Стиммунол

Воскресенье, 19.05.2024, 10:28

Приветствую Вас Гость | RSS | Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход

Главная » Статьи » Наши статьи о фитоактиваторах » Наши статьи о фитоактиваторах

Биохимические и физиологические предикторы популяционного индуцированного иммунитета при обработке растений иммуноиндукторами

Т.А.  Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, 
И.Ю. Бобрешова, А.К. Злотников*

ФГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений», * Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Приведены результаты исследований по установлению возможностей использования в качестве предикторов индуцированного иммунитета после обработки растений препаратами с иммуномодулирующими свойствами отдельных биохимических и физиологических пока-зателей. Выявлены существенные криволинейные зависимости между относительными по-казателями активности ферментов группы пероксидаз, уровня содержания в растениях са-лициловой кислоты, величины электрических биопотенциалов и критериями визуальной оценки иммунного состояния популяции растений ячменя и сахарной свеклы, подвергнутой обработке препаратами группы альбит. Показано наличие существенных различий иммун-ных реакций растений при использовании различных препаратов и их дозировок.

        В  настоящее время в защите растений от фитопатогенов успешно развивается новое направление, сущность которого заключается в усилении иммунного статуса растений воздействием на них различными биологически активными веществами и препаратами биологического и абиогенного происхождения (фитоиммунокоррекция). Их биологическая активность определяется элситорными свойствами, которые обеспечивают передачу в растение сигнала об атаке патогена. Принцип данного метода индукции иммунитета основан на естественных процессах, обусловливающих взаимосвязи между растением и возбудителем заболевания. Механизмы стимуляции естественных иммунных реакций растений состоят в экспрессии генов, запускающих каскад последовательных биохимических реакций, приводящих к синтезу веществ антибиотического действия – фитоалексинов и активизации гормональных и ферментных систем, осуществляющих перестройку клеточных структур, которые в конечном итоге приводят к изменению физиологического состояния растений, и в целом их иммунного статуса (Метлицкий и др., 1984; Тютерев, 2002).  Таким образом, при экзогенной обработке растений индукторами иммунитета в них происходят глубокие изменения на генном, биохимическом и физиологическом уровнях. 
        При скрининге веществ, обладающих иммуностимулирующим действием, и разработке препаратов группы иммуномодуляторов, помимо визуальной оценки действия их в отношении снижения степени пораженности растений патогенами, желательно использовать критерии, которые позволяют оценивать глубину и характер процессов, происходящих в растениях на физиологическом и биохимическом уровнях и обусловливающих изменение состояния их иммунной системы. 
        Известно, что одним из первых ответов растения на атаку патогена является реакция сверхчувствительности (СВЧ), которая связана с окислительным стрессом, образованием различных ак-тивных форм кислорода (перекись водорода и др.), которые при участии ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы включаются в системы, активизирующие синтез фитоалексинов, губительно действующих как на возбудителя заболевания, так и клетки самого растения. В большей степени активизация данных ферментов определяет работу иммунной системы растений при проявлении локального иммунитета. Вследствие этого, при обработке растений фитоиммунокорректорами со-ответственно изменяется активность окислительных ферментов и, в частности, пероксидазной группы, которая в определенной мере может служить показателем активности локального индуцированного иммунитета. Кроме того, известно, что пероксидаза при индукции иммунитета, например, арахидоновой кислотой является биохимическим маркером и системной устойчивости к фитопатогенам (Тютерев, 2002). Поэтому нами в качестве одного из возможных предикторов из-менения иммунного статуса растений изучался такой показатель как общая активность пероксида-зы. 
        Вторым показателем, связанным с проявлением иммунных реакций растений, является концентрация в жидкой фазе биологической субстанции растений салициловой кислоты, которую в принципе можно отнести к фитогормонам (Тютерев, 2002). Наличие ее в растениях тесно свя-зано с проявлением более глубинного и пролонгированного системного иммунитета. Салициловая кислота играет ключевую роль в индукции системной устойчивости, обусловленной механизмом «ген-на-ген» (Метлицкий и др., 1984). После заражения патогеном содержание ее в растениях уве-личивается. Установлено наличие прямой корреляционной связи между концентрацией салицило-вой кислоты в растении и уровнем устойчивости их к болезням. Механизм действия салициловой кислоты состоит в связывании каталазы и ингибировании разложения перекиси водорода. Увели-чение ее содержания в тканях растений служит сигналом к повышению активности пероксидазы и активизации «генов системной приобретенной устойчивости» (Тютерев, 2002). 
