Разработать научные основы сравнительной оценки степени индуцированной устойчивости растений пшеницы к корневым гнилям грибной этиологии по реакции плазматических мембран : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. И. Соколик

Abstract

В качестве объектов исследования использовали растения пшеницы и модельный объект – одиночные растительные клетки. Цель: на основе регистрации реакций барьерно-транспортных функций клеточных мембран на действие фитопатогенов и индукторов устойчивости к ним разработать подходы сравнительной оценки степени индуцированной устойчивости растений пшеницы к корневым гнилям грибной этиологии. В ходе НИР использованы методы ионометрии и электрофизиологические: пэтч-кламп и фиксация напряжения на плазматической мембране клетки. В результате экспериментов с целыми корнями проростков пшеницы показано, что имеет место быстрая, развивающаяся в течение часа - двух реакция плазматической мембраны клеток корня на фильтрат культуральной жидкости фитопатогенного гриба Fusarium culmorum, которая препятствует потере калия цитоплазмой клеток. Интенсивность этой реакции, возможно, является показателем степени устойчивости растительного организма к патогену. Установлено, что гиперполяризация мембранного потенциала клетки при влиянии патогена обусловлена действием его выделений на ионные каналы, что снижает их суммарную проводимость и шунтирующее действие на электрогенную водородную помпу. Эта реакция препятствует оттоку калия из клетки и может составлять часть защитного ответа на действие патогена. Защитный эффект плазматической мембраны растительных клеток при действии фитопатогена – снижение проводимости ионных каналов и гиперполяризация – усиливается при наличии в среде тиомочевины. Установлено, что 24-эпикастастерон способен активировать систему входа Са2+ в клетки корня высших растений – Са2+-проницаемые неселективные катионные каналы плазматической мембраны - и тем самым модулировать реакцию растительной клетки на стресс-воздействия. Обнаружено, что 24-эпикастастерон вызывает практически полное подавление проводимости наружу выпрямляющих калиевых каналов плазматической мембраны, при этом внутрь выпрямляющие каналы практически не изменяются.Обнаружен эффект торможения роста корней пшеницы в присутствии культуральной жидкости гриба. Полученные результаты позволяют предложить систему тестов для выявлления изменений устойчивости растений к патогенам грибной этиологии.