Введение к работе
Актуальность темы. Мучнистая роса злаков распространена повсеместно, где выращивают зерновые культуры. Исследованиями последних лет на растениях ячменя и пшеницы показана важная роль активных форм кислорода (АФК) в патогенезе мучнистой росы, которые являются посредниками активации иммунного ответа растения, а также участвуют в контроле структурной организации клеточной стенки. Показано, что у проростков пшеницы Triticum aeslivum L. уровень АФК повышался уже через 2 ч после заражения мучнистой росой (Hurkman, Tanaka, 1996). Отмечено, что предварительная- обработка растений пшеницы экзогенной перекисью водорода приводила к генерации АФК, которые индуцировали устойчивость к патогену (Feng et al., 2008).
Ввиду высокой вредоносности этой группы облигатных паразитов цитологические особенности взаимоотношений мучнисторосяных грибов и растений-хозяев достаточно хорошо изучены (Gorlenko, 1950; Aist, 1976; Kunoh et al., 1985). Вместе с тем данные о влиянии АФК на ранние этапы развития возбудителя мучнистой росы пшеницы практически отсутствуют. Преимущественное развитие мучнисторосяных грибов на поверхности эпидермальной ткани растений-хозяев дает возможность использовать для исследования данного патогена метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).
Цель работы. Определение роли окислительного стресса в регуляции ранних этапов взаимодействия возбудителя мучнистой росы пшеницы и растения-хозяина.
Задачи работы:
1.Определить характер действия перекиси водорода и 3-амино-1,2,4-триазола на морфологические" особенности инфекционных структур и развитие колоний возбудителя мучнистой росы в обработанных растениях в зависимости от концентрации и времени применения.
2.Выявить зависимость размеров и структуры гало в месте взаимодействия растения и патогена от концентрации исследуемых прооксидантов.
3.Выяснить возможность выявления гало методом сканирующей электронной микроскопии без использования окраски или фиксации.
4.0пределить характер регуляции направления роста аппрессориальной ростковой трубки при действии перекиси водорода.
Научная новизна работы, і Впервые установлено изменение при окислительном стрессе размеров и морфологии гало в сайтах взаимодействия растения и патогена, показан многофазный характер концентрационной зависимости действия прооксидантов. Разработана методика, позволяющая наблюдать гало с использованием сканирующей электронной микроскопии
без окраски или химической фиксации. Показано, что мучнисторосяный патоген на разных стадиях развития имеет различную чувствительность к действию прооксидантов. Определен характер регуляции направления роста аппрессориальной ростковой трубки относительно эпидермальной клетки при окислительном стрессе. Впервые показано увеличение доли аппрессориев, растущих в поперечном направлении, под действием экзогенной перекиси водорода.
Практическое значение работы. Полученные данные расширяют представления о роли активных форм кислорода в патогенезе мучнистой росы. Показана патоген-ингибирующая активность соединений, индуцирующих окислительный стресс у растений. Размеры и особенности морфологии гало, а также направление роста аппрессориальной ростковой трубки могут быть использованы в качестве новых параметров диагностики состояния патосистемы в тестах на устойчивость.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на I Всероссийской молодежной научно-практической конференции ботаников в Новосибирске «Перспективы развития и проблемы современной ботаники» (Новосибирск, 2007); III Международной конференции молодых ученых "Биоразнобразие. Экология. Адаптация. Эволюция" (Одесса, 2007); Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008); Международной конференции «Актуальные проблемы ботаники в Армении» (Ереван, 2008 г.); XXI Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твёрдых тел (Черноголовка Московской обл., 2009); 16th International Reinhardsbrunn Symposium on Modern Fungicides and Antifungal Compounds (Germany, 2010); Всероссийском симпозиуме «Растение и стресс» (Москва, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, из них публикации в журналах, рекомендованных ВАК - 1, материалы международных конференций - 3, всероссийских съездов, конференций - 4.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация изложена на 134 страницах, иллюстрирована 7 таблицами и 20 рисунками. Список литературы содержит 259 библиографических названий, из них 205 на иностранных языках.
