Устойчивость растений к инфекционным заболеваниям

Обновлено: 05.10.2024

Презентация на тему: " Устойчивость растений к инфекционным заболеваниям." — Транскрипт:

1 Устойчивость растений к инфекционным заболеваниям

3 Инфекционные болезни растений вызываются : Паразитическими грибами; Паразитическими грибами; Бактериями; Бактериями; Вирусами; Вирусами; Растительными почвенными нематодами (фито гельминты); Растительными почвенными нематодами (фито гельминты); Паразитическими цветковыми растениями (повилика, заразиха, омела) Паразитическими цветковыми растениями (повилика, заразиха, омела)

4 Характеристика возбудителей болезней. Различают следующие группы патогенов: 1. Факультативные (необязательные) паразиты – являются сапрофитами, живут на мертвых остатках растений, но могут поражать и живые ослабленные растения. Легко культивируются на питательных средах, поражают растения многих видов и таксономических групп. Типичный паразит – возбудитель серой гнили Botrytis cinerea.

5 Серая гниль винограда

6 Botrytis cinerea – Серая гниль

7 2. Факультативные сапрофиты – ведут в основном паразитический образ жизни на небольшом числе видов, реже – сапрофитный. Типичный представитель – возбудитель фитофтороза картофеля Phytophthora infestans.

8 3. Облигатные (обязательные) паразиты - не могут существовать без растения-хозяина одного или близких родов. К облигатным паразитам относятся все вирусы, многие грибы-паразиты (например, возбудитель бурой ржавчины пшеницы ), но не бактерии. не могут существовать без растения-хозяина одного или близких родов. К облигатным паразитам относятся все вирусы, многие грибы-паразиты (например, возбудитель бурой ржавчины пшеницы ), но не бактерии.

9 По характеру питания патогены делятся на : Некротрофы поселяются на предварительно убитой ими ткани. Клетки растения-хозяина погибают под действием токсинов, выделяемых патогеном, а затем содержимое клеток расщепляется внеклеточными гидролитическими ферментами, выделяемыми паразитом. поселяются на предварительно убитой ими ткани. Клетки растения-хозяина погибают под действием токсинов, выделяемых патогеном, а затем содержимое клеток расщепляется внеклеточными гидролитическими ферментами, выделяемыми паразитом.Биотрофы некоторое время сосуществуют с живыми клетками хозяина. Проникают туда, минуя системы защиты растения, не выделяя вредных токсинов. Обитает в межклетниках, питательные вещества получает с помощью гаусторий. Сосуществование продолжается до спороношения гриба, после чего растение начинает повреждаться. некоторое время сосуществуют с живыми клетками хозяина. Проникают туда, минуя системы защиты растения, не выделяя вредных токсинов. Обитает в межклетниках, питательные вещества получает с помощью гаусторий. Сосуществование продолжается до спороношения гриба, после чего растение начинает повреждаться.

10 Патогены воздействуют на растение-хозяина с помощью выделяемых гидролитических ферментов и токсинов. Ферменты растворяют компоненты клеточных стенок и срединные пластинки, облегчая тем самым внедрение паразита в ткани растения-хозяина и одновременно обеспечивая его питанием. Фитотоксины – токсины, выделяемые некротрофами и убивающие растения. Не обладают специфичностью, способны повреждать многие растения. Фитотоксины – токсины, выделяемые некротрофами и убивающие растения. Не обладают специфичностью, способны повреждать многие растения. Вивотоксины – выделяются патогеном в среду, если он является сапрофитом, и в ткани растения – при паразитизме; индуцируют ряд симптомов болезни. Вивотоксины – выделяются патогеном в среду, если он является сапрофитом, и в ткани растения – при паразитизме; индуцируют ряд симптомов болезни. Наиболее полно симптомы болезни вызываются токсинами паразита, заражающего данный вид, т. е. специфичными к данному растению-хозяину - патотоксинами. Наиболее полно симптомы болезни вызываются токсинами паразита, заражающего данный вид, т. е. специфичными к данному растению-хозяину - патотоксинами.

11 Свойства паразитических организмов: 1. Патогенность – способность микроорганизмов вызывать заболевания. 2. Вирулентность – способность патогена поражать или не поражать растение. Присуща патогенным видам, различающимся способностью поражать разные растения ; могут иметь несколько форм, паразитирующих на различных растениях одного рода (например, Puccinia graminis паразитирует на пшенице, овсе, рисе и других злаках ). 3. Агрессивность – выражает степень поражения ими восприимчивых растений и определяется скорость роста паразита, факторами внешней среды.

12 БАКТЕРИАЛЬНЫЕ БОЛЕЗНИ Кольцевая гниль картофеля. Возбудитель Coryne-bacterium sepedonicum.

13 Бурая бактериальная гниль Возбудители - Phytophthora, Monilinia, Pseudomonas, Rhizoctonia

14 Болезни, вызываемые грибами- паразитами. Фузариозная сухая гниль Возбудители - грибы рода Fusarium

15 Резиновая гниль Возбудитель - Geotrichum candidum

17 Каждый сорт растения поражается только совместимой с ним расой специализированного патогена, обладающей комплементарным к гену устойчивости растения геном вирулентности. Вертикальная устойчивость - сорт к одним расам патогена проявляет устойчивость, а к другим – нет. Горизонтальная (полевая) устойчивость – Обеспечивает низкий, средний или высокий уровень устойчивости ко всем расам патогена.

18 Механизмы защиты растений от болезней

19 Конституционные механизмы 1. Особенности структуры тканей, обеспечивающие механический барьер для проникновения инфекции: 2. Способность к выделению веществ с антибиотической активностью; 3. Создание в тканях недостатка веществ, жизненно важных для роста и развития паразита

20 Индуцированные механизмы устойчивости – характеризуются реакцией растения-хозяина на инфекцию : усиление дыхания и энергетического обмена растений; усиление дыхания и энергетического обмена растений; накопление веществ, обеспечивающих неспецифическую устойчивость (фитонциды, фенолы); накопление веществ, обеспечивающих неспецифическую устойчивость (фитонциды, фенолы); возникновение реакции сверхчувствительности; возникновение реакции сверхчувствительности; синтез фитоалексинов синтез фитоалексинов

21 Механические компоненты защиты: До инфекции: - наличие покровных тканей (механический и токсический барьер); - наличие покровных тканей (механический и токсический барьер); - отложение воска на кутикуле эпидермальных клеток (делает поверхность органа гладкой, плохо смачиваемой водой – нет условий для прорастаний спор-паразитов); - отложение воска на кутикуле эпидермальных клеток (делает поверхность органа гладкой, плохо смачиваемой водой – нет условий для прорастаний спор-паразитов);

22 Изменение барьеров ПОСЛЕ заражения: Усиление лигнификации клеточных стенок – повышается механическая прочность оболочек, ограничивается распространение токсинов паразита и приток питательных веществ из растения к клеткам паразита, защита компонентов стенки от атаки ферментами патогена; Усиление лигнификации клеточных стенок – повышается механическая прочность оболочек, ограничивается распространение токсинов паразита и приток питательных веществ из растения к клеткам паразита, защита компонентов стенки от атаки ферментами патогена; Образование перидермы – механический барьер между некротизированными клетками очага инфекции и живыми клетками; Образование перидермы – механический барьер между некротизированными клетками очага инфекции и живыми клетками; Утолщение клеточной стенки, образование бугорка-папиллы, содержащего лигнин и кремний; Утолщение клеточной стенки, образование бугорка-папиллы, содержащего лигнин и кремний; Образование тилл – выпячивания в сосудах, представляющие собой содержимое соседних клеток, покрытое пектиновым слоем. Образование тилл – выпячивания в сосудах, представляющие собой содержимое соседних клеток, покрытое пектиновым слоем.

23 Важная роль в неспецифической устойчивости растений: Фитонциды – низкомолекулярные вещества разнообразного строения, способные задерживать развитие и убивать микроорганизмы. Летучие фитонциды защищают растение от патогенов над поверхностью органов, нелетучие – локализованы в покровных тканях и участвуют в создании защитных свойств поверхности. Фитонциды – низкомолекулярные вещества разнообразного строения, способные задерживать развитие и убивать микроорганизмы. Летучие фитонциды защищают растение от патогенов над поверхностью органов, нелетучие – локализованы в покровных тканях и участвуют в создании защитных свойств поверхности. Фенолы – инактивируют экзоферменты патогенов, необходимы для синтеза лигнина. Фенолы – инактивируют экзоферменты патогенов, необходимы для синтеза лигнина.

24 Сверхчувствительность - быстрое отмирание клеток устойчивого сорта в месте контакта с патогеном в ответ на внедрение биотрофных организмов

25 Фитоалексины - низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами. - низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами. * Синтезируются в живых клетках, граничащих с погибающими, вследствие реакции сверхчувствительности. * Синтезируются в живых клетках, граничащих с погибающими, вследствие реакции сверхчувствительности. * Подавляют рост фитопатогенов, дезактивируют их экзоферменты. * Подавляют рост фитопатогенов, дезактивируют их экзоферменты.

Растения обладают защитой от огромного числа биотических факторов, прежде всего от микроорганизмов. Устойчивость к болезни есть способность растения предотвращать, ограничивать или задерживать ее развитие.

Работа состоит из 1 файл

Растения обладают защитой от огромного числа биотических факторов.doc

Устойчивость может быть:

Видовая или неспецифическая защищает растения от огромного количества сапрофитных микроорганизмов. Этот тип устойчивости называется фитоиммунитетом.. Благодаря видовой устойчивости каждый вид растений поражается лишь немногими возбудителями.
Специфическая или сортовая утойчивость имеет отношение к паразитам, способным преодолевать видовую устойчивость растения и поражать растение в той или иной степени.

Инфекционные болезни растений вызываются паразитическими грибами и бактериями, вирусами, растительными почвенными нематодами (фитогельминты), паразитическими цветковыми растениями.

Различают следующие патогенны:

Факультативные паразиты живут на мертвых остатках растений, но могут поражать и живые ослабленные растения. Представитель – возбудитель серой гнили.
Факультативные сапрофиты ведут в основном паразитический образ жизни. Пример – фитофтороза картофеля.

По характеру питания факультативные паразиты и факультативные сапрофиты это некротрофы – они поселяются на мертвой ткани растения. Клетки растения-хозяина погибают под действием токсинов, выделяемых патогенном, а затем содержимое клеток расщепляются внеклеточными гидролитическими ферментами.

Облигатные паразиты не могут существовать без растения-хозяина. Сюда относятся все вирусы, многие грибы-паразиты растений, но не бактерии. Облигатные паразиты это биотрофы – сосуществуют с живыми клетками растения-хозяина.

Механизмы защиты. Устойчивость растений к болезням основана на разнообразных механизмах защиты. Эти механизмы подразделяются на:

Конституционные, т.е. присутствующие в тканях растения-хозяина до инфекции. Включают в себя особенности структуры тканей, обеспечивающие механический барьер для проникновения инфекции; способность к выделению веществ с антибиотической активностью; создание в тканях веществ, жизненно важных для роста и развития паразита.
Индуцированные, или возникшие в ответ на контакт с паразитом. Характеризуются реакцией растения-хозяина на инфекцию: во всех случаях усиливается дыхание и энергетический обмен растения; накапливаются вещества, обеспечивающую общую неспецифическую устойчивость; создаются дополнительные механические барьеры; возникает реакция сверхчувствительность; синтезируются фитоалексины. Общая стратегия защиты растения состоит в том, чтобы не допустить воздействия паразита на свои клетки или локализовать инфекцию и привести, патогенна к гибели.

Защитой против токсинов и эзкоферментов некротрофа служит дезактивация их в клетках растения. Устойчивость к биотрофам создается с помощью механизмов распознавания паразита, включения реакции сверхчувствительности для образования зоны некроза, лишающей патогенна жизненно необходимых компонентов питания, и последующего уничтожения его в этой зоне с участием синтезированных в ответ на инфекцию фитоалексинов.

Устойчивость к некротрофам обеспечивают следующие механизмы: детоксикация токсинов паразита; потеря устойчивыми растениями чувствительности к специализированным патотоксинам; связывание токсина у восприимчивых растений с рецептором в плазмолемме хозяина, в результате чего наступает гибель клетки (у устойчивого сорта нет рецепторов, способных связывать токсин, и повреждение не наступает); возможно, что в ответ на гидролитические ферменты паразита растения синтезируют белки-антиферменты к ним.

Механические компоненты защиты. Взаимодействие растения-хозяина и паразита происходит на поверхности растения. Патоген вначале должен удержаться на поверхности органа. Этому у многих растений препятствует отложение воска на кутикуле эпидермальных клеток, что делает поверхность гладкой, плохо смачиваемой водой, необходимой для прорастания спор. Патогены (грибы, бактерии, вирусы) преодолевают этот барьер через устьица, чечевички, а грибы – через кутикулу, активно воздействуя на нее. Эти защитные свойства присущи на поверхности растения до инфекции. Но инфекция индуцирует активную реакцию клеток и вызывает изменение этих барьеров:

Широко распространенной защитной реакцией на заражение является усиление лигнификации клеточных стенок. Лигнификация резко затрудняет проникновение паразита. Этот процесс повышает механическую прочность оболочек, ограничивает распространение токсинов паразита и приток питательных веществ из растения к клеткам паразита, защищает компоненты стенки от атаки ферментами патогенна.
Механическим барьером между некротизированными клетками очага инфекции и живыми клетками становится образующаяся при этом перидерма. Она препятствует распространению паразита, затрудняет приток веществ к некрозуиз живых клеток, защищает здоровые клетки растения-хозяина от токсических продуктов некротизированных клеток.
Если возбудитель образует на поверхности листа апрессорий (орган-присоску для преодоления клеточной стенки), то непосредственно под ним клеточная стенка утолщается. Образуется бугорок-папилла, содержащий лигнин и кремний. Его своевременной формирование не позволяет паразиту проникнуть в клетку.
Тиллы – образуются в проводящей системе растения в виде выпячивании в сосудах, представляющими собой содержимое соседних паренхимных клеток, покрытое пектиновым чехлом.

Фитонциды и фенолы. К фитонцидам относятся низкомолекулярные вещества разнообразного строения (хиноны, гликозиды, спирты и т.д.), способные задерживать развитие или убивать микроорганизмы. Выделяясь при ранении (лука, чеснока), летучие фитонциды защищают растение от патогенов уже над поверхностью органов. Нелетучие фитонциды локализованы в тканях и участвуют в создании защитных свойств поверхности. Внутри клеток они могут накапливаться в вакуоли.

Фенолы и хиноны окисляются при повреждении клетки и участвуют в образовании меланинов, от которых зависит темный цвет отмерших клеток. Фенольные соединения инактивируют экзоферменты патогенов и необходимы для синтеза лигнина.

Сверхчувствительность. В ответ на внедрение биотрофных паразитов в клетки устойчивого сорта в месте контакта с патогенном они быстро отмирают. Эта реакция получила название сверхчувствительности. У восприимчивых сортов клетки тканей остаются живыми, и паразит распространяется по тканям. Отмирание нескольких клеток приводит к образованию некроза, что останавливает распространение паразита. Затем некротическая ткань окружается барьером из перидермы.

Фитоалексины. Это низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами; при быстром достижении антимикробных концентраций они могут выполнять защитную роль в фитоиммунитете.

В здоровых тканях фитоалексины отсутствуют. Они обладают антибактериальным, фунгитоксичным и антинематодным действием. Это кончные продукты измененного заражением метаболизма растения. Они синтезируются в живых клетках, граничащих с погибающими, вследствии реакции сверхчувствительности. Фитоалексины подавляют рост фитопатогенов, дезактивируют их экзоферменты. Транспортируются они по апопласту.

Последовательность включения защитных механизмов растений в ответ на инфекцию:

Паразит воздействует на клетки растения-хозяина с помощью элиситеров.
Мембранные рецепторы растения взаимодействуют с элиситерами паразита.
Образование комплекса элиситер – рецептор индуцирует развитие у растения реакции сверхчувствительности – быструю гибель части клеток и образование некроза.
Отмирание клеток растения-хозяина приводит к возникновению в них регуляторных молекул – производных полимеров матрикса клеточных стенок. Такие регуляторные молекулы называют олигосахаринами.
Олигосахарины погибающих клеток диффундируют к соседним здоровым клеткам и вызывают в них синтез фитоалексинов, обеспечивающих видовой иммунитет и сортовую устойчивость растений.
Некротические участки тканей отделяются от здоровых перидермой.

Растения обладают способностью противостоять действию неблагоприятных факторов среды. Защита от них обеспечивается на клеточном и органных уровнях: анатомическими приспособлениями (наличие кутикулы); специальными органами защиты (колючки, опушение); физиологическими реакциями (прекращение потери воды путем закрывания устьиц, САМ-метаболизм); выработкой защитных веществ (защитные белки, фитоалексины, фитонциды). На организменном уровне добавляются: механизмы, способствующие формированию такого количества плодоэлементов, которое вызревает при неблагоприятных условиях; регенерация утраченных органов; перестройка гормональной системы, ведущая к торможению роста. На популяционном уровне включает отбор, приводящий к возникновению более приспособленных организмов.

При кратковременном действии стрессоров проявляются неспецифические механизмы устойчивости, при длительном – специфические механизмы.

