Установить роль ионтранспортных систем плазматической мембраны клеток растений в инициации и протекании иммунных реакций, обеспечивающих защиту растений при атаке грибных патогенов : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. И. Соколик

Abstract

В качестве объектов исследования использовали одиночные клетки суспензионных растительных культур, а также клетки и ткани интактных растений. Целью работы являлось установление модельного объекта для эффективного скрининга компонентов фитопатогенных микроорганизмов, способных вызывать токсическое действие, либо инициировать защитные реакции растений. Задачами работы являлось установление модельного объекта для электрофизиологического ис-следования мембранных процессов, происходящих на плазматической мембране растительных клеток при атаке грибных фитопатогенов; определение эффектов, оказываемых компонентами фитопатогенов на ионтранспортные системы растений, а также оценка эффектов модулирования их агентами, оказывающими влияние на ионтранспортную систему растительных клеток. Для выполнения задания нами был заново налажен метод исследования функционального состояния плазматических мембран клеток суспензионных культур растительных клеток, а также разработан подход к электрофизиологическому исследованию мембран некоторых типов клеток интактных высших растений - клеток эпидермиса корня и одиночных клеток корневого чехлика. Отметим, что сведения о регистрациях с использованием метода фиксации потенциала на плазматической мембране клеток корневого чехлика отсутствуют в мировой литературе. В результате выполнения работы нами были описаны основные свойства ионтранспортных систем клеток суспензионных культур каллизии душистой Callisia fragrans и пшеницы, некоторых свойств мембран клеток корневого чехлика и эпидермиса корня, а также сопоставлена их эффективность в качестве использования как тест-систем. Были оценены эффекты, оказываемые компонентами фитопатогенных организмов на всех выбранных нами объектах. В частности, было установлено, что водорастворимая фракция секретируемых компонентов фитопатогенного гриба fusarium culmorum приводит к гиперполяризации мембран растительных клеток, сопровождающейся сдвигом порога потенциалозависимой активации наружу-выпрямляющих К+-каналов. Эффект наблюдался как в клетках суспензионных культур, так и в клетках интактных тканей высших растений, а также в клетках харовой водоросли, что указывает на универсальный механизм действия компонентов гриба на растительные мембраны. Установлено, что эффект компонентов грибного патогена может быть имитирован добавлением перекиси водорода, за исключением клеток харовой водоросли, что позволило сделать предположения о возможном механизме действия грибных компонентов на К+-каналы плазматической мембраны.