Механизмы устойчивости у растений.

Устойчивость растений — способность растений противостоять воздействию экстремачьных факторов среды (почвенной и воздушной засухи, засоления почв, низких температур и т.д.)- Это свойство выработано в процессе эволюции и генетически закреплялось. В районах с неблагоприятными условиями сформировались устойчи вые дикорастущие формы и местные сорта культурных растений — засухоустойчивых в Нижнем Поволжье и дру гих районах с резким недостатком влаги, солеустойчивых — в долинах Азии, изобилующих засоленными почвами, морозоустойчивых — в Восточной Сибири и т.д. Присущий растениям тот или иной уровень устойчивости выявляется лишь при воздействии экстремального фактора среды. В результате действия такого фактора наступает фаза раздражения — резкое отклонение от нормы ряда физио логических параметров и быстрое возвращение их к норме. Затем происходит изменение интенсивности обмена ве ществ и повреждение внутриклеточных структур. При этом подавляются все синтетические, активизируются все гид ролитические процессы и снижается общая энергоббеспеченность организма. При воздействии повышается летальный для организма порог, растение гибнет. Если же действие неблагоприятного фактора не достигло порогово го значения, наступает фаза адаптации. Адаптированные растении значительно меньше реагируют на повторное или усиливающееся воздействие экстремального фактора. На этом основан процессзакалнвання растеннй. На организо ванном уровне к механизмам адаптации добавляется взаимодействие между органами. Ослабление передвижения по растению потоков воды, минеральных и органических со единений обостряет конкуренцию между органами, пре кращается их рост, органы не полностью развиваются, иногда происходит их сбрасывание (например, массовое опадение плодов при засухе или листьев). Уровни устойчи вости одного и того же вида или сорта растений к воздей ствию разных факторов часто совпадают (например, зимостойкий вид может быть слабоустойчивым к засухе и т.п.). Поэтому растения характеризуются по их устойчивое ти к конкретному типу экстремального фактора (зимостойкость. газоустойчивость, солеустойчивость и т.д.).

Вопрос №3.Понятия о вирулентности, агрессивности и патогенности.

В ходе совместной эволюции с растениями некоторые сапротрофные микроорганизмы постепенно приобретали способность развиваться на живых растениях, вызывая их заболевания. Переход к более или менее специализированному паразитизму требует существенной перестройки самих микроорганизмов, приобретения ими специализированных свойств. К таким свойствам относят: патогенность, вирулентность и агрессивность.

Патогенностью - способность микроорганизма вызывать заболевание растений. Приобретение свойства патогенности сопровождается определенной перестройкой генома и метаболизма исходно сапротрофного вида, благодаря чему он может приспособиться к питанию и существованию на живом растении (стать паразитом). Внутри одного рода микроорганизмов могут существовать как сапротрофные, так и фитопатогенные виды.

Даже в случае приобретения микроорганизмом свойства патогенности, которое дает возможность вести более выгодный паразитический образ жизни, подавляющее число видов растений остается устойчивым к нему. Для того чтобы вызвать заболевание, паразит должен преодолеть базовую устойчивость (несовместимость) вида растения, который становится для него видом-хозяином. При этом патоген приобретает свойство вирулентности к данному виду.

Вирулентность - качественная мера патогенности (определяет способность патогенного организма вызывать заболевание растений определенного вида (или сорта)).

Свойство вирулентности имеет значение только для патогенных видов микроорганизмов. Так, на примере рода СЫоБропшп можно показать, что сапротрофный вид С. сЫозрокнёеБ не имеет ни свойства патогенности, ни вирулентности; зато патогенные виды С. сисшпеппшп и С. ЛНушп вирулентны соответственно к огурцам и томатам.

Патогенные виды микроорганизмов могут быть неоднородны по способности поражать различные виды растений-хозяев, по этому признаку, например, патогенный вид Pucinia graminis (стеблевая ржавчина злаков) подразделяют на шесть форм, специализированных к разным видам злаков: пшенице, овсу, ячменю, ржи и т. д. Эти формы отличаются по признаку вирулентности к видам. Некоторые патогенные виды микроорганизмов имеют широкий ряд изменчивости по вирулентности. В то же время внутри вида растений-хозяев могут существовать различия по устойчивости разновидностей и сортов к специализированной форме возбудителя заболевания. В этом случае возбудитель заболевания будет вирулентен только в отношении восприимчивых (неустойчивых) сортов и авирулентен по отношению к устойчивым.

Вирулентные по отношению к определенным видам растений возбудители заболеваний могут существенно различаться как по интенсивности заболевания на индивидуальном растении, так и по способности вызывать массовые заболевания в популяциях растений — эпифитотии. Этиособенности патогенов характеризует количественное свойство патогенности — агрес: ивность. Агрессивность слагается из различных признаков патогена: количества инокулюма, способного вызвать заболевание; скорости колонизации растительной ткани: длины инкубационного периода болезни; количества генераций патогена за сезон; количества спор, образующихся на растении; способности инокулюма распространяться в окружающей среде и др.

С точки зрения поражения индивидуального растения менее агрессивным будет штамм (клон), который медленнее развивается, образует меньшие по размеру структуры в ткани, генерирует меньше спор, вызывает слабовыраженные симптомы заболевания.

С точки зрения способности вызывать эпифитотии менее агрессивны почвенные патогены, которым для успешного внедрения в растение требуется большое количество инокулюма, кроме того, распространение их ограничено средой обитания. К таким патогенам относятся возбудители корневых гнилей, увяданий (роды Cochliobolus, Fusarium, Verticileium и др.). Наиболее агрессивны мучнисто-росяные и ржавчинные грибы, способные вызвать заражение одной спорой, образующие большое количество уредоспор в пустуле, имеющие короткий инкубационный период и более десятка генераций в течение сезона. Кроме того, их споры способны переноситься на огромные расстояния (даже с материка на материк) с воздушными массами.

Агрессивность слагается из многих признаков, определяется полигенно и имеет количественное выражение. Как и все количестйенные признаки, она находится под сильным влиянием внешней среды и может существенно меняться при развитии патогена на устойчивых или восприимчивых растениях.

Таким образом, вирулентность и агрессивность — два свойства, характеризующиевзаимодействие патогенных организмов с растениями-хозяевами с качественной и количественнойстороны.