Иммунитет — это невосприимчивость организма к инфекционной болезни при контакте с ее возбудителем и наличии необходимых для заражения условий.
Частные проявления иммунитета — устойчивость (резистентность) и выносливость. Устойчивость заключается в том, что растения какого-либо сорта (иногда вида) не поражаются болезнью или вредителями либо поражаются менее интенсивно, чем другие сорта (или виды). Выносливостью называется способность больных или поврежденных растений сохранять свою продуктивность (количество и качество урожая).
Растения могут обладать абсолютным иммунитетом, который объясняется неспособностью патогена проникнуть в растение и развиваться в нем даже при самых благоприятных для этого внешних условиях. Например, хвойные растения не поражаются мучнистой росой, а лиственные — шютте. Помимо абсолютного иммунитета растения могут обладать относительной устойчивостью к другим заболеваниям, что зависит от индивидуальных свойств растения и его анатомо-морфологических или физиолого-биохимических особенностей.
Различают врожденный (естественный) и приобретенный (искусственный) иммунитет. Врожденный иммунитет — это наследственная невосприимчивость к болезни, сформировавшаяся в результате направленной селекции или длительной совместной эволюции (филогенеза) растения-хозяина и патогена. Приобретенный иммунитет — это устойчивость к болезни, приобретаемая растением в процессе его индивидуального развития (онтогенеза) под влиянием определенных внешних факторов или в результате перенесения данной болезни. Приобретенный иммунитет не передается по наследству.
Врожденный иммунитет может быть пассивным или активным. Под пассивным иммунитетом понимают устойчивость к болезни, которая обеспечивается свойствами, проявляющимися у растений независимо от угрозы заражения, т. е. эти свойства не являются защитными реакциями растения на нападение патогена. Пассивный иммунитет связан с особенностями формы и анатомического строения растений (форма кроны, строение устьиц, наличие опушения, кутикулы или воскового налета) или с их функционально-физиологическими и биохимическими особенностями (содержание в клеточном соке соединений, токсичных для патогенна, или отсутствие необходимых для его питания веществ, выделение фитонцидов).
Активный иммунитет — это устойчивость к болезни, которая обеспечивается свойствами растений, проявляющимися у них только в случае нападения патогена, т.е. в виде защитных реакций растения-хозяина. Ярким примером антиинфекционной защитной реакции может служить реакция сверхчувствительности, которая заключается в быстром отмирании клеток устойчивого растения вокруг места внедрения патогена. Образуется своеобразный защитный барьер, патоген локализуется, лишается питания и погибает. В ответ на заражение растение может также выделять особые летучие вещества — фитоалексины, которые обладают антибиотическим действием, задерживая развитие патогенов или подавляя процесс синтеза ими ферментов и токсинов. Существует также ряд антитоксических защитных реакций, направленных на обезвреживание ферментов, токсинов и других вредных продуктов жизнедеятельности патогенов (перестройка окислительной системы и др.).
Различают такие понятия, как вертикальная и горизонтальная устойчивость. Под вертикальной понимают высокую устойчивость растения (сорта) лишь к определенным расам данного патогена, а под горизонтальной — ту или иную степень устойчивости ко всем расам данного патогена.
Устойчивость растений к болезням зависит от возраста самого растения, физиологического состояния его органов. Например, сеянцы могут полегать только в раннем возрасте, а затем становятся устойчивыми к полеганию. Мучнистая роса поражает только молодые листья растений, а старые, покрытые более толстой кутикулой, не поражаются или поражаются в меньшей степени.
Факторы окружающей среды также значительно влияют на устойчивость и выносливость растений. Например, засушливая погода в течение лета снижает устойчивость к мучнистой росе, а минеральные удобрения делают растения устойчивее ко многим болезням.

Исследование учения Вавилова об иммунитете растений. Этапы взаимодействия между растением-хозяином и паразитом. Анализ метода индуцирования болезнеустойчивости растений с помощью элиситоров. Формирование СВЧ-реакции на листьях, обработанных элиситорами.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	27.04.2020
Размер файла	24,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Институт Фундаментальной Биологии и Биотехнологии

По физиологии растений

Тема: Иммунитет растений (устойчивость к заболеваниям)

1. Иммунитет растений

1.1 Определение

1.2 Типы иммунитета растений

1.3 Учение Вавилова об иммунитете растений

1.4 Облигатные паразиты

1.5 В селекции

1.6 Иммунизация

Список использованной литературы

1. Иммунитет растений

1.1 Определение

Иммунитемт растемний (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, характерных для многих возбудителей, и системой подавления экспрессии генов при помощи РНК (RNA silencing) в качестве противовирусной защиты.

Различают также толерантность растения к вредному организму -- Способность растения сохранять удовлетворительную урожайность и качество продукции при поражении возбудителем болезни или повреждении вредителем. иммунитет растение паразит элиситор

1.2 Типы иммунитета растений

· 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.