        На физиологическом уровне оценить иммунизирующее действие того или иного биологически активного вещества или препарата достаточно сложно, так как физиологические реакции наиболее комплексны и взаимосвязаны. Тем не менее, представляется интересным проследить за изменением биоэлектрического потенциала, регистрируемого с листовой поверхности растений, обработанных иммуноиндукторами. Одним из механизмов действия элиситоров или препаратов с иммуномодулирующими свойствами на растительную клетку является окисление мембранных липидов, что вызывает изменение проницаемости внешних и внутриклеточных мембран эндоплазматического ретикулума. Через систему данных клеточных образований биоэлектрический потенциал изменяется в целом во всех тканях растения. Электрическая активность их находится также в прямой зависимости от потребления кислорода (Рубин, 1975). Поскольку при формировании иммунных реакций в растениях усиливаются окислительные процессы и потребление кислорода, естественно, что электропроводная активность тканей должна изменяться. 
         При иммунной реакции СВЧ, возникающей в процессе индукции иммунитета, имеет место уменьшение мембранного потенциала за счет агрегации цитоплазмы вокруг паразита, а также утечки электролитов (Рубин, 1987). В случае регистрации биопотенциалов от целых тканей, состоящих из конгломерата клеток, электродвижущая сила определяется взаимодействием токов ак-тивных клеток и положением пунктов отведения (суммарный мембранный потенциал). Есть мнение, что электрические потенциалы, генерируемые живыми тканями и отражающие физико-химические процессы обмена веществ, являются исключительно надежными, универсальными и точными показателями течения любых физиологических функций (Пресман, 1968). 
        Основной целью данных исследований являлось установление возможности использования для оценки иммунологического состояния растений после обработки иммуностимуляторами отдельных биохимических и электрофизиологического показателей, а именно: активность пероксидазы (АП), концентрация в клеточном соке салициловой кислоты (СК) и разность биопотенциалов, регистрируемая с поверхности листового аппарата растений (БП). В качестве тест-объектов использовали растения сахарной свеклы (гибрид РМС-70) и ячменя ярового (сорт Мик-1). Иммунологическое состояние растений оценивалось на популяционном уровне при анализе средних значений данных показателей, полученных при исследовании проб растений. В зависимости от фазы развития культуры проба состояла из 40 целых растений или 40 листьев (по 1 с растения), которые измельчались, и из данной пробы бралось необходимое для проведения биохимического анализа количество биоматериала. 
        Оценка биохимических показателей и регистрация биопотенциалов проводилась с регуляр-ностью 1 раз в неделю. Показатели АП (единица активности) и СК (мкг/мл) определяли фотоколориметрическим методом на ФЭК (Землянухин, 1985). Измерение разности биопотенциалов осуществляли по разработанной нами методике с использованием цифрового мультиметра ДТ-30В с разрешающей способностью от 0,1 до 2000 мв. Для измерения биопотенциалов один из электродов вводили в основание листа у места крепления черешка, другой – в верхнюю часть листа в районе центральной жилки (на ранних фазах развития растений – в стебель или подсемядольное колено), при этом регистрировали максимальное показание прибора (1 измерение с растения). Полярность регистрируемого потенциала значения не имеет, отражая расположение участка с различным уровнем обменных процессов. Участок более интенсивного обмена становится электроотрицательным по отношению к окружающим тканям (Коган, 1969). 
        Оценка фитосанитарного состояния растений (развитие, распространенность болезней) проводилась при использовании общепринятых методик учетов (Эльчибаев, 1981; Рекомендации…, 1984; Методические указания…,1985; Рябчинский, Ермохина, 2004). 
        Ранее нами было установлено, что на абсолютные значения исследуемых показателей состояния растений большое влияние оказывают различные абиотические факторы, в частности, погодные условия. Из литературных источников известно, например, что такой показатель, как оводненность тканей влияет на направление биохимических процессов в растении (Рубин, 1975). На яблоне нами установлена высокая прямолинейная корреляционная зависимость между концентрацией СК в листьях и их увлажненностью после выпадения осадков (r = 0,83), на ячмене степень активности пероксидазы находилась в сильной корреляционной зависимости от относительной влажности воздуха (r = 0,84). Для нивелирования естественных колебаний различных оценивае-мых показателей и получения сравниваемых данных, применяли относительные коэффициенты, соответствующие значениям всех показателей: КАП, КБП, КСК, КРБ (развитие заболевания), КИР (до-ля иммунных растений – величина, обратная распространенности заболевания). 
             ПО 
К = –––––––––, где
             ПК 
ПО и ПК – соответственные изучаемые показатели в опытных вариантах и в контроле.

