе генетической природы Н. И. Вавилов подразделял иммунитет растений на механический (структурный) и химический.

Иммунитет растений (определение)

•Иммунитет растений - это невосприимчивость растений к возбудителям болезней и вредителям, а также к продуктам их жизнедеятельности.

Фитоиммунитет

•Фитоиммунитет обеспечивается множеством механизмов: выработкой низкомолекулярных фитонцидов, обладающих антибактериальными и фунгицидными свойствами, рецепторами распознавания специфических белковых и углеводных последовательностей (англ. pattern recognition receptors), характерных для многих возбудителей, и системой подавления экспрессии генов при помощи РНК (RNA silencing)в качестве противовирусной защиты.

Иммунитет растений (определение)

•Это невосприимчивость к болезням при наличии жизнеспособного возбудителя заболевания и всех необходимых условий для заражения.

•На практике чаше говорят об устойчивости к заболеваниям, которую можно охарактеризовать как генетическую особенность некоторых растений поражаться болезнью в слабой степени.

Врождённый иммунитет

•Врождённый, или естественный, иммунитет контролируется генетически и передается по наследству.

•Он может быть пассивным или активным. Пассивный иммунитет определяется конституциональными особенностями толь-

25

ко растения и не зависит от особенностей патогена. Факторы пассивного иммунитета подразделяются на две группы:

Анатомо-морфологические факторы

Физико-химические факторы

Анатомо-морфологические факторы:

• Толщина покровных тканей имеет значение в тех случаях,

когда возбудители проникают в растение непосредственно че-

рез кутикулу (в основном представители несовершенных грибов).

•Строение устьиц имеет значение для проникновения возбудителей ржавчины и некоторых видов бактерий, которые попадают в растения через устьица.

•Опушённость листьев играет важную роль как фактор устойчивости растений к вирусным патогенам, т.к. опушённые листья менее доступны для питания сосущих вредителей - переносчиков вирусов. Иногда эта же опушенность облегчает заражение растений ВТМ контактным способом.

•Восковой налёт на плодах или стеблях снижает вероятность заражения патогенами, которым необходима поверхностная влага.

Физико-химические факторы:

•Химический состав растений влияет на устойчивость к заболеваниям и определяет наличие или отсутствие в тканях растения необходимых для патогена питательных веществ.

•Ингибиторы содержатся в растительных тканях и препятствуют развитию патогенов. К ним относят фитонциды - конституциональные антибиотические вещества высших растений различной химической природы. Фитонциды участвуют в реакциях пассивного неспецифического иммунитета, обеспечивая защиту от сапротрофов и нехарактерных для данного вида растения патогенов.

•Алкалоиды, фенолы, эфирные масла, содержащиеся в растениях, токсичны для многих фитопатогенов.

•Осмотическое давление в тканях растения также является фактором, определяющим иммунитет. Для успешного паразитирования биотрофных грибов их клетки должны иметь большее осмотическое давление, чем клетки растения-хозяина.

26

Факторы активного иммунитета

•Факторы активного иммунитета проявляются только при контакте растения и возбудителя.

•Выделяют несколько факторов активного иммунитета:

1.Реакция сверхчувствительности.

2.Синтез фитоалексинов,

3.Повышение активности окислительных ферментов.

Факторы активного иммунитета Реакция сверхчувстви-

тельности

•Реакция сверхчувствительности. Это явление быстрого отмирания клеток растения в непосредственной близости от места заражения. В результате патоген оказывается блокированным слоем мёртвых клеток и погибает. Это - распространённая реакция растительной ткани в ответ на инфицирование облигатными паразитами (грибами, вирусами). Гибель патогена в некротизированной ткани происходит не только вследствие непригодности отмерших клеток как питательного субстрата, но и в результате повышения в них концентрации антимикробных веществ.

Факторы активного иммунитета Синтез фитоалексинов

•Синтез фитоалексинов, являющихся антибиотическими веществами растений, которые вырабатываются при контакте с возбудителями болезней. В настоящее время известно свыше 300 подобных веществ. Химическая структура фитоалсксинов определяется видом растения. Они синтезируются в здоровых клетках, примыкающих к инфицированным. Их активность начинает проявлялся при контакте со специальными веществами (элиситорами), выделяемыми из заражённой клетки.

Факторы активного иммунитета Повышение активности окислительных ферментов (пе-

роксидазы, полифенолоксидазы и др.)

•Повышение активности окислительных ферментов (пероксидазы, полифенолоксидазы и др.) приводит к снижению активности гидролитических ферментов патогена, обезвреживанию его токсинов и накоплению токсичных для возбудителей продуктов окисления фенолов - хинонов.

