Активный врожденный иммунитет растений

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 июня 2018;
проверки требует 1 правка.

Иммуните́т расте́ний (фитоиммунитет) — невосприимчивость растений к патогенам, а также насекомым. Фитоиммунитет обеспечивается множеством механизмов: выработкой низкомолекулярных фитонцидов, обладающих антибактериальными и фунгицидными свойствами, рецепторами распознавания специфических белковых и углеводных последовательностей (англ. pattern recognition receptors)[1][2], характерных для многих возбудителей, и системой подавления экспрессии генов при помощи РНК (RNA silencing)[3] в качестве противовирусной защиты.

Определения[править | править код]

Иммунитет растения к вредному организму — Способность растения в той или иной мере противостоять заселению или заражению вредным организмом или противодействовать его развитию в растении.[4]

Различают также толерантность растения к вредному организму — Способность растения сохранять удовлетворительную урожайность и качество продукции при поражении возбудителем болезни или повреждении вредителем.[4]

Механизмы иммунитета растения к болезням (устойчивость растения по отношению к фитопатогену) и иммунитета растения к вредителям (устойчивость растения к повреждению его вредителями) различны.

Учение Вавилова об иммунитете растений[править | править код]

Российский и советский учёный Н. И. Вавилов является основателем учения об иммунитете растений, положившего начало изучению его генетической природы. Он считал, что устойчивость против паразитов выработалась в процессе эволюции растений в центрах их происхождения на фоне длительного (в течение тысячелетий) естественного заражения возбудителями болезней. Согласно Вавилову, если в результате эволюции растения приобретали гены устойчивости к патогенам — возбудителям болезней, то последние приобретали способность поражать устойчивые сорта благодаря появлению новых физиологических рас. Так, каждый сорт пшеницы может быть восприимчивым к одним расам и иммунным к другим. Новые расы фитопатогенных микроорганизмов возникают в результате гибридизации, мутаций или гетерокариозиса (разноядерности) и других процессов[5].

Вавилов подразделял иммунитет растений на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности, наличием защитных приспособлений, которые препятствуют проникновению патогенов в тело растений. Химический иммунитет зависит от химических особенностей растений[5].

Типы иммунитета[4][править | править код]

* активный иммунитет растения: устойчивость растения, которая обеспечивается свойствами растений, проявляющимися у них только в случае нападения фитопатогена или фитофага, то есть в виде защитных реакций растения-хозяина на внедрение возбудителя болезни или повреждение вредителем.

* пассивный иммунитет растения: устойчивость растения, которая обеспечивается свойствами, проявляющимися у растений независимо от угрозы заражения или заселения.

* возрастной иммунитет растения: устойчивость растения к вредному организму, проявляющаяся в определённом возрасте.

* врожденный иммунитет растения: устойчивость
растения к вредному организму, передающаяся по наследству.

* приобретенный иммунитет растения: устойчивость растения к вредному организму, приобретаемая растением в процессе его индивидуального развития [онтогенеза] под влиянием определенных внешних факторов или в результате перенесения данной болезни.

* групповой иммунитет растения: устойчивость растения к нескольким видам одной биологической группы возбудителей заболеваний или вредителей.

* длительный иммунитет растения: способность растения длительное время сохранять индуцированный иммунитет к вредному организму.

* индуцированный иммунитет растения: устойчивость растения к вредному организму, вызванная ослабленными штаммами фитопатогенов или химическими иммунизаторами.

* комплексный иммунитет растения: устойчивость растения к разным группам возбудителей заболеваний и вредителей.

* олигогенный иммунитет растения: устойчивость растения к определенным расам вредного организма, контролируемая малым числом генов растения.

* полигенный иммунитет растения: устойчивость растения, не специфичная к расам вредного организма и контролируемая многими генами растения.

* неспецифический иммунитет растения: устойчивость растения, которая выражается в полной невосприимчивости растений к вредному организму.

* специфический иммунитет растения: устойчивость растения к вредному организму, которая проявляется на уровне отдельных форм в пределах вида.

Химическая иммунизация растения[править | править код]

Химическая иммунизация растения — это использование химического вещества для создания иммунитета растения к вредным организмам.[4]

Метод оценки иммунитета растений[править | править код]

Заключается в оценке устойчивости растений к вредным организмам с учётом биотических и абиотических факторов по проявлению симптомов заболевания или повреждения, по степени поражения или повреждения растений, по распространению болезни, или по потерям урожая.[4]

См. также[править | править код]

Иммунитет (биология)
Иммунная система
Резистентность (биология)
Патоген
Фитопатология

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Вавилов Н. И. Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям (сб.) / Отв. ред. Л. Н. Андреев; (Предисл. Л. Н. Андреева, М. В. Горленко); АН СССР, Секция хим.-технол. и биол. наук. М. Наука 1986.
Вавилов Н. И. Проблемы иммунитета культурных растений / Н. И. Вавилов. — Т. IV. — М.; Л.: Наука, 1964.
Вердеревский Д. Д., Иммунитет растений к инфекционным болезням, Кишинев, 1968.
Горленко М. В. Краткий курс иммунитета растений к инфекционным болезням, 2 изд., М., 1962.
Дьяков Ю. Т., Шкаликов В. А. Иммунитет растений. Колос, 2005 (ISBN 5-9532-0328-4).
Курсанова Т. А. Развитие представлений о природе иммунитета растений. М.: Наука, 1988.
Плотникова Л. Я., Иммунитет растений и селекция на устойчивость к болезням и вредителям: Учебник для студентов вузов. КолосС, 2007 (ISBN 978-5-9532-0356-2).
Рубин Б. А. Биохимия и физиология иммунитета растений / Б. А. Рубин, Е. В. Арциховская, В. А. Аксенова. М., 1975. — 320 с.
Сухоруков К. Т. Физиология иммунитета растений. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1952.
Физиология иммунитета растений (сб. статей) М.: Наука, 1968.
Флористика, физиология и иммунитет растений (сб. статей) / Редкол.: Ю. Н. Прокудин (отв. ред.) и др. Харьков: Вища школа, Изд -во при Харьк. ун-те 1981.
Шапиро И. Д. Иммунитет полевых культур к насекомым и клещам / И. Д. Шапиро. Л.: Наука, 1985.

Источник

У
растений различают неспецифический и
специфический иммунитет.

Неспецифическим
(или видовым)
иммунитетом
называют иммунитет определенных видов
растений по отношению к тем возбудителям,
которые вообще не способны поражать
растения этих видов. Неспецифический
иммунитет обеспечивает недоступность
растений для подавляющего большинства
видов сапрофитной и патогенной микрофлоры,
населяющей среду обитания растений.

Специфическим
(или сортовым)
иммунитетом
называют иммунитет отдельных сортов
какого-либо сорта растений по отношению
к возбудителям, способным поражать этот
вид растений.

Существует
также иммунитет врожденный или
естественный, и приобретенный, или
искусственный.

Врожденный
иммунитет
представляет собой свойство растений
не поражаться болезнью, передающееся
по наследству. Наследуемый врожденный
иммунитет формируется у растений
определенного вида в процессе длительного
эволюционного развития, и его изменения
под влиянием внешней среды бывают, как
правило, очень незначительны.

Приобретенным
иммунитетом
называют свойство растений не поражаться
болезнью, приобретаемое в процессе
индивидуального развития растений под
воздействием определенных факторов
или в результате перенесения данной
болезни. Приобретенный иммунитет может
существенно изменяться в зависимости
от условий внешней среды в том числе
лесорастительных условий и приемов
выращивания растений.

5. Врожденный иммунитет

Врожденный
иммунитет у растений бывает пассивным
или активным. Пассивный иммунитет, или
аксения — это свойство растения пассивно
препятствовать внедрению возбудителя
болезни или его развитию в растении,
существующее независимо от угрозы
нападения патогена.

Активный
иммунитет — это способность растения
активно противостоять паразиту,
проявляющаяся только в случае нападения
паразита на растение.

