Техника - молодёжи 2001-07, страница 29

сопровождается изменением всего обмена веществ в растительной клетке. Например, известно, что возбудитель картофельной болезни фитофторы нуждается в холестерине. Сам он это вещество синтезировать не может и получает его в готовом виде из картофеля. Но как только в клубнях начинают образовываться ришитин и любимин, синтез холестерина тут же прекращается

Паразит попадает как бы под двойную атаку: во-первых, он лишается жизненно необходимого ему вещества и ослабевает, а во-вторых, его добивают фитоалексины. Собственно, устойчивость растения к болезни как раз и есть результат того, что его клетки способны организовать такую атаку.

Может возникнуть вполне естественный вопрос: а как после всех этих военных действий растению удается выжить? Дело в том, что ареной борьбы оказывается очень небольшое число клеток, в которые паразиты проникли. В них-то и образуются фитоалексины — всего 100 — 200 мкг на грамм веса растения. Пострадавшие клетки погибают вместе с противником, но зато само растение остается в живых.

Диверсанты в картошке

Но если у растений такие мощные защитные силы, почему же тогда болезни уничтожают урожай? Оказывается, хотя синтезировать фитоалексины могут все растения, защитный механизм срабатывает не всегда. Чтобы включить процесс образования фитоалексинов, растению нужен внешний толчок. Им служит появление в растительных клетках особых веществ, которые выделяет попавший туда паразит. В отличие от фитоалексинов, это высокомолекулярные соединения — полипептиды, белки, гликопротеиды. Например, в развитии инфекционного увядания хлопчатника, болезни, приводящей к большим потерям ценного сырья, важную роль играет фермент пектинтранеэлимина-

за, который выделяет возбудитель болезни. И появление его может послужить сигналом к синтезу спасительных фитоалексинов.

Здесь все зависит от скорости реакции. В устойчивых сортах растение как бы перехватывает фермент и включает с его помощью процесс синтеза защитных веществ. В восприимчивых сортах паразит с помощью того же соединения разрушает пектиновые вещества клетки и расчищает себе тем самым путь для продвижения по сосудам растения.

Кроме того, в ответ на проникновение одних возбудителей растение продуцирует фитоалексины, а в присутствии других — нет. Почему? Происходит это, вероятно, потому, что в ходе совместной эволюции паразиты как-то научились маскироваться, чтобы внедряться в растения незамеченными. «Паразит проникает в клетку наподобие троянского коня», — поясняет Метлицкий.

Вместе со своими коллегами Ю.Т. Дьяковым и О.Л. Озерецковской, профессор выдвинул гипотезу фитоимму-нитета, объясняющую суть происходящих процессов.

Схематически систему защиты растения можно представить себе в виде двух ключей и двух замков. С помощью первого ключа (особого вещества-индукто-ра, образование которого находится под контролем R-гена, ответственного за устойчивость растения к заболеванию) растительная клетка открывает первый замок — мембраны паразита начинают выпускать наружу продукты его жизнедеятельности (тоже индукторы). Их клетка использует как второй ключ, которым открывает другой замок — им до поры до времени заблокирован синтез фитоалексинов.

Все растения могут использовать второй ключ, но не все располагают первым. Или, скорее всего, не у всех есть ген, который может управлять работой первого ключа. Значит, им нужна помощь Экспериментально доказано, что

Патоген

Строение устьиц

Ргия

Рост*

1. Факторы, препятствующие контакту с патогеном

попиФ«ирйы

ж

ч

2. Средства защиты, хорошо выраженные ^и

в интактных тканях и усиливающиеся в ответ на инфекцию

3. Средства защиты, возникающие в ответ на инфекцию

и у этих растении можно включить защитный механизм.

В лаборатории был проведен такой опыт. У зооспор возбудителей фитофторы повредили мембраны и выделили вещество белковой природы, которое вызывает появление фитоалексинов в картофеле устойчивых сортов. Затем этим препаратом обработали срезы клубней, подверженные фитофторе, то есть те, в которых фитоалексины практически не образуются. После обработки и в этих клубнях начался синтез фитоалексинов. Теперь заразить их фитофторой уже не удавалось.

Интересно еще одно наблюдение. Известно, что против фитофторы помогает опрыскивание картофеля микродозами меди. Так вот, установлено, что медь вызывает в клубнях образование фитоалексинов — вероятно, в этом и состоит ее защитное действие.

Недавно стали применять и весьма эффективный способ хранения картофеля, который заключается в том, что его клубни держат в условиях активной вентиляции. Оказывается, постоянный приток свежего воздуха усиливает способность картофелин синтезировать фитоалексины. Поэтому клубни лучше сопротивляются инфекции и сохраняются невредимыми значительно дольше, чем при обычном хранении.

Поговорил микроб с капустой...

Есть и еще один способ уничтожения прорвавшихся «диверсантов». Вот что рассказал о нем директор Института сельскохозяйственной микробиологии, расположенного в городе Пушкине Ленинградской области, профессор И.В. Тихонович.

Ученые знают: мир взаимоотношений микробов и растений в чем-то более жесток, чем, скажем, человеческое общество. Если люди еще как-то ухитряются прожить бок о бок с нелюбимым, то микроб попросту погибает, если не отыщет именно то растение, симбиоз с которым для него благоприятен. «А уж борьба за сферы влияния между микробами напоминает порою взаимоотношения между двумя мафиозными кланами», — в духе времени пояснил профессор.

Но, оказывается, и тут можно навести дипломатию. Для этого всего-навсего надо владеть языком, на котором между собой общаются противники. И исследователи-микробиологи этот язык расшифровали.

«Для того чтобы микробы более эффективно работали, им нужно опознать растение, —- говорит Тихонович. — Нам легко выполнить подобную операцию: посмотрели на растение, понюхали цветок, и вот уже понятно — это лютик, а вот это фиалка. У микробов в почве ведь нет ни глаз, ни носа. Как же они распознают те или иные растения?».

Оказывается, в природе для этого используются особые вещества — флаво-ны и фпавоноиды, выделяемые растениями. Это, в общем-то, специфичные за-паховые молекулы, как и фитонциды, с той лишь разницей, что порой достаточно появления в почве у корневой системы 1 -2 молекул такого вещества, чтобы

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 72001

27