        Математическую обработку полученных данных проводили с использованием ПК и программы Excel (Microsoft Office 2003). При исследовании нелинейных зависимостей использовали метод полиномиального регрессионного анализа. Данный метод еще не получил широкого распространения в биологической статистике, однако, в литературе имеются примеры его использования в агрохимических, медицинских и некоторых биологических исследованиях (Алехин, Липатов, 2001; Новиков, Довочадов, 2005). Модели, построенные на полиномиальных зависимостях, часто используют при описании слабо структурированных процессов, когда не удается выявить существенные факторы, определяющие их динамику (Подружко, Подружко, 2003). 
        На сахарной свекле имели место следующие заболевания: в начальные фазы развития растений – корнеед всходов (комплекс возбудителей из родов Phoma, Aphanomyce, Fusarium, Pythium и др.), во второй половине лета – основные болезни листового аппарата: мучнистая роса (Erysiphe communis f. betae) и церкоспороз (Cercospora beticola). На ячмене яровом отмечались корневые гнили в основном гельминтоспориозной этиологии (Bipolaris sorokiniana), в летний период на листьях преобладали пятнистости, вызванные в основном различными видами рода Helminthosporium. 
        Анализ иммунного состояния растений проводили на фоне использования препаратов группы альбит: альбит и альбит-3, обладающих иммуностимулирующим действием. Основным действующим веществом препаратов является поли-бета-гидроксимасляная кислота, в альбите-3 в качестве дополнительного компонента содержится вещество с фунгицидными свойствами – флутриафол. 
 Оценку иммунизирующего действия проводили при применении данных средств на свекле по схеме: предпосевная обработка семян (посев 6.05) и три обработки в период вегетации (с интервалом около 1 месяца) в вариантах: альбит – 40 мл/т, га; альбит-3 – 70 и 120 мл/т, га; на ячмене яровом – предпосевная обработка семян и обработка в период вегетации (в фазу начала выхода в трубку) в вариантах: альбит – 40 мл/т, га; альбит-3 – 50, 70 и 100 мл/т, га. 
        Полевые опыты закладывали на полях ОПХ «ВНИИСС» (п. Рамонь, Воронежской области). Площади опытных участков на ячмене и сахарной свекле соответственно 6 и 16 м2. Для отбора растений сахарной свеклы на анализы в ранние стадии развития был проведен специальный посев на отдельном участке по аналогичной схеме. 

Препараты группы альбит на сахарной свекле  
Корнеед всходов.

       Характер действия препарата альбит – 40 мл/т, га отличался следующими особенностями. После появления всходов сахарной свеклы развитие корнееда постепенно нарастало: к фазе 1-2 пары настоящих листьев КРБ увеличился с 0,6 до 1,05 при незначительном увеличении (с 1,0 до 1,1) доли иммунных растений КИР в популяции (рис. 1).
 

Рис. 1. Изменения состояния растений и различных предикторов иммунитета (относительные 
коэффициенты К) популяции растений сахарной свеклы при обработке препаратами с
иммунизирующими свойствами: РБ – развитие корнееда, ИР – доля иммунных растений,
АП – активность пероксидазы, СК – содержание салициловой кислоты,
БП – разность биопотенциалов

В течение этого периода снижение иммунного статуса популяции сопровождалось снижением в растениях относительной активности пероксидазы – КАП (с 1,35 до 0,3), относительного содержания салициловой кислоты – КСК (с 1,6 до 0,03) и падением регистрируемого среднего уровня биопотенциалов – КБП (с 1,6 до 0,9). После обработки препаратом вегетирующих растений в фазе 2 пары настоящих листьев (5.06) ситуация изменилась. Уровень развития заболевания по отношению к контролю КРБ снизился с 1,05 до 0,5, а доля иммунных растений в популяции возросла с 1,1 до 1,3. Данная тенденция сопровождалась снижением активности пероксидазы (КАП) с 0,9 до 0,6 и повышением содержания СК (КСК) с 0,5 до 0,9 (рис. 1). Логично предположить, что в данном случае при обработке семян свеклы альбитом продолжительность сохранения приобретенного иммунитета составила около месяца. Несмотря на то, что основной вред от заболевания уже был нанесен, последующая обра-ботка растений позволила повысить иммунный статус популяции по отношению к корнееду. 

        Проведенный регрессионный анализ полиномиальных зависимостей между относительными показателями развития заболевания и предикторами внутреннего иммунного состояния растений показал наличие существенных связей с высоким уровнем аппроксимации (R2 = 0,81-0,99). Это свидетельствует об объективности отражения данными критериями иммунологической ситуа-ции. На рисунке 2, графически отражающем «поведение» различных предикторов иммунитета при разных уровнях развития болезни (возрастающая траектория), четко видно, что зависимости между исследуемыми биохимическими показателями (АП и СК) диаметрально меняются при резком падении иммунного статуса популяции.

   

Рис. 2. Изменения значений различных предикторов иммунного состояния 
растений сахарной свеклы по отношению к корнееду при возрастании степени
развития заболевания

       В варианте опыта с применением альбита-3 в норме расхода 70 мл/т, га отмечалась наибольшая биологическая эффективность (40,9%). Развитие корнееда в популяции в фазу вилочки было аналогичным предыдущему варианту, и в дальнейшем постоянно поддерживалось на уровне ниже контроля (КРБ = 0,5-0,6). Максимальный эффект (КРБ = 0,25) наблюдался перед обработкой растений в фазу 2 пар настоящих листьев. После ее проведения иммунизирующее действие препарата проявлялось противоречиво: при постепенном увеличении степени развития заболевания (КРБ возрос с 0,25 до 0,8) доля иммунных растений в популяции повышалась, при этом биологическая эффективность препарата в этой дозе сохранялась в течение всего периода наблюдений, развитие корнееда не превышало контрольного уровня (рис. 1).

       Механизм действия альбита-3 в данном случае существенно отличался от альбита (40 мл/т, га). Ход кривой, характеризующей динамику изменений активности пероксидазы (АП), имел тенденцию, противоположную предыдущему варианту. Низкий относительно контроля начальный уровень АП мог свидетельствовать о большей эффективности в этот период развития растений системной индуцированной устойчивости. С постепенным возрастанием АП, содержание СК в растениях снижалось. Эти два фактора иммунитета действовали как бы в противоположных направлениях. Этот факт отмечался нами также при аналогичных исследованиях на яблоне. Уровень АП постоянно возрастал, особенно после проведения обработки в фазу 2 пар настоящих листьев (5 мая), что могло свидетельствовать о преобладании в общем иммунизирующем эффекте роли локального непродолжительного иммунитета, который не позволил растениям достаточно активно противостоять нарастанию инфекционного процесса, и степень развития заболевания постепенно приближалась к уровню контроля. С другой стороны, постепенное развитие системного иммунитета позволило увеличить долю иммунных растений в популяции. В данном варианте при постоянных внутренних противоречивых процессах, регистрируемые уровни БП не проявили существенных колебаний (КБП = 1,0-1,1). Возможно, при использовании для обработки вегетирующих растений более низкой концентрации препарата, оптимизация развивающихся биохимических процессов индукции иммунитета, по-зволила бы получить более высокий результирующий эффект. 
        При анализе математических зависимостей между показателями КРБ и параметрами оценки биохимического и физиологического состояния растений, оказалось, что характер их, аналогичный предыдущему варианту, сохранился только в отношении показателей АП и БП. Однако, существенность выявленных связей между исследуемыми показателями была недостаточно высокой (R2 = 0,49-0,74). 
 Действие препарата альбит-3 в наибольшей норме расхода – 120 мл/т (га) имело характер, отличный от предыдущих вариантов (рис. 1). Развитие заболевания в фазу вилочки было наименьшим (КРБ = 0,01-0,08) при одновременном высоком содержание СК (в 5 раз выше контрольного), что могло свидетельствовать о раннем развитии десенсибилизационных процессов в растениях, вызванных вы-сокой дозой иммуноиндуктора. В дальнейшем КСК резко снизился с 5 до 0,4 и оставался на данном уровне в течение 2 недель Уровень активности пероксидазы в начальный период был на уровне или ниже контроля. К моменту проведения обработки в фазу 2 пар настоящих листьев относительный уровень развития заболевания (КРБ) аналогично, как и в варианте с обработкой альбитом, повысился до 0,9 и приблизился к контрольному уровню. После ее проведения интенсивность развития болезни несколько снизилась, но через 2 недели практически сравнялась с контролем. Анализ динамики АП показал, что после обработки КАП очень быстро нарастал – от 2 до 5,5, что может свидетельствовать об усилении в растениях окислительных процессов, сопровождающих образование фитоалексинов и другие проявления краткосрочного локального иммунитета. При этом относительное содержание СК в растениях через определенное время резко увеличилось (с 0,4 до 4,0), но к этому времени избыточ-ное развитие локального иммунитета уже привело к негативному результату: к окончанию проведения учетов биологическая эффективность в данном варианте полностью отсутствовала, доля иммунных растений в популяции сравнялась с контролем (рисунок 1). В течение всего периода наблюдалась тенденция к снижению уровня регистрируемых биопотенциалов (КБП) – с 1,5 до 0,8. При анализе математических зависимостей предполагаемых предикторов иммунитета с показателем РБ, выяснилось, что ход графических кривых в данном варианте был диаметрально противоположным зависимостям, ус-тановленным для альбита и альбита-3 в более низкой дозировке, что также свидетельствует о наличие десенсибилизирующего эффекта (рис. 2).     
      Процессы, отражающие индукцию в растениях, как локального, так и системного иммуни-тета, как правило, возникают после обработки фитоактиваторами, однако в различных случаях преобладает тот или иной тип иммунитета (Ильинская, Озерецковская, 1991). Как свидетельствуют результаты наших исследований, преждевременная обработка иммунизатором или его передозировка приводят к нарушению процессов, сопровождающих системный или локальный иммунитет, или искажают (дезорганизуют) всю защитную систему растений. 