Пассивный
врожденный иммунитет

Свойства,
обусловливающие пассивный иммунитет,
вырабатываются у растений в процессе
эволюции или направленной селекции;
они всегда присущи растениям данного
вида или сорта и не являются защитными
реакциями организма на попытку нападения
возбудителя.

Свойства
растений, играющие роль факторов
пассивного иммунитета, в большинстве
случаев обусловливают горизонтальную
устойчивость хозяина. Они весьма
многочисленны и разнообразны и могут
быть объединены в две основные группы:
анатомо-морфологические и
физиолого-биохимические.

Анатомо-морфологические
факторы. Защитные
приспособления растений, выражающиеся
в особенностях их формы и строения,
имеют большое значение в естественном
иммунитете растений.

Устойчивость
к внедрению может определяться следующими
факторами:

восковым
налетом, благодаря которому инфекционные
капли скатываются с листьев;
опушенностью
листьев, препятствующей попаданию
патогенов на поверхность эпидермиса;
строением
и количеством устьиц, толщиной кутикулы
(чем меньше число устьиц и чечевичек
приходится на единицу поверхности
поражаемых органов, чем меньше устьичные
щели, тем меньше у патогена шансов на
заражение);
строением
цветка и характером цветения (у видов
растений с закрытым цветением возможность
к поражению возбудителями, проникающими
через рыльца, нектарники и др.части
цветка гораздо меньшая);
наличием
механических преград (в виде склеренхимы,
колленхимы и т.д.);
формой
кроны (деревья с рыхлой и раскидистой
кроной могут меньше поражаться болезнями,
чем деревья с густой, компактной кроной).

Физиолого-биохиические
факторы. К
этой группе факторов пассивного
иммунитета относятся:

особенности
обмена веществ и соотношение процессов
синтеза и гидролиза (отсутствие в
тканях растения-хозяина элементов
питания необходимых для возбудителя,
угнетение патогена токсическими
веществами клеточного сока
растения-хозяина);
высокое
содержание в тканях растений углеводов,
белков и продуктов их распада (имеет
значение как общее содержание, так и
качественный состав, причем зависимость
между особенностями углеводного и
белкового обмена растения-хозяина и
его устойчивостью связана с типом
питания патогена, степенью его
паразитической активности и специализации,
например, у растений устойчивых к
факультативным паразитам и факультативным
сапротрофам более высокое содержание
углеводов, чем у восприимчивых;
наличие
химических соединений, выполняющих
защитную функцию (фенольные соединения,
глюкозиды, алкалоиды, эфирные масла,
дубильные вещества, пигменты, смолы,
терпены и другие вещества). Одни из
этих веществ являются токсичными для
паразитов сами по себе, другие принимают
участие в биохимических реакциях
клетки, ведущих к образованию токсических
соединений;
наличие
антибиотических веществ (фитонцидов).
Роль фитонцидов могут выполнять
эфирные масла, дубильные вещества,
альдегиды и пр. Фитонциды обусловливают
неспецифический иммунитет к сапрофитным
микроорганизмам, сдерживая их
приспособление к обмену веществ
растения-хозяина;
физико-химические
особенности тканей растительных клеток
(проницаемость цитоплазмы, осмотическое
давление и кислотность клеточного
сока);
некоторые
функциональные особенности растений
(суточный ритм движений устьиц, характер
прорастания семян, способность к
быстрому заживлению ран и т.д.).

Активный
врожденный иммунитет

Проявление
активного иммунитета носит характер
специфических защитных реакций растения,
возникающих в ответ на заражение.
Различают антиинфекционные и
антитоксические защитные реакции
растений.

