Введение к работе
Актуальность работы. Зерновая проблема, всегда бывшая для России актуальной, особенно обострилась за последние десятилетия (Народное хозяйство СССР в 1989 г., 1990). Недобор продовольственного и фуражного зерна составляет десятки миллионов тонн ежегодно (Народное хозяйство СССР в 1989 г., 1990). Среди причин этого неблагополучия существенная роль принадлежит заболеваниям,' в том числе и ржавчинным, многие из которых регулярно приобретают эпифитотийный характер (Степанов, .196); Дорожкин и др.. 1988).
Потери урожая, вызываемые стеблевой и бурой ржавчиной, могут быть предотвращены, например, применением системных Фунгицидов (Брукс, 1975; Сийпейстейн, 1975; Политике и др., 1985j'Cnpa-вочник по пестицидам, 1985), Однако в нашей стране это мероприятие по многим причинам оказывается трудно осуществимым, не roDO-ря уже о его нежелательности по соображениям охраны окружащеп среды. Это вынуждает делать ставку на селекционно-генетические методы защиты посевов зерновых культур от ржавчинных заболеваний (Robinson, СМагарра, 1977; Brodny at al., 1983). Во многих зерносещих регионах мира именно такой подход позволяет надежно защищать посевы от ржавчины на протяжении десятилетий (lulg et al., 1982; Singh HuneM, Upadhyay, 193Є),
Созданию устойчивых к болезням сортов уделяется сейчас все возрастетее внимание. Благодаря этому становится важным совершенствование методологии такой работы, одним из важнейших этапов которой является оценка уровня и характера устойчивости перспективных сортообразцов. На этом этапе возможно использование экспресс-методов, основанных, в частности, на биохимических различиях систем "хозяин-патоген" при разной степени совместимости партнеров.
Цель и задачи исследования.
Цель нашей работы заключалась в изучении возможности разработки экспресс-метода оценки уровня и характера устойчивости растения пшеницы к возбудителям стеблевой и бурой ржавчины по содержанию специфических грибных углеводов в инфшированной растительной ткани.
<4 .ТРАЛЬНАЯ -І'АУ-і-і. л БИБЛИОТЕКА
-oat. -«<:.:;:о.<оа. академии
Для этого было необходимо решить следующие задачи;
(.Разработать экспрессный, высокочувствительный и достаточно специфичный метод количественного анализа углеводного состава здоровой и инфицированной ткани растений пшеницы и клеток ржавчинных грибов.
2.Провести сравнительное изучение углеводного состава ржавчинных грибов, а также здоровых и инфицированных этими грибами растений .пшеницы, выявить закономерности накопления специфических грибных углеводов в-инфицированной растительной ткани,
З.Определить характер взаимосвязи между уровнем и типом
устойчивости растений пшеницы к возбудителям ржавчинных заболе
вания и скоростью накопления в них специфических грибных углево
дов. .
'4.Сравнить результаты воздействия ряда коммерческих фунги
цидов на интенсивность развития ржавчинного заболевания и ско
рость накопления специфических.грибных углеводов в обработанных
растениях. '
5.На основании полученных данных определить пригодность количественного анализа грибных углеводов в инфицированных растениях пшеницы для оценки уровня и типа их устойчивости к возбудителям ржавчинных заболеваний.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проведен детальный качественный и количественный анализ углеводного состава уредоспор возбудителей стеблевой и бурой ржавчины пшениц и инфицированных ими растений. Показано, что по составу углеводов между растениями . пшеницы и возбудителями ржавчинных заболеваний имеются не количественные, а качественные различия. Уредоспоры стеблевой и Сурой ржавчины содержат большое количество арабита и манннта, а также трегалозу, которые совершенно отсутствуют в растениях пшеницы. Изучена динамика накопления специфических грибных углеводов в инфицированных ржавчинными грибами растениях пшеницы и показано, что темпы накопления поли-олов в листьях сортов пшеницы, различающихся по степени устойчивости к стеблевой или бурой ржавчине, зависели от степени совместимости партнеров. Это дало возможность предложить количественный анализ арабита и маннита в инфицированных листьях для определения уровня устойчивости'сортов к ржавчине и оценки сравни-
тельной эффективности противоржазчинных фунгицидов.
Для проведения указанных исследований разработана га-зо-хроматографическая процедура определения Сахаров, которая позволяет выявлять до 1 мкг углевода в образце. При этом возможно одновременное количественное определение растительных Сахаров (арабиноза, рамноза. Фруктоза, галактоза, глюкоза, сахароза) и специфически грибных метаболитов (полиолы и трегалоза) как в инфицированных возбудителем ржавчинных заболеваний пшеницы растительных тканях, так и в уредоспорах ржавчинных грибов. Метод основан на двухстадийной дериватизации углеводов и ГКХ количественном анализе дериватов с применением многоступенчатой температурной программы нагрева колонки и пламенно-ионизационного детектора.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научном семинаре "Использование современных методов исследований в биологии" в Феврале 1383 г. в Ленинграде, на Всесоюзном со веща}піи''"Физио лого-биохимические основы иммунитета растеюШ к грибным болезням для целей прикладной селекции" в апреле 1933 г. в Уфе и на втором съезде Всесоюзного общества физиологов растения в сентябре 19Э0 г. в Минске.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 сообщешій.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, посвященного углеводному метаболизму биотрофных Фитопатогешшх грибов и методам анализа углеводного состава растительных и грибных клеток, экспериментальной части, заключения, выводов и списка литературы. Материал диссертации .изложен на 69 страницах машинописного текста и содержит 20 таблиц и It* рисунков. Список литературы включает 103 наймеиования, в из них вб работ зарубежных авторов.