        Особенность развития церкоспороза заключалась в резком старте инфекционного процесса (увеличение развития заболевания в течение недели в контроле от 0 до 20%) и стабилизации уров-ня пораженности растений: перед уборкой урожая развитие заболевания повысилось только на 4% при сходной с начальным уровнем распространенности. 
Из анализируемых вариантов наибольший результирующий эффект (биологическая эффектив-ность 27,3%, в остальных вариантах не более 14,4%) был получен при обработке альбитом-3 в норме 120 мл/т, га. (КРБ от 0,5 до 0,75).
        Математическая зависимость, отражающая связь КРБ с КАП в варианте альбит-3 (120 мл/т, га) отличалась по направлению от других вариантов, где она была однозначной. Это может быть свиде-тельством различия характера индукции локального иммунитета в разных вариантах опыта. В варианте обработки альбитом (40 мл/т, га) установлены однотипные биноминальные связи показателя проявления заболевания (КРБ) со всеми исследуемыми предикторами. 
        При анализе динамики относительного накопления салициловой кислоты также были выявле-ны существенные различия. Если в варианте альбит-3 в норме расхода 120 мл/га отмечался очень небольшой постепенный подъем КСК – от 0,1 до 0,21, то в эталонном варианте (альбит) наблюдался резкий спад в середине развития инфекционного процесса (с 12 до 0,55), а в варианте альбит-3, 70 мл/т, га, наоборот, – резкий подъем (до 10,7) в аналогичный период, что свидетельствует об опре-деленных противоположных резких изменениях биохимических и физиологических процессов, вы-звавших ослабление иммунитета популяции в отношении данного заболевания. Математический анализ связей КРБ и КСК также показал противоположные направления графических кривых и противоположные знаки в полиномиальных уравнениях. Доля иммунных растений в варианте альбит снизилась с 5,0 до 3,0; альбит-3, 70 мл/т, га – с 8,7 до 3,5; в то время, как в варианте альбит-3, 120 мл/т, га – с 14,0 до 3,0, то есть стартовое иммунизирующее действие наибольшей нормы расхода альбита-3 было очень мощным, однако к концу вегетационного сезона развитие болезни в варианте с альбитом существенно превысило контрольные значения, что может свидетельствовать о преобладании в данном случае менее продолжительного локального иммунитета. В данных двух вариантах математические зависимости по связям КРБ с КАП и КБП были прямо противоположными. По показателю КСК графиче-ские кривые в этих вариантах имели сходный характер. Что касается электрофизиологических реак-ций растений в вариантах опыта, была установлена следующая закономерность: при обработке альби-том с падением общего уровня иммунитета в популяции (повышение степени развития заболевания) КБП линейно снижался с 1,6 до 1 (r = - 0,99); альбитом-3, 70 мл/т, га – наоборот, повышался с 1 до 1,9 (r = 0,99); а альбитом-3 в наибольшей дозе – колебалась от 0,7 до 1,3 с резким подъемом в середине периода протекания болезни. 
Данные колебания могут быть связаны с реакциями иммунной системы растений на поражение другими возбудителями заболеваний, в частности, мучнистой росой.
        Протекание параллельного инфекционного процесса, вызванного возбудителем мучнистой росы, проходило более динамично (развитие в контроле увеличивалось с 4,6 до 51% к уборке урожая, распространенность – с 15 до 100%). На этом фоне более результативным (биологическая эффектив-ность – до 40%) оказался вариант альбит-3, 70 мл/т, га (КРБ повышался от 0 до 0,6). В вариантах обработки альбитом и альбитом-3 в самой большой норме расхода отмечалась в итоге одинаковая биологическая эффективность: соответственно КРБ возрастал от 0,4 и 0,2 до 0,8. Максимальное проявление иммунитета в отношении данного заболевания отмечалось во всех вариантах в начальный период его проявления. Однако, если в вариантах альбит и альбит-3, 70 мл/т, га относительная доля иммунных растений в популяции линейно возрастала (КИР от 1,0 до 5,0), то при обработке альбитом-3 в максимальной дозе она возросла до 2,4 только в середине инфекционного периода с последующим снижением к уборке до уровня контроля (1,0). По-видимому, в этом варианте через 2 недели после обработки общий иммунитет популяции относительно данного заболевания достиг своего максимального уровня и затем резко упал в течение одной недели, что может быть свидетельством преобладания в данном случае реакций локального приобретенного иммунитета непродолжительного срока действия, после чего наступала десенсибилизация растений. Данный характер изменений четко отразила регистрация биопотенциалов (рис. 3).

Рис. 3.  Динамика изменения электрофизиологических реакций растений сахарной свеклы  и относительных показателей интенсивности проявления мучнистой росы при обработке препаратами с  иммунизирующими свойствамими: 1   развитие болезни (КРБ), 2   доля иммунных растений (КИР),             3  биопотенциалы  БП). 

На этом фоне относительная активность пероксидазы линейно падала с 2,8 до 0,75. Математические зависимости, выраженные уравнениями и графическими кривыми, показали в отношении данного заболевания прямо противоположные направления и знаки, характеризующие связь изучаемых предикторов иммунитета по отношению к показателям степени проявления церкоспороза. 
      Таким образом, при наличии комплексной инфекции в растениях происходят сложные процессы формирования иммунных реакций, вмешательство в ход которых может оказывать диаметрально противоположное действие. Так, если в отношении церкоспороза максимальный иммуностимули-рующий эффект оказал альбит-3 в максимальной дозе, то для развития иммунных реакций в сторону сопротивления атаки возбудителю мучнистой росы – альбит-3, 70 мл/т, га. 

Препараты группы альбит на ячмене
        Корневые гнили вызываются различными комплексами фитопатогенов и проявляются от прорастания семян до уборки урожая. Исследования на ячмене проводили на фоне развития заболевания (с преобладанием гельминтоспориозной инфекции) в контроле от 7,7 в начале проявления заболевания до 24,6% к уборке урожая. 
        Максимальное результирующее действие по снижению вредоносности заболевания из изучаемых вариантов имела обработка альбитом-3 в норме расхода 50 мл/т (га), как на первом этапе заболевания, так и на завершающем (перед уборкой урожая) – доля иммунных растений в популяции – 64,8% (в контроле – 46,7%) и КРБ = 0,66. 
        Анализ кривых полиномиальных зависимостей изучаемых параметров внутреннего состояния растений и РБ показал сходный характер связей в варианте альбит-3, 50 мл/т, га, которые коррелировали также с аналогичными относительными показателями СК и БП (К) в вариантах альбит и альбит-3, 70 мл/т, га (относительно близкие варианты по содержанию основного действующего вещества) и имели противоположные тенденции с вариантом альбит-3 в наибольшей норме расхода. В отличие от наиболее эффективного варианта – альбит-3, 50 мл/т, га – связи относительных показателей РБ и АП (К) имели иной характер, чаще противоположный. 
        Проведение обработки в фазу начала выхода в трубку в течение первой-второй недели оказывало угнетающее действие на растения. Во всех случаях отмечалось снижение доли иммунных растений от-носительно контроля, что, по-видимому, связано с определенной временной десенсибилизацией расте-ний ячменя. Однако затем происходило увеличение иммунизирующего эффекта препаратов на уровне популяции. 
        Основной возбудитель корневых гнилей Вipolaris sorokiniana совместно с другими пред-ставителями рода Helminthosporium вызывали также проявление болезней на листьях (гельминтоспориозные пятнистости). В варианте обработки альбитом на первых этапах развития инфекционного процесса стартовый иммунизирующий эффект по доле иммунных растений в популяции был ниже, чем в контроле КИР = 0,85 (КРБ = 1,12), но к концу вегетации эффект нарастал, по-видимому, за счет развития системного иммунитета (увеличение доли иммунных растений состави-ло 201%), соответственно, при обработке альбитом-3, 50 мл/т, га – 153,3%, 70 мл/т, га – 131,7%, а в дозе 100 мл/т, га – 183,7% от контрольных значений. При этом интенсивность развития болезни относительно контроля существенно не изменилась (КРБ 0,73-0,79). Наибольшие значения КИР к концу вегетации были в варианте альбит 11,7 и альбит-3, 100 мл/га – 2,3. Различия в проявлении иммунных реакций растений четко отразились в динамике сезонных изменений биохимических показателей и регистрируемых электрических биопотенциалов растений, а также в установленных математических зависимостях между изучаемыми показателями относительно листовых гельминтоспориозных пятнистостей. Выявлена их высокая синхронность в отдельных случаях с одной стороны, и противоположный характер связей – в других, что подтверждает разнокачественность механизмов индуцирования иммунитета при применении даже одного препарата, но в разных до-зах. 
     

Выводы
 На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что о состоянии иммунной системы растений после обработки препаратами с иммуномодулирующими свойствами нельзя судить однозначно по каким-то определенным критериям, а необходима оценка динамики их изменений относительно интактных растений в течение всего периода вегетации растений. 
 Исследования на двух сельскохозяйственных культурах, показали, что характер иммунных реакций популяции растений на экзогенную обработку иммуностимуляторами существенно отличается в зависимости от используемого препарата, нормы его расхода, вида возбудителей и инфекционного фона. Данные явления мы наблюдали и на яблоне, где большое значение имели также сортовые иммунные и другие особенности культуры, а также фунгицидная нагрузка на агроценоз. Это свидетельствует о чрезвычайной сложности работы данных средств защиты растений, действие которых пре-ломляется в результате биохимических и физиологических ответов растения. Вследствие этого, в от-дельных случаях возможны отрицательные эффекты при их применении (Рябчинская, Харченко, 2002, 2005; Буров, 2006). Реакции приобретенного иммунитета и естественная работа защитных механиз-мов, запускающихся при контакте с патогенными микроорганизмами, могут развиваться в растениях как синхронно протекающие явления. В данном случае мы, возможно, имеем дело с синергическим проявлением различных иммунных процессов. В других случаях амплитуда активности искусственно индуцированных реакций может не войти в резонанс с естественным иммунным ответом растения на атаку возбудителя заболевания, опережая его по времени или запаздывая. Тогда может произойти снижение общего иммунного статуса растения и в целом популяции, если рассматривать ее как еди-ную биологическую систему. 
Несомненно, что использование метода индукции приобретенного иммунитета в практике является очень перспективным и долгожданным приемом в современных условиях всеобщей хи-мизации и обострений фитосанитарной ситуации в агроценозах, и он таит в себе еще многие не-раскрытые возможности. Однако для успешной его реализации и получения гарантированных по-ложительных эффектов необходимы более глубокие исследования механизмов работы каждого иммуноиндуктора с использованием различных предикторов индуцированного иммунитета, кото-рые позволят осуществлять подбор оптимальных рабочих концентраций и определение других технологических регламентов их применения для получения сбалансированного интегрального иммунного ответа популяции обрабатываемой культуры, обеспечивающего максимальный эффект в отношении наиболее вредоносного объекта или всего комплекса заболеваний.