Антиинфекционные
защитные реакции
растений направлены непосредственно
против патогена; они препятствуют
распространению паразита в тканях
растения, подавляют его развитие,
приводят к локализации и гибели паразита.
Примерами таких реакций могут служить
реакция сверхчувствительности, явление
фагоцитоза. Реакция сверхчувствительности
проявляется в образовании защитных
некрозов. Явление фагоцитоза представляет
собой внутриклеточное переваривание
мицелия гриба или бактерий. При
внутриклеточном переваривании возникают
активные цитоплазматические реакции,
действующие в направлении ослабления,
локализации и уничтожении патогена. И
хотя это переваривание мицелия не бывает
полным, оно задерживает его развитие,
и растение становится иммунным к данной
болезни.

Антитоксические
защитные реакции растений
направлены главным образом на
обезвреживание ферментов, токсинов и
других вредных продуктов жизнедеятельности
патогена. К реакциям этого типа можно
отнести образование фитоалексинов,
перестройку и активизацию деятельности
ферментных систем, образование
«механических барьеров» из пробковой
ткани и др.

Фитоалексины
являются токсическими веществами,
возникающими у растений при нападении
патогена. Как и фитонциды фитоалексины
обладают антибиотическим действием,
подавляя или задерживая развитие грибов,
бактерий и пр. Но в отличие от фитонцидов,
фитоалексины вырабатываются растениями
уже зараженными, в ответ на внедрение
патогена и являются результатом
взаимодействия метаболитов патогена
и метаболитов растения-хозяина.
Фитоалексины являются фактором
неспецифического иммунитета. Установлено,
что фитоалексины синтезируются как
устойчивыми, так и восприимчивыми
формами растений. Однако устойчивые
растения синтезируют их быстрее и в
больших количествах.

Деятельность
ферментных систем растения заключается
в том, что они вступают во взаимодействие
с выделениями патогена, инактивируют
гидролитические ферменты возбудителя,
снижают их активность или подавляют
синтез этих ферментов патогеном. Кроме
этого они нейтрализуют токсины
возбудителя, разрушая их или окисляя
до безвредных для растения соединений.
Примером активного сопротивления
растения паразиту, проявляющегося в
образовании механического барьера,
задерживающего распространение патогена,
является образование в корнях деревьев,
зараженных опенком, слоев вторичной
перидермы, которые препятствуют
распространению токсинов гриба в
вышележащие части дерева.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

immunitet rastenii

Иммунитет растений можно определить как полную невосприимчивость к болезням при наличии жизнеспособного возбудителя заболевания и всех необходимых условий для заражения. На практике чаше говорят об устойчивости к заболеваниям, которую можно охарактеризовать как генетическую особенность некоторых растений поражаться болезнью в слабой степени. Иммунитет абсолютен, устойчивость всегда относительна. Как и иммунитет, устойчивость определяется особенностями генома, причём существуют гены устойчивости не только к возбудителям заболеваний, но и к неблагоприятным факторам среды.

Прямой противоположностью иммунитета — является восприимчивость- неспособность растения противостоять заражению и распространению патогена. В некоторых случаях восприимчивое растение по отношению к некоторым возбудителям может быть толерантным, или выносливым к другим, т.е. оно не снижает или незначительно снижает свою продуктивность (количество и качество урожая), будучи заражённым.

Различают специфический и неспецифический иммунитет. Первый проявляется на уровне сорта по отношению к определённым возбудителям и называется ешё сортовым иммунитетом. Второй, или неспецифический (видовой) иммунитет можно определить как принципиальную невозможность данного вида растений заразиться конкретными видами патогенов или сапротрофов. Например, томат не поражается возбудителями головнёвых болезней злаков, огурец не поражается килой капустных, перец возбудителем парши яблони и т.д.

Иммунитет может быть врождённым или приобретённым. Врождённый, или естественный, иммунитет контролируется генетически и передается по наследству. Он может быть пассивным или активным. Пассивный иммунитет определяется конституциональными особенностями только растения и не зависит от особенностей патогена. Факторы пассивного иммунитета подразделяются на две группы:

Анатомо-морфологические факторы:
• Толщина покровных тканей имеет значение в тех случаях, когда возбудители проникают в растение непосредственно через кутикулу (в основном представители несовершенных грибов).
• Строение устьиц имеет значение для проникновения возбудителей пероноспороза, ржавчины и некоторых видов бактерий, которые попадают в растения через устьица.
• Опушённость листьев играет важную роль как фактор устойчивости растений к вирусным патогенам, т.к. опушённые листья менее доступны для питания сосущих вредителей — переносчиков вирусов. Иногда эта же опушённость облегчает заражение растений ВТМ контактным способом.
• Восковой налёт на плодах или стеблях снижает вероятность заражения патогенами, которым необходима поверхностная капельно-жидкая влага. Иногда восковой начёт является также и механическим препятствием для внедрения паразита.
• Габитус растений определяет вероятность заражения. Например, сорта томата с рыхлым строением куста лучше проветриваются и в меньшей степени поражаются фитофторозом (инфекционные капли на листьях высыхают быстрее).

Физико-химические факторы:
• Химический состав растений влияет на устойчивость к заболеваниям и определяет наличие или отсутствие в тканях растения необходимых для патогена питательных веществ. Известно, что количество углеводов в тканях, а также их соотношение изменяются с возрастом и определяют лёжкость овощей в период хранения. Например, чем больше степень созревания лука, тем выше его лёжкость.
• Ингибиторы содержатся в растительных тканях и препятствуют развитию патогенов. К ним относят фитонциды — конституциональные антибиотические вещества высших растений различной химической природы. Фитонциды участвуют в реакциях пассивного неспецифического иммунитета, обеспечивая защиту от сапротрофов и нехарактерных для данного вида растения патогенов.
• Алкалоиды, фенолы, эфирные масла, содержащиеся в растениях, токсичны для многих фитопатогенов.
• Осмотическое давление в тканях растения также является фактором, определяющим иммунитет. Для успешного паразитирования биотрофных грибов их клетки должны иметь большее осмотическое давление, чем клетки растения-хозяина.
Факторы активного иммунитета проявляются только при контакте растения и возбудителя. Выделяют несколько факторов активного иммунитета:
• Реакция сверхчувствительности. Это явление быстрого отмирания клеток растения в непосредственной близости от места заражения. В результате патоген оказывается блокированным слоем мёртвых клеток и погибает. Это — распространённая реакция растительной ткани в ответ на инфицирование облигатными паразитами (грибами, вирусами). Гибель патогена в некротизированной ткани происходит не только вследствие непригодности отмерших клеток как питательного субстрата, но и в результате повышения в них концентрации антимикробных веществ.
• Синтез фитоалексинов, являющихся антибиотическими веществами растений, которые вырабатываются при контакте с возбудителями болезней. В настоящее время известно свыше 300 подобных веществ. Химическая структура фитоалсксинов определяется видом растения. Они синтезируются в здоровых клетках, примыкающих к инфицированным. Их активность начинает проявлялся при контакте со специальными веществами (элиситорами), выделяемыми из заражённой клетки.
• Повышение активности окислительных ферментов (пероксидазы, полифенолоксидазы и др.) приводит к снижению активности гидролитических ферментов патогена, обезвреживанию его токсинов и накоплению токсичных для возбудителей продуктов окисления фенолов — хинонов.

Приобретённый, или искусственный, иммунитет проявляется в процессе онтогенеза, не закрепляется в потомстве и действует в течение одного, реже — нескольких вегетационных периодов. Для формирования приобретённого иммунитета к инфекционному заболеванию растения обрабатывают биологическими и химическими иммунизаторами. При биологической иммунизации обработку осуществляют ослабленными культурами патогенов (вакцинация) или их метаболитами. Например, растения томата, заражённые слабопатогенным штаммом ВТМ, в дальнейшем не поражаются более агрессивными штаммами этого вируса.

Химическая иммунизация, как один из приёмов профилактики заболеваний, основана на использовании веществ, называемых индукторами устойчивости, или иммуномодуляторами.

Они способны активизировать протекание защитных реакций. Таким эффектом обладают некоторые системные фунгициды, производные фенола, хитозам и пр. К зарегистрированным иммуномодуляторам относят также препараты Нарцисс, Иммуноцитофит и др.

Источник