Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение устойчивости сельскохозяйственных культур к болезням и другим неблагоприятным факторам является одной из важнейших проблем растениеводства. Решению этой проблемы в значительной степени способствует познание естественных механизмов устойчивости растений при стрессовых воздействиях.
Считается, что в реакциях устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды принимают участие не менее 10 различных классов соединения, в том числе и растительные лектины tHeigaard et al., 1991]. Лектины - это белки (гликопротеины) неиммунной природы способные специфически и обратимо связываться с углеводными молекулами. Лектины встречаются во всех живых организмах и могут быть обнаружены в каждом растении [Королев, 1984]. В значительных количествах такой белок содержится в зародыше пшеницы. Структура и свойства лектина (агглютинина) зародыша пшеницы (АЗП) хорошо исследованы [Peumans, 19843, однако функции, выполняемые этим белком в растительной клетке, до сих пор не установлены.
АЗП специфически связывается с хитином - структурным углеводным компонентом клеточной стенки многих фитопатогенных микроорганизмов. В связи с этим, в качестве основной функции лектина предполагается защита растений от грибных патогенов [Mirelman et al., 1976]. Это предположение основано на экзогенном воздействии АЗП на фитопатогенные микроорганизмы, однако, нет данных о непосредственном участии лектина в процессе развития защитных реакций растений пшеницы при грибном патогенезе.
Цель работы состояла в том, чтобы определить вовлекается ли АЗП в реакцию устойчивости пшеницы к болезням и выяснить насколько участие лектина специфично в развитии защитных механизмов растений против грибных патогенов. Для этого были поставлены следующие задачи :
выделение, очистка и характеристика АЗП;
изучение динамики накопления лектина в растениях лри патогенезе и определение характера этого изменения у сортов пшеницл, различающихся по устойчивости к болезням;
определение возможности использования показателя содержа-шя АЗП в сухих зрелых семена.; пшеницы в качестве диагкостическо-'о признака ее устойчивости к грибным болезням;
выяснение возможности вовлечения лектина, как предполагаемого защитного белка, в механизмы индуцирования устойчивости
- 2 -растений веществами типа иммунизаторов;
- исследование влияния других стрессовых факторов на количественный уровень этого белка в растениях и определение специфичности предполагаемых защитных реакций растений пшеницы с участием в них АЗП.
Необходимым условием выполнения поставленных задач являлась постановка высокоспецифичного и чувствительного метода количественного определения лектина в растениях пшеницы в качестве которого был выбран непрямой твердофазный конкурентный иммунофермент-ный анализ (ИФА).
Научная новизна. С использованием метода ИФА впервые выявлено накопление агглютинина зародыша в растениях пшеницы при патогенезе, вызванном грибами Septoria nodorum Berk и Helminthosporl-um sativum Pam. и одновременно определен баланс фитогорыонов -абсцизовой (АБК) и индолилуксусной (ИУК) кислот. Впервые показано, что реакция восприимчивого к болезням сорта пшеницы в сравнении с устойчивым характеризуется более значительными количественными изменениями уровня лектина.
Исследованы некоторые механизмы действия на растения новых химических иммуностимуляторов бисол 2 и базуран, г также биопрепаратов экост и эмистии. Впервые показано, что повышение устойчивости растений к болезням иммунизаторами может быть связано с индукцией накопления лектина в растениях под их воздействием.
Впервые выявлено увеличение количественного уровня агглютинина зародыша в проростках пшеницы в ответ на солевой стресс.
Практическая значимость работы. Лзультаты исследований вносят определенный вклад в познание молекулярных механизмов защитных реакций растений и расширяют знания, необходимые для успешного решения практических задач биотехнологии и селекции растений на устойчивость к болезням.
Результаты исследований некоторых механизмов индуцированной устойчивости пастений к болезням могут найти непосредственное применение в скрининге новых средств защиты растений.
Оригинальные решения исследовательских задач, полученные при постановке и оптимизации метода иммуноферментного анализа лектина и разработке способа его экстрагирования из растительного материала, должны найти применение в проведении научных исследований, связанных с изучением этих уникальных растительных белков.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях "INTERLEC 11й (Tartu, 1989),
"INTERLEC 15" (Szeged, 1993), Всесоюзной научно-практической конференции "Физиолога-биохимические и генетико-селекционные основы иммунитета с.-х. растений к грибным болезням" (Уфа, 1989), 1 Всесоюзной школе-семинаре "Иммунаферментный анализ регуляторов роста растений: применение в физиологии растений и экологии" (Уфа, 1991), П и Ш съездах ВОФР (Минск, 1990; С.-Петербург. 1993). П Республиканской конференции "Регуляторы р^ста и развития растений" (Москва, 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем диссертации." Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения и выеодов. Работа изложена на*127 стр. машинописного текста, содержит 24 рисунка, б таблиц и список литературы, включающий 150 работ.