Литература:

Алехин С.А., Липатов В.А. Микрометод определения активности трипсина в биологических жидкостях. // Материалы 66-й научной конференции студентов и молодых ученых "Актуальные проблемы медицины и фармации", Курск, 2001, С. 57 - 59.
Буров В.Н. Перспективы и проблемы использования индукторов иммунитета растений к биологическим стрессам / Индуцированный иммунитет с/х культур – важное направление в защите растений. Мат-лы Всеросс. науч.-практич. конф. Большие Вяземы, Мос-ковской обл., 15-16 ноября 2006 г. Большие Вяземы-С.-Петербург, 2006, С. 12-14. 
Землянухин А.А. Малый практикум по биохимии. Воронеж, 1985, 128 с.
Ильинская Л.И., Озерецковская О.Л. Биохимические аспекты индуцированной устойчивости и восприимчивости растений / Итоги науки и техники. Защита растений, Том VII. М., 1991, 193с.
Коган А.Б. Электрофизиология. М., 1969, 367 с.
Метлицкий Л.В., Озерецковская О.Л., Кораблева Н.П. и др. Биохимия иммунитета, покой и старение растений. М., 1984, 264 с.
Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей. Москва, 1985, 30 с.
 Новиков Д.А., Новочадов В.В. Статистические методы в медико-биологическом эксперименте (типовые случаи). Волгоград: Издательство ВолГМУ, 2005. – 84 с. 
Подружко А.А., Подружко А.С. Интервальное представление полиномиальных регрессий. М., 2003. 48 с.
Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. М., 1968, 288 с.
Рекомендации по учету и выявлению вредителей и болезней сельскохозяйственных растений. Воронеж, 1984, С. 84.
Рубин Б.А., Арциховская Е.В., Аксенова В.А. Биохимия и физиология иммунитета растений. М., 1975, 306 с.
Рубин Б.А. Биофизика. М., Высшая школа, 1987, 303с.
Рябчинская Т. А., Харченко Г.Л. Механизмы действия биофунгицидов и фитоактиваторов болезнеустойчивости на яблоне / Материалы Междунар. науч.-практ. экологич. конф. (Белгород, 5-6 ноября 2002 г.). Белгород, 2002, С. 38.
Рябчинская Т. А., Харченко Г.Л., Саранцева Н.А. Индукция иммунитета – новое направление в защите яблони от парши. Садоводство и виноградарство, 2005, № 2. С. 5-8.
Рябчинский А.В., Ермохина И.В. Методика оценки эффективности применения фунгицидов и препаратов с иммуно– и ро-стстимулирующим действием против корнееда сахарной свеклы. / ВНИИСС, Воронеж, 2004, 24 с.
Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. С.–П., 2002, 328 с.
Эльчибаев А.А Шкалы для оценки поражения болезнями сельскохозяйственных культур (методические рекомендации) / ВНИИЗР, Воронеж, 1981, 81 с.
Резюме

 Обсуждается возможность использования в качестве показателей иммунного со-стояния растений на популяционном уровне при обработке препаратами с иммуномодулирующими свойствами таких биохимических критериев как активность ферментов группы пероксидаз, количественное содержание в клеточном соке растений салициловой ки-слоты и уровни электрических биопотенциалов, регистрируемых с поверхности растений. Установлено, что динамика изменений данных показателей в течение вегетации растений ячменя и сахарной свеклы относительно контрольного (необрабатываемого иммуностимулирующим препаратом) варианта находится в тесной связи с иммунным состоянием популяции растений по отношению к отдельным возбудителям заболеваний. Показано наличие существенных качественных различий иммунных реакций растений при использо-вании различных препаратов-иммуностимуляторов и их дозировок. 

Категория: Наши статьи о фитоактиваторах | Добавил: rjabchinskaja (05.04.2010)
Просмотров: 1847 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:

Меню сайта

Форма входа

Категории раздела

Наши статьи о фитоактиваторах [20]

Поиск

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0