У стойчивость растений к болезням, или иммунитет, может проявляться в абсолютной невосприимчивости либо в относительной устойчивости к заболеваниям. В первом случае возбудитель не влияет на состояние растения. Например, шишки сосны никогда не поражаются ржавчиной, а хвойные породы – мучнистой росой.

Врожденный и приобретенный

Причины устойчивости различны, и в зависимости от их характера выделяют врожденный и приобретенный иммунитет.

Врожденный иммунитет передается по наследству, но может изменяться под влиянием многих факторов (состояние растений, агрессивность патогена, условия внешней среды). Растения, обладающие врожденным иммунитетом, по-разному противостоят заражению, т. е. внедрению возбудителя. В одних случаях препятствием для проникновения инфекционного начала служат свойства растения, присущие только ему и существующие независимо от наличия или отсутствия патогена. Такой иммунитет называют пассивным. В других случаях способность противостоять заражению проявляется в быстрой реакции растения только в момент внедрения возбудителя. Такой иммунитет называют активным.

Степень пассивного иммунитета разных растений зависит от особенностей внешнего и внутреннего строения тканей, а также от их физиологических и биохимических свойств.

Физическая преграда

Толщина кутикулы (тонкая пленка, покрывающая эпидермис) имеет большое значение в устойчивости к болезням, возбудители которых проникают в ткани через кутикулярный слой. Чем он толще, тем большее препятствие представляет для проникновения инфекции. Например, барбарис Тунберга и б. удлиненный (продолговатый) более устойчивы к мучнистой росе и ржавчине, чем б. обыкновенный, у которого толщина кутикулы меньше. Менее восприимчивы к ржавчине чайно-гибридные, чайные и плетистые розы, у которых кутикула листьев толще, чем у других видов. Благодаря толстой кутикуле роза морщинистая обладает высокой устойчивостью (близкой к абсолютной) к мучнистой росе. Этим же фактором обусловлена и возрастная устойчивость лиственных пород к данной болезни.

С возрастом толщина кутикулы увеличивается и соответственно снижается восприимчивость листьев и побегов к заболеванию. Так, листья и побеги прикорневой поросли в сильной степени поражаются мучнистой росой и усыхают, тогда как материнское растение практически не страдает от болезни.

Густое опушение и восковой налет на поражаемых органах не только служит физической преградой для проникновения инфекции, но и препятствует попаданию сохранению на них влаги, необходимой для заражения. Так, хвоя голубых форм ели, покрытая восковым налетом, более устойчива к ржавчине и шютте. Этим же объясняется меньшая восприимчивость лиственницы японской к шютте (мериозу).

Ряд возбудителей проникает в ткани растения через устьица и чечевички, являющиеся естественными воротами инфекции. Небольшое количество и маленькие размеры этих отверстий снижают вероятность проникновения возбудителя в ткани.

Нередко устойчивость растений к болезням может зависеть от толщины клеточных стенок. Так, многолетними исследованиями установлено, что наименее восприимчивы к корневой губке (Heterobasidion annosum) виды сосны, отличающиеся утолщенными клеточными стенками в древесине.

На устойчивость древесных растений к болезням может оказывать влияние габитус кроны. В раскидистых ажурных кронах, которые хорошо освещаются и проветриваются, создается более сухой микроклимат, неблагоприятный для развития возбудителей. Например, формы тополя с пирамидальной плотной кроной сильнее поражаются бурым цитоспоровым (Cytospora chrysosperma) и дискоспориевым (Discosporium populeum) некрозами.

Внутреннее содержание

Огромную роль в устойчивости растений играет состав клеточного сока и наличие в растительных тканях химических соединений, препятствующих проникновению патогенов или подавляющих их развитие (фенолы, алкалоиды, эфирные масла, смолы, дубильные вещества и др.). Так, установлено, что клеточный сок устойчивых к голландской болезни (Ophiostoma ulmi) видов ильмовых пород содержат вещества, в значительной мере подавляющие развитие возбудителя.

Немаловажное значение в изменении устойчивости древесных пород имеет содержание воды в тканях. Восприимчивость многих растений повышается при уменьшении влажности коры и древесины. Этим объясняется снижение устойчивости деревьев к сосудистым и некрозно-раковым болезням.

Из химических веществ следует отметить фенольные соединения, наличие которых повышает устойчивость сосны и ели к корневой губке.

Повышение устойчивости у древесных растений нередко обусловливается фитонцидами (биологически активные вещества, которые являются постоянным признаком растения, подавляющие рост и развитие патогенов). Например, менее восприимчивые к сосудистому микозу (Ophiostoma roboris) разновидности дуба характеризуются наиболее высокой фитонцидной активностью.