Приобретённый, или искусственный, иммунитет

•Приобретённый, или искусственный, иммунитет проявляется в процессе онтогенеза, не закрепляется в потомстве и дей-

27

ствует в течение одного, реже - нескольких вегетационных периодов.

•Для формирования приобретённого иммунитета к инфекционному заболеванию растения обрабатывают биологическими и химическими иммунизаторами.

•При биологической иммунизации обработку осуществ-

ляют ослабленными культурами патогенов (вакцинация) или их метаболитами. Например, растения томата, заражённые слабопатогенным штаммом ВТМ, в дальнейшем не поражаются более агрессивными штаммами этого вируса.

•Химическая иммунизация, как один из приёмов профи-

лактики заболеваний, основана на использовании веществ, называемых индукторами устойчивости, или иммуномодуляторами.

Они способны активизировать протекание защитных реакций. Таким эффектом обладают некоторые системные фунгициды, производные фенола, хитозам и пр.

•К зарегистрированным иммуномодуляторам относят также препараты Нарцисс, Иммуноцитофит и др.

Иммунитет к вредителям

•Между иммунитетом растений к микроорганизмам и иммунитетом к вредителям существуют принципиальные различия.

•Вредители—насекомые, клещи, нематоды и другие в отличии от микроорганизмов при повреждении растений действуют избирательно, используя при этом целую систему рецепторов, то есть избирательную способность их при выборе кормовых растений определяют с помощью органов чувств. Результатом ее является высокая численность особей на предположительных фонах, то есть отвечающих их биологическим требованиям, и сравнительно небольшое количество или полное отсутствие на непригодных для питания. Наиболее ярко она (избирательность) выражена у самок в период кладки яиц как наследственное приспособительное свойство, обеспечивающее сохранение и поддержание определенного вида.

•Растения, пригодные для питания, кладки яиц, вредители отыскивают по исходящим от них раздражителям (запах, окраска и др.). Реакция вредителя на раздражитель зависит от действия фактора среды (t °С, влажность, направление ветра, фаза растения и

28

др.). Резко изменяет привлекательность растений внесение различных удобрений. Значительно влияет на избирательность насекомых общее состояние хозяина (растения). Например, колорадский жук выбирает для откладки яиц и питания ослабленные растения, особенно зараженные вирусами, а стеблевой мотылек, наоборот.

Иммунитетом растений к микроорганизмам

• В процессе жизнедеятельности микроорганизмы большей частью вступают с растениями-хозяевами в метаболические взаимоотношения, важнейший исторический итог которых — возникновение симбиоза различных форм, включая паразитизм. Как правило, воздействие продуктов обмена веществ микроорганизмов на ткани и клетки растений-хозяев приводит к реактивным изменениям, которые могут распространяться на большую или меньшую группу клеток. Упомянутые изменения имеют большое значение для микроорганизмов.

Иммунитет растений

Иммунитет растений к вредителям равно как и к микроорганизмам (бактерии, вирусы, грибы) является важным биологическим свойством обеспечивающим выживаемость растительных органов.

Болезни картофеля

29

Фитоиммунитет Иммунитет (IMMUNITAS)

Это невосприимчивость растений к возбудителям болезней и вредителям, а также к продуктам их жизнедеятельности.

Этому определению соответствует название устойчивость и непоражаемость.

Иммунитет растений

•Это невосприимчивость к болезням при наличии жизнеспособного возбудителя заболевания, а также наличие всех необходимых условий для заражения.

•На практике чаще говорят об устойчивости к заболеваниям, которую можно характеризовать как генетическую особенность некоторых растений поражаться болезнью в слабой степени.

Основателем учения об иммунитете растений является

•Советский биолог Н. И.Вавилов, который положил начало изучению генетической природы иммунитета. Он считал, что устойчивость против патогенов выработалась в процессе эволюции растений в центрах их происхождения на фоне длительного (в течение тысячелетий) естественного заражения возбудителями болезней.

Фитоиммунитет

Фитоиммунитет обеспечивается множеством механизмов: выработкой низкомолекулярных фитонцидов, обладающих антибактериальными и фунгицидными свойствами, рецепторами распознавания специфических белковых и углеводных последовательностей (англ. pattern recognition receptors), характерных для многих возбудителей, и системой подавления экспрессии генов при помощи РНК в качестве противовирусной защиты.

Различные теории учения об иммунитете растений

Единая теория иммунитета растений, вследствие огромного разнообразия возбудителей болезней и защитных функций растений, до настоящего момента отсутствует.

На основе генетической природы Н. И. Вавилов подразделял иммунитет растений на механический (структурный) и химический

30