Введение к работе
Актуальность темы. В последние десятилетия остро встала проблема экологизации сельского хозяйства. В целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур используются разнообразные агротехнические приемы. Несмотря на это, потери урожаев из-за болезней растений весьма велики. В результате реальная урожайность значительно ниже потенциальной. К числу защитных мер против патогенов относится селекция сельскохозяйственных растений на устойчивость. Для наиболее полного раскрытия генетически обусловленного защитного потенциала растения, необходимо проводить исследования на всех уровнях: факторах пассивного (конституционного) иммунитета и активных (индуцированных) реакций.
К числу факторов конституционной устойчивости растений относятся лектины и содержание лигнина в клеточной стенке. Такие реакции растений как образование фенолов, фитоалексинов, лигнина, активизация окислительных ферментов, перекисных радикалов, ингибиторов протеин'аз, относятся к факторам индуцированной устойчивости. Но эти же реакции часто играют роль в защите от любого стресса и являются скорее следствием, чем причиной специфического узнавания.
В Нечерноземье ведущей белковой и седеративной культурой является горох. В последние годы существенные потери урожая гороха происходят из-за поражения его корневыми гнилями и аскохитозом.
Большое количество научных исследований по изучению факторов устойчивости, проводимых на этой культуре, касалось лишь отдельных реакций иммунитета. Воссоздание целостной картины последовательных биохимических реакций, начиная с момента первого контакта гриба с растением, позволит сформулировать идею о комплексно устойчивом к грибным инфекциям сорте гороха и вести направленную селекцию на иммунитет.
Вместе с тем, изучение механизмов устойчивости гороха на разных этапах патогенеза и анализ различий между поражаемыми и толерантными сортами гороха позволит создать экспресс-методы быстрой оценки устойчивости форм растений, что позволит существенно снизить материальные, земельные и временные затраты на скрининг сортообразцов на устойчивость к грибам.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение на широком спектре сортов гороха местной селекции и коллекции Бликста, различающихся по устойчивости к аскохитозу и фузариумным корневым гнилям, факторов конституционной и индуцированной устойчивости для формирования модели комплексно устойчивой к грибам-патогенам формы, а также разработка экспресс-методов быстрой оценки устойчивости сортов к грибам, вызывающим аскохитоз и корневые гнили гороха.
В процессе работы решались следующие задачи:
- изучить" реакции конституционной и индуцированной устойчивости здоровых и зараженных органов растений.гороха Pisum sativum L. Исследовали следующие факторы иммунной системы: геммаглютинирующая активность лектинов; содержание лигнина в клеточных стенках растений гороха в норме и
при патогенезе; ферментативную активность окислительных ферментов - пе-роксидазы, каталазы, о-дифенолоксидазы; множественные молекулярные формы пероксидазы; продуцирование фитоалексина пизатина, реакцию сверхчувствительности и активность ингибиторов протеиназ (трипсина и химотрипсина" в семенах. В качестве инфицирующих агентов использовали различные по специфичности патогенные грибы: облигатный паразит Fusarium oxysporun Schlecht и факультативные паразиты Ascochyta pinodes L.K. Jones и Ascochyb pisi Lib.;
разработать экспресс-метод быстрой, оценки степени устойчивоста сортообразцов гороха к грибным инфекциям;
сравнить результаты лабораторной оценки устойчивости сортов с данными полевых опытов.
Научная новизна и практическое значение работы. На широком спектре сортов проведено изучение защитных биохимических механизмов гороха в ответ на инфицирование различными по способу питания и паразитирования патогенными грибами. Исследования проводились на всех этапах патогенеза, начиная с реакции сверхчувствительности и до образования локальных некрозов.
Предложены экспресс-тесты для скрининга устойчивых к грибам форм гороха, основанные на анализе ряда ключевых реакций конституционного г индуцированного иммунитета.
Создана модель комплексно устойчивого сорта гороха на основе физио-
лого-анатомического строения растения и биохимических защитных реакций
Данные исследований имеют прикладное значение для селекционного процес
са. '
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационное работы были доложены на заседании лаборатории индуцированного иммунитета института биохимии им. Баха РАН; симпозиуме "Физико-химические основы физиологии растений и биотехнология" (Москва, 1997); международно? конференции "Биологический и экономический потенциал зернобобовых , крупяных культур и пути его реализации" (Орел, 1997); конференции "Защита растений от вредных организмов в условиях биологизации земледелия" (Орел 1998); III Европейской конференции "Grain Legumes" (Валладолид, 1998).
Публикация результатов. По данным диссертационных исследование опубликовано 3 печатные работы, 3 находятся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 196 страницах машинописного текста, включает 8 таблиц и 26 рисунков. Состоит из введения, і глав, заключения, выводов, рекомендаций производству, списка используемое литературы (274 источника, в том числе 122 иностранных), 17 приложений.