Барбарис Тумберга более
устойчив к мучнистой росе,
чем барбарис обыкновенный Роза морщинистая обладает высокой устойчивостью к мучнистой росе Восковой налет на хвое делает лиственницу устойчивой к шютте

Защитные реакции

Активные реакции растений на внедрение возбудителей проявляются в образовании защитных некрозов, возникновении антитоксинов и антиферментов.

Защитные некрозы представляют собой отмершие участки тканей, в которых патогены с высокой паразитической активностью развиваться не могут и погибают. Такая реакция проявляется при поражении листьев ржавчиной и мучнистой росой.

Антитоксические и антиферментные реакции выражаются в образовании фитоалексинов, активизации окислительных ферментов, образовании механических барьеров для проникновения патогенов. Фитоалексины – это вещества, которые образуются в тканях растения только при проникновении патогена и способны задерживать или полностью подавлять его развитие.

У многих растений, устойчивых к той или иной болезни, вырабатываются восстановительные ферменты, которые не только снижают активность выделяемых патогеном ферментов или полностью подавляют их образование, но и способствуют синтезу веществ, необходимых для восстановления клеток и тканей, разрушенных возбудителем.

Снижение восприимчивости древесных растений к болезням может быть связано с образованием механических барьеров, препятствующих распространению возбудителя, локализующих его. Например, реакция деревьев лиственных пород на внедрение опенка осеннего (Armillaria mellea) проявляется в образовании пробковой ткани на границе между здоровой и разрушаемой грибом ткани.

На устойчивость древесных растений к болезням может оказывать влияние габитус кроны.

Важное приобретение

Очень большое значение в повышении устойчивости древесных растений к болезням имеет приобретенный иммунитет. Он возникает после перенесенной болезни, а чаще – вследствие целенаправленного воздействия внешних факторов или химических (удобрения, микроэлементы) и биологических (вакцины) веществ.

Иммунитет, возникающий после перенесенной болезни, называется инфекционным и встречается крайне редко. Наиболее важная роль принадлежит неинфекционному иммунитету, который создается человеком посредством разных приемов, таких как агротехнические мероприятия, направленные на организацию оптимальных условий для развития растений, применение химических (химическая иммунизация) и биологических (биологическая иммунизация) веществ. Химическая иммунизация растений проводится чаще путем применения удобрений и микроэлементов, реже – антиметаболитов.

Наиболее важными для растений являются азотные, калийные и фосфорные удобрения, поскольку они играют большую роль в обмене веществ и действии физиологических функций. Внесение их в почву в оптимальном соотношении значительно повышает устойчивость растений к болезням, в том числе к инфекционному полеганию всходов, мучнистой росе, ржавчине, парше и др.

Важное значение в снижении восприимчивости растений имеют микроэлементы: бор, марганец, медь, цинк, железо, кобальт и др. Они способствуют утолщению покровных тканей и клеточных стенок, подавляют деятельность ферментов и токсинов, выделяемых патогеном, рост грибницы возбудителей болезней. Так, применение микроэлементов снижает восприимчивость древесных растений к полеганию, шютте сосны и лиственницы.

Из антиметаболитов (органические вещества, близкие по химической структуре к продуктам обмена веществ растений) применяют аргинин, анденозин, пиритиамин, гидрохинон и паранитрофенол. Известно, что два последних повышают устойчивость ильмовых пород к голландской болезни. Биологическая иммунизация проводится посредством введения в ткани растения вакцин (препараты из живых или убитых микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности). В результате в тканях растения образуются вещества, препятствующие развитию патогена или нейтрализующие выделяемые им токсины.

Применение микроэлементов снижает восприимчивость древесных растений к полеганию, шютте сосны и лиственницы.

К дискоспориевому некрозу наиболее устойчив тополь серебристый Хвоя голубых елей покрытая восковым налетом более устойчива к ржавчине и щюте Сосна кедровая сибирская очень восприимчива к пузырчатой ржавчине

Подбирая ассортимент

На деревьях и кустарниках развивается большое количество инфекционных болезней, но для каждой конкретной породы наиболее опасными являются отдельные виды или группы болезней, что следует учитывать при подборе ассортимента растений для посадки.

