Тема: Біологічна стійкість плодів і овочів до фітопатогенних мікроорганізмів і фізіологічних розладів.

1.Поняття про видовий та сортовий імунітет рослини.

2.Захисні речовини, що входять до складу рослин.

1.

Встановлено, що одним із радикальних методів захисту рослин від інфекційних захворювань є виведення і широке застосування стійких сортів. Стійкість, як будь-яка інша ознака, передається у спадок, контролюється строго збалансованою системою генів.

Незважаючи на існування величезної кількості фітопатогенних мікроорганізмів, наділених сильнодіючими засобами пошкодження рослин, фітоімунітет у природі є правило, а сприйнятливість рослин до хвороб є винятком. Інакше не могла б існувати та форма життя, яка складалася на Землі.

З великої кількості паразитарних мікроорганізмів, здатних проникати у рослину, кожен вид рослин пошкоджується тільки деякими з них; до інших рослина має так званий видовий імунітет. Так, капусту не пошкоджують хвороби картоплі, а вона, в свою чергу, стійка до хвороб капусти.

Селекціонери виводять сорти плодів і овочів, які мають сортовий імунітет. Так, яблука сорту Джонатан пошкоджуються джонатановою плямистістю, в той час як основна маса районованих сортів яблуні цією хворобою не пошкоджується.

Якщо при видовому імунітеті стійкість рослин до паразитарних мікроорганізмів є абсолютною, то при сортовому імунітеті захисні сили рослини більш обмежені. Один і той же сорт стійкий до однієї раси паразита, може пошкоджуватись іншою. Здатність паразита подолати стійкість рослини - “господаря” називають вірулентністю.

Головна функція імунітету – розпізнати “свого” і “не свого”. Під “не своїм” мають на увазі не тільки мікроорганізми, але і інші субстанції – чужорідні білки і клітини. Тільки завдяки імунітету організм розпізнає чужорідні клітини і може захистити себе від їх підступної дії.

У відповідь на інфекцію пошкоджена клітина рослини-господаря стає настільки чутливою, що гине (некротизується) зразу ж після проникнення паразита. Слідом за відмиранням клітини гине і гриб, що пошкодив її. Така реакція називається некротичною і являє собою своєрідну жертву частини клітин в ім’я збереження організму в цілому. Некроз означає відмирання (від грецької некрос – мертвий).

Чим стійкіший сорт, тим менше клітин гине. Некроз є лише видимий результат захисної реакції, його утворення ще не розкриває причин відмирання рослинних клітин і загибелі паразита. Як же захищаються рослини від фітопатогенів? Для цього є цілий ряд захисних властивостей: фізичних, хімічних фізіолого-біохімічних.

Гіфи фітопатогена створюють тиск на поверхню плодів або овочів близько 50 атм. Здорова, непошкоджена шкірочка є першим досить міцним бар’єром, який більшість мікроорганізмів не можуть подолати і потрапити в середину рослинного об’єкту.

Проте найдрібніші тріщини, удари, пошкодження перетворюються у відчинені ворота, через які проходять мікроорганізми. Велике значення мають восковий шар, який перешкоджає проростанню спор, будов і стан продихів і сочевичок, енергія дихання і росту об’єкту, а також леткі компоненти.

2.

Другу лінію захисту складають конструкційні захисні речовини, тобто присутні в рослинних тканинах ще до контакту їх з паразитом. Важливу роль виконують антибіотичні речовини, які знаходяться у покривних тканинах рослин, завдяки чому вони є перешкодою на шляху інфекції до цих речовин відносяться фітонциди (фітон – рослина, цедеро – вбивати). За визначенням автора відкриття Б.П. Фокіна, фітонциди – продуктовані рослинами бактерицидні фунгіцидні речовини, які є одним із факторів їх імунітету і виконавцем відповідної ролі у взаємовідносинах організмів у біоценозах. Це означає, що леткі речовини і соки багатьох рослин мають властивості згубно діяти на мікроби різних класів ( бактерій, вірусів, мікроскопічних грибів і ін.).

Фітонциди захищають від шкідливих для них мікроорганізмів не тільки рослинні об’єкти, а також людей і тварин.

В рослинах фітонциди можуть бути у вигляді летких (спирти, ефіри, альдегіди, органічні, кислоти, фенольні речовини, алкалоїди та ін.) і нелетких ( бальзами, смоли, воски, жирні масла, органічні кислоти, дубильні речовини, вітаміни, алкалоїди, глікозити та ін.) фракцій. Вони завжди присутні в плодах і овочах, а у відповідь на проникнення паразиту в їх тканину вміст фітонітцидів у місцях поранення збільшується.

Давно відома захисна роль полі фенолів (ПФ) в стійкості рослин до інфекційних хвороб. Прикладом можуть служити стероїдні глікоалкалоїди і фенольні сполуки, які накопичуються в покривних тканинах бульб картоплі. Чим більше таких сполук, тим вища стійкість рослинних тканин. В перебігу ферментативного окислення полі фенолів виникають речовини, які суттєво переважають за своєю фунгітоксичністю первинну їх активність. Відмічено, що чим більшу здатність до окислення мала сполука, тим більші фунгітоксичні продукти утворювалися в ході її перетворення. Тому мова йде не стільки про захисну роль полі фенолів, присутніх в інтактних тканинах, скільки про систему полі феноли – поліфенолоксидаза (ПФ-ПФО).

Дослідженнями показано, що в пошкоджених тканинах рослин активність ПФО збільшується. Це в першу чергу обумовлено новоутвореннями ферменту і, можливо, вивільненням його з клітинних структур.

Представниками фенольних речовин є хлорогенова кислота, яка присутня у всіх тканинах бульб картоплі. У відповідь на пошкодження вміст її суттєво збільшується, особливо в прираневій зоні. Кавова кислота практично відсутня в інтактній паренхімі бульб, її виявлено лише в раневій пери дермі.

Прямим наслідком не оберненого окислення фенольних сполук є утворення фунгітоксичних хінонів, які , можливо, і є причиною некрозу рослин.

Захисна роль системи ПФ-ПФО, очевидно, полягає в тому, щоб послабити сили паразита-нападника і тим самим створити прикриття до того часу, поки у дію не вступлять більш специфічні і більш сильнодіючі антибіотичні речовини.

Третя і найсильніша лінія захисту складається із захисних механізмів, практично відсутніх в інтактних тканинах і які ново утворюються у відповідь на інфекцію. Прикладом може бути здатність рослини продукувати фітоалексини (ФА) і інші біологічні речовини.

Фітоалексини – (фітон – рослина, алексо- відбивати атаку) – антимікробні сполуки з низькою молекулярною вагою, які синтезуються і накопичуються в рослинах під час контактів з мікроорганізмами. Фітоалексини (ФА) можна віднести до фітонцидів.

Утворюючись в тканинах у відповідь на проникнення метаболітів гриба, ФА проникають в інфекційну краплину, нанесену на поверхню рослини. Їх кількість поступово зростає, завдяки чому пригнічується ріст патогенна. Рослина - господар таким чином наче висуває свої захисні сили назустріч наступному ворогові.

До теперішнього часу установлена хімічна природа біля 20 фітоалексинів. З картоплі виділені ришитин ілюбимін. Перцю – капсидиол, гороху – пизатин, сої- оксифалеолин, квасолі – фазеолін.

Фітоалексини картоплі впливають на підвищення проникливості клітинних мембран, роз’єднання процесів дихання і фосфорилювання, пригнічення біосинтезу нуклеїнових кислот і білка. Широкий спектр дії ФА свідчить про можливість їх участі як видовому, так і сортовому імунітеті.

Наведені вище лінії захисту, як і будь-яка інша схема, в певній мірі є умовними. Дуже важливо, що різні захисні механізми діють узгоджено, взаємно доповнюючи один одного.

Контрольні питання

1.Яка різниця між видовим та сортовим імунітетом?

2.Що таке „вірулентність”?

3.Яку роль виконують антибіотичні речовини, які знаходяться у покривних тканинах рослин?

4.В якому вигляді фітонциди входять до складу плодів та овочів?

5.Що таке фітоалексини?

Література:

В.М.Найченко, О.С.Осадчий „Технологія зберігання і переробки плодів та овочів з основами товарознавства”