Содержание к диссертации
Введение
1. ВВЕДЕНИЕ ........ 4
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
2.1 Физиолого-биохимические факторы устойчивости виноградного растения к болезням и вредителям. . 6
2.1.1 Участие белков и ферментов в механизмах филлоксероустойчивости винограда 7
2.1.2 Роль белковых веществ в устойчивости виноградного растения к вирусным и грибным заболеваниям 16
2.2.Полиморфизм белков и ферментов и его значение в исследованиях по таксономии, генетике и селекции винограда 19
2.3 Выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования 30
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
3.1 Материал, место проведения и методы выполнения исследований 32
3.1.1 Материал исследований 32
3.1.2 Место и условия проведения работы .... 35
3.1.3 Методы выполнения исследований 36
3.1.4 Усовершенствование метода выделения и электрофоретического разделения легкорастворимых белков и пероксидазы листьев винограда ' 38
3.2 Изучение содержания легкорастворимых белков, сухого вещества, активности пероксидазы листьев и её множественных молекулярных форм в связи с устойчивостью виноградного растения к филлоксере и патогенной микрофлоре 46
3.2.1 Изменения уровня легкорастворимых белков в листьях индикаторных по степени устойчивости сортов винограда в процессе вегетации .... 46
3.2.2 Динамика содержания сухого вещества в листьях исследуемых сортов винограда 62
3.2.3 Характер изменений показателя общей активности пероксидазы листьев в процессе вегетации индикаторных сортов 63
3.2.4 Молекулярный полиморфизм пероксидазы листьев сортов винограда, различающихся по степени устойчивости к филлоксере и патогенной микрофлоре 70
3.3 Анализ электрофоретических спектров пероксидазы
листьев как маркеров генотипа виноградного
растения 75
3.3.1 Исследование некоторых видов и сортов винограда по показателю молекулярного полиморфизма пероксидазы листьев 77
3.3.2 Изучение множественных молекулярных форм пероксидазы листьев у гибридов винограда и
их родительских форм 95
4. вывода 103
5. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ 105
6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 107
7. ПРИЛОЖЕНИЯ 135
- Физиолого-биохимические факторы устойчивости виноградного растения к болезням и вредителям.
- Участие белков и ферментов в механизмах филлоксероустойчивости винограда
- Материал, место проведения и методы выполнения исследований
Физиолого-биохимические факторы устойчивости виноградного растения к болезням и вредителям
Природа устойчивости к болезням и вредителям была и остается одним из актуальных вопросов современной физиологии растений я практики сельского хозяйства.
На протяжении длительной истории фитоиммунологии учеными в разных странах исследовались факторы, обеспечивающие растению устойчивость против воздействия патогенных грибов, вирусов и других вредителей (Вавилов Н.И., 1935; Сухоруков К.Т., 1952; Гойман Э., 1954; Вердеревский Д.Д.,1968; Рубин Б.А., Арциховская Е.В.,1968; Ван дер Планк Я.Е., 1972; Горленко Ы.В., 1973; Рубин Б.А. и др., 1975; Meтлицкий JT.В., 1976; Деверолл Б.Дж.,1980; Ярошенко Т.В., 1980; Богдан Г.П.,1981).
Исследование фитоиммунитета позволило всю совокупность приз--наков, определяющих отношение растения к возбудителю условно разделить на три категории (Рубин Б.А., и др.,1975). К первой из них относятся свойства, которые обнаруживаются в растении вне непосредственного взаимодействия с патогеном. Сюда относят анатомо-морфологические признаки растения, особенности его химического со става- белки и продукты их распада, углеводы и др. К второй категории авторы считают возможным отнести признаки и свойства, которые выявляются только вследствие непосредственного контакта растения-хозяина с патогеном.
К третьей группе признаков относят те явления, которые по своему значению приближаются к приобретенному иммунитету. Имеются в виду случаи, когда в результате ответных реакций, вызванных возбудителем инфекции или другими факторами (спонтанные мутации,веге тативные прививки и др.) растение становится невосприимчивым к воздействию возбудителя.
Все большое число сторонников приобретает точка зрения, что среди факторов устойчивости важная роль принадлежит белкам, бело-ксинтезирующим системаїл клетки и генетически связанным с ними морфологическим структурам и каталитическим механизмаїл (Рубин Б.А. и др.,1975; Богдан Г.П.,1981).
Участие белков и ферментов в механизмах филлоксероустойчивости винограда
Первые высказывания о роли физшлого-биохшлических факторов в процесса;: устойчивости винограда найдены в работах Petri Ь. (1909) и Вбглег С. (1927). Авторы излагают гипотезу о ведущей роли дубильних веществ в устойчивости к филлоксере. Причем дубильным веществам отводилась роль инактиватороз ферментов слюны филлоксеры. Принц ЯЛІ. (1951) в связи с наличием у филлоксеры закрытого кишечника указывал, что ферменты, которые насекомое выделяет в корень или лист устойчивых форм винограда, инактивируются, т.е. данные ферменты не способны расщеплять крахмал,белки и :щры. Механизм инактивирования ферментов с.шоны филлоксеры автор объясняет окислительно-восстановителъными процессами, зависящими от количества фенолов и водорастворимых белков: чем больше фенолов и меньше водорастворимых белков, тем больше инактивируются ферменты.
Костик Ф.Д. (1953) установил, что устойчивые к филлоксере сорта винограда характеризуются высоким содержанием дубильных веществ и низким содержанием небелковых форм азотистых соединеыш:. Причем в тканях устойчивых сортов преобладает таннидная Фракция дубильного комплекса. 7 сорта Rtfxzri a х fluj esfcKtf 101-14 содержание белкового азота (в % к общему) 80,3$, а у Шаслы белой - 93,5$. На основании полученных данных, автор делает вывод, что насыщенность тканей сорта доступными для питания филлоксеры простиш формами питательных веществ определяет собой устойчивость или пора-жаемостъ сорта винограда филлоксерой.
Веденеева 3.0. (1952) и Добровольский А.Н. (1953), однако, указывают, что фенольно-белковая теория, изучающая корреляцию между филлоксероустойчивостыо и наличием или отсутствием в тканях фенолов и водорастворимых белков имеет методологический порок, т.к. она рассматривает иммунитет виноградной лозы вне условий внешней среды, как пассивное химическое качество. Добровольский Л.П.(1953) наблюдал, что в начале заражения на корнях неустойчивого сорта Шасла белая начинается усиленный приток органических веществ к месту питания филлоксеры, затем быстро образуются новые, большие, СЛРШКОЫ водянистые дегенерирующие клетки. Вскоре такие клетки заселяются микроорганизмами, вызывающими гниение корнем. Иную картину автор наблюдал на корнях филлоксероустойчивых подвоев, у которых большая часть поступающих органических веществ идет на процессы, связанные с образованием пробкового камбия, преграждающего путь микроорганизмам. Им же показано, что уколы и попытки филлоксеры питаться на корнях VLILS ҐОІ.ЦГ\ІІОІКО( не вызывают реакции в виде транспорта органических веществ к месту укола. В данном случае проявляется эффект сверхчувствительности клеток -проколотая клетка п несколько окружающих ее клеток быстро разрушаются, изолируя филлоксеру от источника питания.
Имеющиеся в литературе данные о связи между количественным содержанием азота и устойчивостью растений к болезням и вредителям отличаются большим разнообразием. Показано, что высокое содержание общего азота в растительной ткани создает благоприятные условия дчя развития паразита, которые способствуют более значительному пораженшо фитопатогепными микроорганизмами. Однако, есть и противоположные данные, в которых такая зависимость оспаривается (Ыатышевская а.О., 1975),
Материал, место проведения и методы выполнения исследований
Материалом для исследований слунили эталонные по устойчивости к филлоксере и патогенной микрофлоре сорта - дифференциаторы: представители разных видов рода Vctlg а также сорта в пределах европейского вида V. vlnifera L. (Табл.3.1).
Пошшо сортов - дифференциаторов были изучены сорта и гиб -ридные формы селекции ЗІїї ПЇ ВнВ "Магарач" : Рубиновый Магарача (неустойчивы!-!, 5 баллов устойчивости по шкале Недова П.Н.); Антей магарачокик и Подарок Магарача (новые комплексно устойчивые сорта, 2 балла); Ыагарач i 124-66-30 (3 балла).
Материалом для изучения молекулярного полиморфизма перокси-дазы винограда служили листья разных видов винограда, а такие ряда гибридных оюрм и их родптальегеих сортов (табл.3.2). Для работы использовали листья среднего яруса (6-7 уровень прикрепления по побегу).
Степной опорный пункт "Магарач" расположен в центрально-степном природном районе Крыма, в зоне полусухого, континентального климата. Макрорельеф - волнистая равнина, мезорельеф - равнина, микрорельеф - слегка зогнутык участок. Почва в основном - чернозем южный, тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках, что типично для зоны проведения эксперимента. Мощность гумусового горизонта составляет до 60 см.
Отрицательным свойством этих почв является довольно высокое содержание илистых и глинистых фракций и минералов, что значительно повышает гигроскопичность гумусового горизонта (до 12$), сокращая тем самым запасы доступной для растения влаги (до 50% от величины полной полевой влагоемкости).
Годовые осадки в среднем составляют 403 мм, из которых весной выпадает 84, летом - 146, осенью - 89 и зимой - 84 мм. Летний период характеризуется сильными суховеями и высокими температурами, что способствует значительному испарению почвенной влаги. Максимальная температура воздуха в этот период может достигать +35; +40, среднемесячные температуры в это время составляют + 22,5 -+ 23,5.
В степном Крыму часто наблюдаются почвенные засухи, что отрицательно сказывается на величине и качестве урожая. Зимы бывают суровые с критическими (- 31, - 33) для виноградного растения отрицательными температурами. Средний абсолютный максимум за последние годы составляет - 18. Снежный покров незначительны и пункте ВНИИ ВиВ "Магарач" и оценке сортов и гибридных форм винограда на устойчивость к филлоксере и патогенной микрофлоре осзтце-ствляется ст.науч.сотр.отдела селекции,в:аіід.с.-х.наук УсатовымВ., под руководствоі. . д.б.н.,проф.Голодрпгп II.Я. и д.б.н.Недовш Н.Е. существенного влияния на перезимовку винограда не оказывает. Вино градники на зиму укрываются. Общая сумма активных температур 3385 . Условия произростания исследуемых растений были сравнимые.