Для разных лиственных пород деревьев и кустарников, особенно для последних, опасными являются ржавчина, мучнистая роса и некоторые пятнистости листьев. Наиболее сильно ржавчиной поражается тополь белый, барбарис, роза. Высокой восприимчивостью к мучнистой росе отличаются дуб, клен, ясень, барбарис, жимолость, карагана древовидная (желтая акация), роза, сирень. Следует отметить, что абсолютно устойчива к болезни липа. К опасным и широко распространенным пятнистостям листьев относятся красно-коричневая боярышника (Phyllosticta michailowskoensis), бурая дуба (Discula umbrinella), коричневая каштана конского (Phyllosticta sphaeropsoidea), черная клена (Rhytisma acerinum), кремовая липы (Gloeosporium tiliae), черная розы (Marssonina rosae).

Наибольшую опасность для городских насаждений представляют сосудистые и некрозно-раковые болезни стволов и ветвей, приводящие к ослаблению и усыханию деревьев и кустарников. Массовое и быстрое усыхание ильмовых пород вызывает голландская болезнь, менее восприимчивым к которой считается вяз мелколистный.

Довольно часто причиной неблагополучного состояния тополя является дискоспориевый некроз (Discosporium populeum). Наиболее устойчивы к болезни разные формы белого тополя. Быстрое усыхание ивы вызывает диплодиновый некроз (Diplodina microsperma), поражающий преимущественно плакучие формы разных видов. К значительной потере декоративности и постепенному усыханию липы приводит поражение тиростромозом (Thyrostroma compactum).

Очень опасным заболеванием сосны является пузырчатая ржавчина, или ржавчинный рак (Cronarcium ribicola). Наиболее восприимчивы к ней сосна веймутова и с. кедровая сибирская. Значительный вред разным видам сосны в городских насаждениях в последние годы причиняет сферопсисовый некроз (Sphaeropsis sapinea). Наиболее высокая устойчивость к болезни отмечена у с. Банкса и с. скрученной.

Большое значение в повышении устойчивости насаждений к болезням имеет правильный подбор пород для конкретных почвенно-климатических условий. Несоответствие условий произрастания требованиям древесных пород приводит к снижению их устойчивости ко многим некрозно-раковым болезням, в том числе к цитоспорозу (Cytospora) и туберкуляриевому некрозу (Tubercularia vulgaris) лиственных пород, побеговому раку сосны (Scleroderris lagerbergii ). При этом следует отдавать предпочтение более устойчивым к тем или иным болезням видам, формам, сортам деревьев и кустарников.

Защитные некрозы – это отмершие участки тканей, в которых патогены развиваться не могут и погибают.

Делаем выводы

Таким образом, иммунитет растений очень сложное и многообразное явление, которое определяется особенностями растения-хозяина, возбудителя болезни и условиями внешней среды. Каждый из этих факторов обладает большим разнообразием и изменчивостью свойств на фоне особенностей внешних условий. Поэтому степень устойчивости растений к болезням не является постоянной и может повышаться или снижаться по целому ряду причин. К ним относятся: естественная и искусственная гибридизация (скрещивание) среди растений-хозяев, изменение агрессивности патогена (способности вызывать массовое поражение), условия внешней среды (высокие и низкие температуры, избыток и недостаток влаги в почве, дисбаланс питательных веществ, загрязнение окружающей среды, рекреационная нагрузка).

При создании насаждений необходимо проводить комплекс мероприятий, направленных на повышение их устойчивости к болезням. При этом большое значение имеет отбор пород, видов, разновидностей, сортов, устойчивых к опасным и широко распространенным заболеваниям.

Во избежание развития очагов болезней в насаждениях необходимо использовать для посадки растения без признаков поражения болезнями и повреждений различного характера. При посадке следует избегать загиба, повреждения корней и заглубления корневой шейки, что приводит к сильному ослаблению растений и снижению их устойчивости к болезням.

Очень важное значение в повышении устойчивости древесных растений к болезням имеет химическая иммунизация с применением удобрений и микроэлементов. Повышению устойчивости городских насаждений к болезням в значительной мере способствует снижение рекреационных нагрузок. В зонах с интенсивной рекреацией происходит сильное уплотнение почвы, обнажаются корневые лапы деревьев, увеличивается вероятность механических повреждений корней, стволов и ветвей, которые служат воротами инфекции. Это приводит к ослаблению деревьев и кустарников, снижению их устойчивости к корневым гнилям и некрозно-раковым болезням.

Массовое поражение листьев ржавчиной, мучнистой росой, пятнистостями, паршой приводит к ослаблению растений и снижению их устойчивости к некрозным болезням. Поэтому при систематически повторяющемся поражении листьев необходимо проводить опрыскивание растений в период вегетации фунгицидами.

Читайте также: