122. Газоустойчивость растений. Формы устойчивости.

Ответ. Под газоустойчивостъю понимают способность растений сохранять жизнедеятельность при загрязнении внешней среды вредными газами. Газоустойчивость у различных растений неодинакова. В основе различий разных видов лежат их физиологобиохимические и биологические особенности. В зависимости от механизмов, ее определяющих, газоустойчивость классифицируется как: биологическая, анатомо-морфологическая, физиолого-биохимическая. Под биологической газоустойчивостью следует понимать зависимость устойчивости растений от биологических особенностей (фазы роста и развития, скорости роста, наличия критических периодов), систематического положения и географического происхождения, светолюбия и др. Анатомо-морфологическая устойчивость связана с особенностями строения растений. Скорость поглощения газов зависит от числа устьиц, динамики их движения (степени открытия) в течение суток, толщины кутикулы, эпидермиса, толщины губчатой ткани, отношения высоты палисадной ткани к высоте губчатой и объема полостей в губчатой паренхиме. Физиолого-биохимическая устойчивость определяется индивидуальными особенностями метаболизма растений, скоростью протекания биохимических реакций, способностью утилизировать ядовитые вещества, связывать их белками цитоплазмы и т.д. Устойчивость растений к вредным газам определяется в значительной мере способностью устьиц закрываться в ответ на увеличение концентрации газов в воздухе. Важен также уровень содержания в клетках катионов (К+, Са2+, Na+), способных нейтрализовать кислоты, поддерживая постоянство pH цитоплазмы. Для газоустойчивости существенна способность растений: регулировать поступление токсических газов, поддерживать буферность цитоплазмы и её ионный баланс, осуществлять детоксикацию образующихся ядов.

123. Физиолого-биохимические основы устойчивости растений к фитопатогенам.

Ответ. Болезни растений вызываются паразитическими грибами, бактериями, вирусами, вироидами, микоплазмами, нематодами. Нематоды и растения-паразиты могут быть переносчиками вирусов. Различают следующие группы патогенов. Факультативные (необязательные) паразиты, которые, являясь сапрофитами, живут на мертвых остатках растений, но могут поражать живые ослабленные растения. Факультативные сапрофиты ведут в основном паразитический образ жизни и реже - сапрофитный. Облигатные (обязательные) паразиты поражают только живые растения. Устойчивость растений к патогенам определяется, как было установлено Х. Флором в 50-е годы 20 века взаимодействием комплементарной пары генов растения-хозяина и патогена, соответственно, гена устойчивости (R) и гена авирулентности (Аvr). Специфичность их взаимодействия предполагает, что продукты экспрессии этих генов участвуют в распознавании растением патогена с последующим активированием сигнальных процессов для включения защитных реакций. Циклоаденилатная сигнальная система. Взаимодействие стрессора с рецептором на плазмалемме приводит к активации аденилатциклазы, которая катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) из АТФ. цАМФ активирует ионные каналы, включая кальциевую сигнальную систему, и цАМФ-зависимые протеинкиназы. Эти ферменты активируют белки-регуляторы экспрессии защитных генов, фосфорилируя их. MAP-киназная сигнальная система. Активность протеинкиназ повышается у растений, подвергнутых стрессовым воздействиям (синий свет, холод, высушивание, механическое повреждение, солевой стресс), а также обработанных этиленом, салициловой кислотой или инфицированных патогеном. Кальциевая сигнальная система. Воздействие различных факторов (красного света, засоления, засухи, холода, теплового шока, осмотического стресса, абсцизовой кислоты, гиббереллина и патогенов) приводит к повышению содержания ионов кальция в цитоплазме за счет увеличения импорта из внешней среды и выхода из внутриклеточных хранилищ (эндоплазматического ретикулума и вакуоли). Устойчивость растений к патогенам основана на разнообразных механизмах защиты. В целом эти механизмы подразделяют на: конституционные, то есть присутствующие в тканях растения-хозяина до заражения, и индуцированные, то есть возникшие в ответ на контакт с паразитом или его внеклеточными выделениями. Конституционные механизмы: особенности структуры тканей, обеспечивающие механический барьер для проникновения патогена, способность к выделению веществ с антибиотической активностью (например, фитонцидов), отсутствие или недостаток веществ, жизненно важных для роста и развития паразита. Индуцированные механизмы: усиление дыхания, накопление веществ, обеспечивающих устойчивость, создание дополнительных защитных механических барьеров, развитие реакция сверхчувствительности.