Индуцированная устойчивость растений (ч.2)

20 апреля 2017 в 14:09

 Вторая часть материала об устойчивости растений

 

Биологическая вакцинация растений

Иммунизационный эффект на растения вакцин в настоящее время еще нуждается в дополнительных исследованиях. Влиянием вакцинации можно изменить ход метаболизма в растительных тканях, в процессе чего и происходит формирование веществ, способных угнетать возбудителей болезней, обезвреживать выделяемые ими токсические продукты. Обычно, это определенные низкомолекулярные вещества – фитоалексины, а именно изопреноиды (терпеноиды), фенилпропаноиды (стилбен, птерокарпаны, кумарин).

Как основные биокомпоненты «живых» вакцин известны:
• ослабленные культуры болезнетворных организмов;
• вытяжки, изготовленные из уже мертвых организмов;
• выделяемые ими токсины;
• сыворотки антиинфекционного спектра действия.

При их воздействии проявляются барьерные функции растений, которые имеют место и при унаследованном иммунитете. И подобны они процессу фагоцитоза, лежащего в основе иммунитета животных. Сам по себе результат, возникающий вследствие вакцинации, основывается на интерференции (перекрестной защите), которая возникает между вирусными штаммами, находящимися в близком родстве. Так же он проявляется и через индуцированную устойчивость к патогенной микрофлоре.

История изучения

Первые выводы относительно этого процесса были сделаны еще в 1929 г. Основывались они на том, что поражение одним штаммом вируса растений исключает заражение другим в то же самое время.

Немного позже в Нидерландах в 1963 г. были проведены первые опыты по перекрестной защите против вируса табачной мозаики томатов. Для этого пророщенные семена инфицировались ослабленными вирионами мозаики, что не отражалось ни на урожайности, ни качестве получаемой продукции. Хотя сначала растение демонстрировало все признаки вирусной инфекции.

Во времена СССР первые вакцины против мозаики удалось синтезировать в 1971 г. Ими даже удалось обработать приблизительно 200 га посевных площадей томатов. К 1975 г. свыше 2/3 посевов помидор Японии уже обрабатывалось именно так. Положительные отзывы об использовании вакцины получены и в Канаде, Германии, Великобритании.

Изготовление и применение вакцин

Сегодня современный процесс вакцинации проходит несколько последовательных стадий:
1. Получение штаммов вакцины с зараженных растений, для чего нередко применяют томат или табак.
2. Непосредственное получение вакцины, что происходит в основном из листовой части растений. Из этого следует, что возможны три разных варианта фитовакцин:
• сухая, изготовленная из засушенных листьев;
• сырая, представляющая собой биомассу растений;
• сам вирус в чистом виде.
3. непосредственная вакцинация, для чего наилучшим образом подходят всходы после появления первого листа. Их опрыскивают на расстоянии до 15 см. Сухая растительная вакцина переходит в легкодоступную растениям форму благодаря настаиванию 1 г листьев 1 л кипяченной воды. Сырые так же нужно разбавлять водой. Обычно, их расход составляет в среднем 2 мл на кг. Наиболее простым способом является готовая вакцина, приобрести которую можно в агромагазинах.

Однако, следует помнить, что биологические вакцины имеют строго специфичное воздействие. Изготовленная на основе одного патогена, она подойдет для создания устойчивости растений исключительно к этому данному возбудителю. Ситуация, когда внесением одного возбудителя в организм можно регулировать устойчивость растения к некоторым другим фитопатогенам, обычно не наблюдается. Хотя отдельные прецеденты такой перекрестной иммунизации все же отмечались.

Главными приемами, которыми достигается необходимый эффект от использования вакцин, можно назвать:
• мероприятия по обработке посевного материала;
• фумигация капельно-жидкими веществами растений, находящихся на разных стадиях вегетации;
• совершение инъекций через введение внутрь тканей.

