Вакцинация растений – как способ их биологической иммунизации

Суть вакцинации заключается в предварительной об­работке растений авирулентными или слабовирулентными штам­мами вируса, что вызывает повышение устойчивости к вирулентным штаммам. Вакцинация растений принципиально не отличается от вакци­нации человека и животных, когда организм приобре­тает иммунитет к инфекции. Ме­ханизм иммунитета у растений основан на интер­ференции вирусов: размножение первоначально введенного виру­са служит препятствием для размножения патогенного штамма, проникшего в растение позже. Ослабленные штаммы патогенов выделяются из природных источников, путем экспериментального мутагенеза.

Вакцинация дает возможность практически полной защиты растений, например томатов, от наиболее вредоносных заболеваний – деформирующей мозаики, некротических поражений листьев и плодов. Успехи достигнуты при вакцинации томатов и картофеля. Так, урожай с вакцинированных растений томата на 20...30 % выше, чем с пораженных вирусной болезнью. На 4-й год после заражения слабовирулентным штаммом вируса X картофеля, урожайность растений была на 40 % выше, чем у пораженного патогенным штаммом (Романова, Рейфман, 1978).

Этапы вакцинации:

Накопление «вакцинного» штамма вируса на восприимчивых ра­стениях. Для накопления вакцинного штамма ВТМ используют табак, некоторые сорта томата. Растения инокулируют вакцинным штаммом в возрасте 4...6 настоящих листьев и выращивают в течение 30...35 дней в условиях строгой изоляции от случайных источников инфекции.

Получение вакцины. Листья растений-накопителей срезают и используют для приготовления препарата. Вакцинные препараты представлены 3-мя формами: сухая вакцина в виде за­сушенных листьев растений-накопителей; сырые листья расте­ний-накопителей; очищенные препараты самого вируса – эффективность этих форм примерно одинакова.

Вакцинирование. Проводят однократное опрыскивание рас­сады томатов в фазе семядольных листьев или появления 1-го на­стоящего листа. Вакцинируемые растения должны быть свободны от вирулентных штаммов ВТМ. Опрыскивание проводят с помощью различных распылителей с расстояния 10...15 см. Рабочие растворы вакцины из сухих листьев готовят из расчета 1 г листьев на 1 л воды. Сок из сырых листьев разбавляют из расчета 2 мл сока на 1 л воды. Ампулы с очищенным препаратом разводят водой в зависимости от концентрации вируса в препарате согласно инструкции.

Для успешной вакцинации следует стро­го соблюдать рекомендации по применению препарата. Инокулированные растения после инфицирования необходимо в течение 2...3 суток держать в тени при температуре 18...25 °С. Ограничения метода связаны с опасностью неже­лательных мутаций вакцинного штамма, сложностью эффектив­ной инокуляции авирулентной формой патогена, возможностью некоторого снижения продуктивности растений в результате вак­цинации.

В России разработаны препараты на вирусной основе с разным механизмом действия (вакцины на основе ослабленных штаммов вируса мозаи­ки томатов и препарат пентафаг). Действующим началом таких препаратов являются неклеточные организмы (вирусы) и генетические паразиты бактерий (бактериофаги), которые используются в борьбе с бактериозами.

Пентафаг, Ж. – препарат на основе комплекса 5 гиперпарази­тов-бактериофагов фитопатогенной бактерии Рseudomonas syringae. Обладает профилактическим и лечебным действием против широкого спектра бактериозов плодовых и овощных куль­тур: бактериальный рак плодовых, угловатая пятнистость огурцов, бактериальная пятнистость томатов, рябуха табака, бактериозы гороха, фасоли и сои, снижа­ет повреждение растений мучнистой росой и паршой. Механизм действия – разрушение клеток фитопатогенных бактерий (после гибели каждой клетки выделяется 100...200 частиц вируса), при внедрении вирусов, и сти­мулирование размножения природных микробов-антагонистов. Безвреден для человека и животных. Нефитотоксичен.

Контрольные вопросы

1. Назовите грибы-антагонисты, используемые в борьбе с фитопатогенами.

2. Перечислите препараты для борьбы с возбудителями болезней растений, назовите их основу.

3. Какими способами можно применять триходермины?

4. Каков механизм действия грибов-гиперпаразитов (на примере A. quisqualis)?

5. В чем суть использования авирулентных штаммов грибов?

6. Какие бактерии можно использовать в качестве основы биопрепаратов против болезней растений?

7. Перечислите бактериальные препараты для защиты растений от болезней.

8. Что такое вакцинация растений? Перечислите основные этапы вакцинации.

9. Объясните понятие «бактериофаг». Как можно использовать в защите растений данную группу микроорганизмов?

10. Препараты на вирусной основе и их характеристика.