Абиогенные элиситоры влияющие на устойчивость растений

13-03-2014, 19:27
Как было показано, наряду с биогенными элиситорами весьма перспективны и абиогенные (синтезированные) элиситоры. Они обладают широким спектром воздействия на защитные системы растений. Естественно, сначала было обращено внимание на природные сигнальные молекулы — CK и ЖАК. Однако, они имеют ряд недостатков, не позволивших перейти к их коммерческому использованию. CK токсична для растений и, примененная экзогенно, быстро метаболизируется в β-глюкозиды, неспособные к флоэмному транспорту. Защитный эффект ЖАК и ее метилового эфира, обусловлен в большей степени не индукцией SAR, а токсичностью для грибов-паразитов. Поэтому основное внимание сейчас обращено на синтетические препараты, индуцирующие SAR.
Определенной иммуномодулирующей активностью обладают некоторые неканонические аминокислоты. Аминомасляная кислота вызывает аккумуляцию в обработанных листьях табака PR-белков, n-аминобензойная кислота повышает устойчивость тюльпанов и гладиолусов к белой гнили. Эффективным индуктором болезнеустойчивости оказалась β-аминомасляная кислота (ВАВА), которая повышает уровень PR-белков в листьях томата и защищает их от фитофтороза.
Большой интерес среди них представляет 2,6-дихлоризоникотиновая кислота и ее метиловый эфир, обозначаемые как INA. Подобно салициловой кислоте (CK) они вызывают системную устойчивость (SAR) к бактериальным, грибным и вирусным болезням, индуцируют синтез PR-белков, но не повышают концентрацию СК. Более того, они индуцируют SAR даже в трансгенных растениях табака, продуцирующих фермент салицилатдегидрогеназу и не способных накапливать СК.
В 1997 г. на основе INA швейцарской фирмой Сиба был выпущен первый коммерческий синтетический элиситор Bion, который показал высокую эффективность против грибных, бактериальных и вирусных болезней пшеницы, огурца, табака, фасоли, сахарной свеклы, розы, ячменя, риса. Он индуцирует локальную и системную устойчивость табака против ВТМ, Cercospora nicotianae, Peronospora labacina, Phytophthora nieotianae, Pseudomonas syrngae pv. tabaсi. Индуцирование устойчивости дихлоризоникотиновой кислотой происходит только после заражения патогеном или обработке его элиситором в низкой концентрации. INA обладает двойственным эффектом: индуцирует защитный потенциал незараженного растения и сенсибилизирует его после заражения. Поскольку INA является активным индуктором ЛОГ, возможно участие этого соединения в сигнальном окаденоидном пути, центральным звеном которого является ЖАК. Исследование экспрессии генов в рисе, обработанном INA, ЖАК или зараженном совместимым и несовместимым патогенами (Pyriсularia oryzae и Pseudomonas syringae pv. syringae соответственно), показало, что некоторые гены (PR-гены) экспрессируются при всех воздействиях, но есть гены, экспрессирующиеся только обработкой INA или только при заражении. Полагают, что, будучи элиситором и сенсибилизатором растений INA активирует разные сигнальные пути — путь, приводящий, аналогично заражению, к экспрессии PR-генов, и путь, связанный с экспрессией других генов, возможно также участвующих в резистентности. Стресс, вызванный обработкой высокими концентрациями INA, приводит к накоплению ЖАК, которая активизирует оба пути.
Абиогенные элиситоры влияющие на устойчивость растений

Производное INA N-цианометиламид-2-хлоризоникотиновой кислоты индуцирует устойчивость риса к Pyricularia oryzae, что также сопровождается повышением активности липооксигеназы.
Сходным с INA эффектом обладают и пиразолкарбоксикислоты (рис. 13.1). Преимуществом 3-хлор-1-метил-1-Н-пиразол-5-карбокси кислота (CMPA) является хорошая растворимость в воде и полное отсутствие фитотоксичности. Представитель этой группы соединений пробеназол (PBZ) и его активное начало BIT (рис. 13.1), используемый для защиты риса от пирикуляриоза, индуцирует SAR по СК-сигнальному пути и вызывает аккумуляцию в растениях СК. Большие надежды возлагают на S-метиловый эфир бензо(1,2,3)тиадиазол-7-карбоновой кислоты (бензотиадиазол, ВТН, коммерческий препарат — ацибензолар). У Arabidopsis thaliana он вызывает аккумуляцию мРНК генов связанных с SAR (PR-1, PR-2, PR-5) и индуцирует SAR против вирусных, бактериальных и грибных инфекций, причем иммунный ответ наблюдается у мутантов, нечувствительных к этилену и ЖАК, а также у растений, трансгенных по nahG (деградирует СК). Однако эффект BTH не наблюдается у неиндуцибельных мутантов nim1, что свидетельствует об активизации BTH сигнального пути трансдукции SAR. У пшеницы BTH индуцирует экспрессию генов липооксигеназы и серосодержащих белков (sulfur-rich protein). BHT является более активным, чем CK ингибитором каталазы и аскорбат пероксидазы, вследствие чего этот препарат может повышать уровень H2O2 и, следовательно, способствовать накоплению АФК, которые вызывают активацию фактора транскрипции NF-kB и индукцию апоптоза. Этот механизм является важным фактором иммунизирующего действия ВНТ, так как предобработка антиоксидантами супрессирует аккумуляцию белка PR-1 под влиянием BTH или СК. Большой коммерческий интерес вызывает использование BTH для защиты сочных плодов при хранении. Обработка им собранной земляники предотвращает развитие серой гнили в течение 2-х дней при температуре хранения 5°. Это равнозначно увеличению жизни плодов при хранении на 15-20 %.

  • Повышение природных защитных свойств растений
  • Пероксидазы растения-хозяина
  • Устойчивость трансгенных растений, обусловленная экспрессией транспортных б ...
  • Трансгеноз белка оболочки вирусов
  • Биогенные элиситоры
  • Активизация фенольного метаболизма, окислительных ферментов и фитоалексинов
  • Абсцизовая кислота
  • Салициловая кислота
  • Системная приобретенная устойчивость
  • Взаимодействия сигнальных систем, индуцируемых неспецифическими и специфиче ...

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования