Иммунитет растений (устойчивость к заболеваниям)

Иммуни­тетом у растений называется их способность не за­болевать при установлении непосредственно­го взаимодействия (контакта) с активным воз­будителем заболевания.

Болезни растений вызываются гри­бами, бактериями и насекомыми. Природа иммунитета у растений изучена гораздо слабее, чем у животных. Наличие кутикулы и пробки, покрывающей все органы растения, а также состоящих из целлюлозы оболочек, окружа­ющих каждую клетку, препятствует быстрому распространению болезни по растению. Поэтому многие паразиты проникают в растение сквозь устьич­ные щели, как это отмечено, например, для картофельного грибка. Пара­зит, проникший в растительный организм, вызывает у него ответную ре­акцию.

Внедрение паразита в ткани высшего растения вызывает целый ряд изменений физиологического порядка. Увеличивается проницаемость про­топлазмы и нарушается водный обмен, приводящий к повышенной транспирации, возрастает активность гидролитических ферментов, что влечет за собой распад ряда сложных соединений клетки (белков, крахмала) и их превращение в доступные паразиту более простые формы, разрушается хлорофилл и частично пластиды, нарушается весь обмен веществ (дыхание, фотосинтез, ферментативная деятельность).

Растения обладают химическими средствами защиты. Некоторые рас­тения способны выделять ядовитые для многих бактерий и грибов вещества, открытые Б. И. Токиным и названные им фитонцидами. Следует под­черкнуть неспецифичность фитонцидов, действующих токсически на ряд бактерий и грибов. Широко известно наличие ряда ядовитых веществ у пле­сеней и актиномицетов, влияющих токсически на ряд бактерий. Таков анти­биотик пенициллин, добываемый из плесени Penicillium, стреп­томицин, полученный из одного вида актиномицета.

Несмотря на наличие фитонцидов, такие растения, как лук и чеснок, все-таки поражаются целым рядом бактериальных и грибных заболе­ваний.

Растения больше поражаются грибами, чем бактериями. По-видимому, это связано с более кислой средой тканей растений, которая больше бла­гоприятствует развитию грибов, чем бактерий. Тем не менее известно доволь­но много и бактериальных болезней растений, называемых бактерио­зами.

Проникший в ткани растения паразит выделяет ряд экстрацеллюлярных ферментов и других веществ, комплекс которых получил название ток­синов. В состав токсинов, помимо ферментов, могут входить некоторые органические кислоты и амины, полисахариды и другие соединения.

Выделяя токсины, некоторые паразиты убивают клетки растения-хо­зяина, питаясь продуктами разложения этих мертвых клеток. Иными сло­вами, в ряде случаев имеется настоящий внутренний сапрофитизм. Как уста­новили К. Т. Сухоруков и ряд его учеников, грибок Verticillium dahliae дей­ствительно убивает своими выделениями клетки растения-хозяина и затем использует их для своего питания.

Паразитические формы грибов и бактерий, несомненно, возникли из сапрофитических форм, и явление эндосапрофитизма живо об этом свиде­тельствует. Такое же явление можно отметить и для гриба Botrytis hyssoidea. Он проникает через отмершие ткани в верхушку луковицы лука как сапро­фит, становится паразитом, развиваясь на живых растущих тканях, а затем, убивая их, продолжает свое развитие как сапрофит.

Особенно токсичными выделениями, убивающими клетки растения-хо­зяина, являются факультативные паразиты, которые обычно живут как сапрофита, а поселяясь на живом растении, сначала его убивают, а затем начинают питаться мертвым органическим веществом. В большинстве слу­чаев такие факультативные паразиты являются мало специализированными.

Облигатные (обязательные) паразиты обычно строго специализированы в отношении растения-хозяина. Многочисленные примеры строгой специали­зации дают ржавчинные грибы. Среди ржавчинных грибов встречаются так называемые биологические виды, которые, не различаясь морфологически, отличаются друг от друга только по поражаемому ими растению-хозяину.

Взаимодействие между растением-хозяином и паразитом проходит ряд этапов. По Б. А. Рубину можно различить четыре фазы в процессе пораже­ния растения паразитом.

В первой фазе паразит (обычно спора гриба или бактерии), по­падая на покровные ткани растения, начинает прорастать за счет веществ, вымываемых из тканей растения росой, дождем, поливом. Выделяемые рас­тением питательные вещества вызывают хемотропическое или хемотаксическое движение паразита к тканям растения.

Вторая фаза заключается в проникновении паразита внутрь растения. Большое значение во втором этапе имеет целый ряд анатомических свойств растения, в частности толщина кутикулы и оболочки и т. д. Пара­зит или разрушает механически оболочку клетки, чему способствует свой­ственное большинству паразитических грибов высокое осмотическое давле­ние (50 атм и более), или, чаще, происходит растворение кутикулы, обо­лочки и особенно срединных пластинок клеточных оболочек внедряющимся паразитом.

Третья фаза имеет наибольшее значение для иммунитета, так как здесь и происходит основное физиологическое взаимодействие между растением-хозяином и паразитом. Паразит мобилизует все имеющиеся у него средства нападения, а растение-хозяин — защиты.

Растение реагирует неодинаково на факультативного неспециализи­рованного паразита и на облигатного паразита. Факультативный паразит, например гриб Botrytis, выделяет в значительном количестве токсины, уби­вающие клетки растений. Устойчивые к грибу сорта растений подавляют действие токсинов, в результате чего не происходит сильного некроза тканей. У неустойчивых сортов наблюдается полная деформация и некроз тканей. Материал с сайта http://worldof.school

Облигатные паразиты действуют гораздо более медленно на растение-хозяина, и это позволяет им завершить в организме цикл своего развития. Растение реагирует на внедрение облигатного паразита образованием и на­коплением в протоплазме темноокрашенных продуктов окисления фенолов, пропитывающих в дальнейшем и оболочку клеток. Эти изменения вызывают гибель клетки и часто сопровождаются гибелью паразитов. Клевер, пораженный грибком Erysiphe polygonii, дает у восприимчивого сорта карти­ну более или менее мирного сосуществования гриба и паразита, заканчиваю­щегося истощением растения-хозяина и спороношением паразита. У устой­чивого к этому заболеванию сорта клевера в месте инфекции наблюдается резкое потемнение, некроз части клеток и сильный подъем окислительных процессов. Высокая интенсивность окислительных процессов приводит к обезвреживанию токсинов, а также способствует синтезу веществ (суберин), препятствующих проникновению паразитов.

Четвертую фазу можно считать заключительным периодом взаимодействия обоих организмов. Наблюдаемая здесь картина зависит от степени устойчивости растения-хозяина. Иммунные формы в это время пол­ностью ликвидируют инфекцию, и все процессы приходят в норму. У неим­мунных форм в этот период проявляется ясно выраженное заболевание с полным нарушением процессов обмена веществ и распадом тканей.

На этой странице материал по темам:

• Стать иммунитет растений

• Иммунитет растений реферат