Устойчивость растений к фитопатогенам

Лекция 13
Устойчивость растений
к фитопатогенам
1. Характеристика фитопатогенов.
2. Механизмы защиты от патогенов.
3. Возникновение системного приобретенного
иммунитета к патогенам.
Формы повреждения растенияхозяина патогенами
• 1) физические изменения в тканях хозяина
(например, повреждение кутикулы);
• 2) повреждение токсинами патогена
обмена веществ растения;
• 3) остановка роста пораженных растений;
• 4) нарушение водоснабжения и поражение
отдельных органов растений (корней,
стеблей (сосудистое увядание) или листьев).
Характеристика патогенов
по образу жизни
Факультативные
(необязательные)
паразиты
Botrytis cinerea
Факультативные
сапрофиты
Облигатные
Phytophtora infestans (обязательные)
паразиты
Puccinia graminis tritici
Характеристика патогенов
По характеру питания
Некротрофы
(все факультативные паразиты и
некоторые факультативные
сапрофиты)
Биотрофы
(облигатные паразиты)
Свойства патогенов
• патогенность
• вирулентность
• агрессивность
Генетическая
детерминированность
взаимоотношений хозяина и
паразита
Теория «ген-на-ген»
(ген растения-хозяина и ген патогена)
ген устойчивости у растения и
ген вирулентности у паразита
Идея о сопряженной эволюции растения и
его патогена на их «совместной» родине
Механизмы защиты растений
от фитопатогенов
Конституционные
Механический
барьер
Индуцированные
Выделение
антибиотических
защитных
веществ
Недостаток
веществ,
необходимых
для паразита
Реакция
сверхчувствительности
Усиление
дыхания
энергетического
обмена
Дополнительный
синтез
антибиотических
веществ
Дополнительные
механические
барьеры
Индукция
синтеза
белков
патогенеза
Устойчивость к некротрофам
Детоксикация
токсинов
паразита
Синтез
хозяином
белковантиферментов
Задержка
синтеза
экзоферментов
паразита
Отсутствие
рецепторов,
связывающих
патотоксины
Потеря
чувствительности
к патогенам
Повреждение
клеточных
стенок паразита
ферментами
хозяина
Инактивация
экзоферментов
неспецифическими
ингибиторами
Пути приспособления к некротрофам
Механизмы защиты растений
от фитопатогенов
Конституционные
Механический
барьер
Индуцированные
Выделение
антибиотических
защитных
веществ
Недостаток
веществ,
необходимых
для паразита
Реакция
сверхчувствительности
Усиление
дыхания
энергетического
обмена
Дополнительный
синтез
антибиотических
веществ
Дополнительные
механические
барьеры
Индукция
синтеза
белков
патогенеза
Гипотетическая модель участия АФК
в патоген-индуцированной ответной реакции
растения-хозяина
Паразит
Элиситор
Включение сигнальной системы, окислительный
взрыв (повышение уровня Н2О2, ●ОН, супероксиды)
Мембранные рецепторы растения
(система узнавания)
Комплекс элиситор-рецептор
Реакция сверхчувствительности у растения
Олигосахарины
Синтез фитоалексинов
Индуктор
Синтез белковпатогенеза
Перидерма
(отделение некротических участков
ткани от здоровых)
Последовательность включения защитных механизмов
растений в ответ на инфекцию биотрофов
Возникновение системного приобретенного иммунитета к
патогенам (Медведев С. С. Физиология растений)