Введение к работе
Актуальность. Выявление механизмов индуцированной устойчивости іастений к грибным фитопатогенам с целью разработки эффективных способов ащиты сельскохозяйственных культур от болезней является актуальной адачей физиологии растений. Считается, что индукция защитных реакций іастений при инфицировании грибами происходит благодаря взаимодействию іастительной клетки с элиситориымн молекулами, в том числе и углеводной [рироды, образующимися в результате деградации клеточных стенок [жтопатогенных грибов [Albersheim et al., 1983]. К числу таких элиситоров :итинсодержащих грибов относятся хитоолигосахариды (ХОС). ХОС широко ізучаются в связи с использованием хитина и хитозана в качестве индукторов 'стойчивости растений к болезням [Тготерев, 1999]. В то же время, ХОС тгосятся к нетрадиционным регуляторам роста растений, выделенным в класс шігосахаринов [Озерецковская, Роменская, 1996; Creelman, Mullet, 1997]. Однако природа рострегулирующей активности хитоолигосахаридов остается юка неясной [Chon^etal., 1998].
Известно, что в пшенице и других видах злаковых растений содержатся 5слки - лектины, специфически взаимодействующие с хитином и его троизводными [Peumans, Stinissen, 1983]. Можно полагать, что эти белки люсобны принимать участие в регуляции ответа растений на действие ХОС. В >том аспекте биологическая активность хитоолигосахаридов по отношению к шаковым растениям остается недостаточно исследованной.
Цель работы заключалась в изучении особенностей развития защитных эсакций пшеницы в ответ на действие хитоолигосахаридов, как наиболее вероятных элиситорных молекул хитинсодержащих фитопатогенных грибов. Цля достижения этой цели решались следующие задачи:
получить препарат водорастворимых хитоолигосахаридов, близких по ;груктуре с хитином;
- изучить влияние препарата на рост и развитие интактных растений и
каллусных культур пшеницы;
- определить ранние ответные реакции пшеницы при обработке растений
хитоолигосахаридами;
исследовать влияние ХОС на баланс эндогенных фитогормонов в пшенице;
установить характер количественных изменений уровня хитинспецифичного агглютинина зародыша пшеницы (АЗП) в растениях при обработке хитоолигосахаридами;
- изучить влияние ХОС на рост и развитие некоторых фитопатогенных грибов.
Научная новизна, Впервые исследовано влияние хитоолигосахаридов на содержание в растениях пшеницы свободных эндогенных фитогормонов -абсцизовой (АБК), индолилуксусной (ИУК) кислот и цитокининов. Выявлено, что в ответ на экзогенную обработку хитоолигосахаридами наиболее быстрым и характерным изменением баланса фитогормонов в растениях является повышение уровня цитокининов. Методом хемилюминесцентного анализа впервые показана быстрая (5-Ю мин) продукция перекиси водорода (Н202) интактными проростками пшеницы под действием низких концентраций (10 нг/мл) хитоолигосахаридов. Показано, что одним из источников быстрого образования Н202 может быть окисление щавелевой кислоты эндогенной оксалатоксидазой.
Практическая значимость. Предложена модификация способа получения водорастворимых хитоолигосахаридов и одновременного фракционирования их по массе многократным осаждением в ацетоне из водного раствора, исключающая использование длительной колоночной хроматографии. Полученный препарат состоит из смеси хитин-хитозановых олигомеров со средней степенью ацетилирования (СА) 65% и молекулярной массой 5-Ю кД. Предложен метод хемилюминесцентного анализа продукции Н202 интактными растениями пшеницы с использованием нового прибора ХЛ-003. Показано, что ХОС в концентрации более 0,1 мг/мл подавляют рост
[штопатогенных грибов пшеницы Bipolaris sorokiniana (Sacc. Shoem) и Tilletia aries (DC.) Tul., что может быть использовано в создании новых препаратов (ля защиты растений.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались га III ежегодном симпозиуме «Физико-химические основы физиологии іастений и биотехнология» (Москва, 1997), на международной конференции NTERLEC 17 (Wurzburg, 1997), на XI конгрессе FESPP (Varna, 1998), на :жегодной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 999), на IV съезде ОФРР (Москва, 1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, >бзора литературы, изложения методов исследований, результатов ісследовапий и их обсуждения, заключения и выводов. Работа на 122 стр. одержит 26 рисунков, 11 таблиц, список литературы, включающий 170 істочников.