Стойкость и диапазон толерантности фитоассоциаций можно существенно увеличить целенаправленным влиянием на условия для жизнедеятельности, а так же обращением к отдельным способам лесохозяйственного значения. Немаловажную роль в этом играют не просто качественный, но и прежде всего здоровый семенной материал для посадки, правильная организация мероприятий по уходу за культурами на всех стадиях роста, совершение фитосанитарного контроля и защиты.

Современный этап и перспективы

В последнее десятилетие огромный исследовательский интерес приобрела иммунизация растений для защиты от патогенов грибковой природы. Так, использование ослабленного штамма Verticillium alboatrum через внесение его в подземные вегетативные части, помогло побороть микозы хлопчатника. Вакцинация вирулентными штаммами вируса табачной мозаики обусловила стойкость растений огурца не только к непосредственно этому фитопатогену, но и ряда других. В лабораторных условиях удалось получить активаторов иммунных реакций картофеля на некоторые грибковые инфекции. Ими оказались липогликопротеиды, которые можно включать в обменные процессы растения в ходе предпосевной обработки, а так же опрыскивания уже сформированных посевов.

Немаловажными стали открытия способности росторегулирующих микроорганизмов, живущих в корневой зоне почвенной среды, оберегать растения от атак вирусов, бактерий и грибков. Это происходит благодаря индуцированию ими устойчивости системного характера. И для подобных целей они очень удобны в применении. Например, перед посадкой они наносятся на семена. Высаживая рассаду, можно обработать ее корневые системы живыми суспензиями с бактериями или грибками. Данная непатогенная микрофлора составляет серьезное конкурентное соперничество вредоносным микроорганизмам, которые обычно не успевают вовремя колонизировать культурное растение. Другой вариант борьбы основан на выделении ризосферными организмами особых продуктов, катализирующих иммунные процессы в организме растения.

Для того, чтобы процесс биологической иммунизации произошел успешно, требования к использованию его должны так же строго контролироваться. Растения, подвергшиеся поверхностной обработке, после неё должны содержаться несколько дней в затененных условиях и температуре воздуха до 250С. Ограниченность данного подхода определяется рисками возникновения опасных мутаций штамма вакцины, сложностями самого процесса обработки, а так же возможным уменьшением продуктивности культур в ходе вакцинации. Но это не самое страшное, учитывая, что работа ученых не стоит на месте.

Например, в России уже доступны для потребителей препараты вирусной природы различного спектра действия. Особое внимание заслуживают вакцины с вирусом мозаичности томатов ослабленного действия, а так же препарат пентафаг. В таких средствах защита от бактериозов достигается влиянием не только вирусов, а и бактериофагов – вирусов бактериальных агентов. Широкоизвестный пентафаг разработан на основе 5 вирусов-паразитов бактерии Рseudomonas syringae. В виду своей нетоксичности для растений умело используется при профилактических и лечебных мероприятиях. Эффективен при бактериозах овощных культур, плодовых деревьев – рябуха табака бактериальной пятнистости томатов, бактериозов бобовых, угловатой пятнистости огурцов, томатов, что достигается разрушением бактериальных клеток патогенных организмов, а так же активированием роста численности бактерий-антагонистов. Кроме всего прочего, он абсолютно безопасен для окружающей фауны и человека.

Дальнейшее изучение процессов иммунной защиты растений и ответа со стороны растительной клетки на введение того либо иного патогена, создание новых препаратов, способных заставить природные силы самого растения успешно сражаться с агрессией различных возбудителей болезней – одно из самых перспективных и экологически безопасных направлений в защите растений на сегодняшний день. 

 
Опубликовано: Теги: растения, наука, иммунитет, апк

В ленту раздела Статьи | Растениеводство | Обсудить тему на форуме

Популярное

Приволжье готово к посевной

Приволжье готово к посевной

23.04.2017 | 13:05

 И Самара в том числе

В Подмосковье ждут богатый урожай

В Подмосковье ждут богатый урожай

26.04.2017 | 10:22

 Зерновые и овощи будут в авангарде



Комментарии (0)