Өсімдіктердің иммунитеті туралы ілімнің пайда болу және даму тарихы

Лекция 1

Өсімдіктердің иммунитеті туралы ілімнің пайда болу және даму тарихы

Өсімдіктердің иммунитеті туралы ілімнің негізін қалаушы Н. И. Вавилов өзінің генетикалық табиғатын зерттеуді бастады, өсімдіктердің қоздырғыштарға төзімділігі шығу орталықтарындағы мыңжылдық эволюция процесінде дамыды деп сенді. Өсімдіктер төзімді гендерді алған жағдайда, қоздырғыштар будандастыру, мутация, гетерокариоз және басқа процестер нәтижесінде пайда болатын жаңа физиологиялық нәсілдердің пайда болуына байланысты өсімдіктерге әсер етуі мүмкін. Микроорганизм популяциясының ішінде белгілі бір аймақтағы өсімдіктердің сорттық құрамының өзгеруіне байланысты нәсілдердің өзгеруі мүмкін. Патогеннің жаңа нәсілдерінің пайда болуы бір кездері осы патогенге төзімді сорттың тұрақтылығының жоғалуымен байланысты болуы мүмкін. Өсімдіктердің иммунитеті гибридологиялық талдау кезінде есепке алынатын гендердің салыстырмалы түрде аз санымен бақыланады. Өсімдіктердің төзімділігі немесе сезімталдығы екі Геномның (өсімдіктер мен паразиттердің) өзара әрекеттесуінің нәтижесі екендігі белгілі, бұл өсімдіктердің қоздырғыштың бір түріне және осы гендердің әсерін жеңе алатын патогеннің физиологиялық нәсілдеріне төзімділік гендерінің алуан түрлілігін түсіндіреді. Мұндай әртүрлілік паразит пен негізгі өсімдіктің параллель эволюциясының салдары болып табылады. Вандерплан теориясына сәйкес, тұрақты өсімдіктің барлық гендерін (R-гендерін) паразиттің вируленттілік гендері сөзсіз жеңуі керек, өйткені оның көбею қарқыны өсімдікке қарағанда әлдеқайда жоғары. Сонымен қатар, табиғатта белгілі қоздырғыштардың барлық нәсілдеріне төзімді өсімдіктерді үнемі кездестіруге болады, өйткені бұл өсімдіктерде полигендер басқаратын өріске төзімділік деп аталады, олардың әрқайсысы қарсылықтың көрінетін әсерін бермейді, бірақ олардың әртүрлі комбинациясы осы немесе 6-ны анықтайды.оның дәрежесі. Патогендердің алуан түрлілігіне және өсімдіктердің қорғаныс реакцияларына байланысты өсімдік иммунитетінің бірыңғай теориясы жоқ. Н. И. Вавилов өсімдіктердің иммунитетін құрылымдық және химиялық деп бөлді. Сонымен, кейбір жағдайларда өсімдіктердің иммунитеті фитопатогенге қажетті заттардың жетіспеушілігімен, басқаларында фитоалексиндердің биосинтезімен-паразитке зиянды заттармен анықталуы мүмкін және олардың пайда болуы көптеген элиситорларды тудыруы мүмкін. Сонымен, бұршақта пизатиннің, бұршақта фазеоллиннің, сояда глицеоллиннің жиналуын тудыруы мүмкін 200-ден астам қосылыстар белгілі. Сонымен қатар, мұндай заттардың жинақталуы микроорганизмдер мен физиологиялық стресстің әсерінен пайда болуы мүмкін. Бұл қосылыстар өсімдік метаболизмінің уақытша бұзылуын тудыруы мүмкін, бұл химиялық түрде дабылдардың пайда болуы ретінде көрінеді. Мұндай сигналдар өсімдіктерде фитоалексиндердің синтезі мен жиналуына әкелетін оқиғалардың каскадын бастауы мүмкін. Д. Т. Страховтың айтуынша, өсімдік ауруларына төзімді тіндерде өсімдік ферменттерінің әсерімен, оның метаболикалық реакцияларымен байланысты патогендік микроорганизмдердің регрессивті өзгерістері болады. Б. А. Рубин қызметкерлермен өсімдіктердің ауру қоздырғышы мен оның токсиндерін инактивациялауға бағытталған реакциясын тотығу жүйелерінің қызметімен және жасушаның энергия алмасуымен байланыстырды. Өсімдіктердің әртүрлі ферменттері патогендік микроорганизмдердің өмірлік маңызды өнімдеріне әртүрлі қарсылықпен сипатталады. Өсімдіктердің иммундық формаларында патогендердің метаболиттеріне төзімді ферменттердің қатысу үлесі иммундық емес түрлерге қарағанда жоғары. Тотығу жүйелері (пероксидаза және полифенол оксидазасы), сондай-ақ бірқатар флавон ферменттері метаболиттердің әсеріне ең төзімді. Өсімдіктер, омыртқасыз жануарлар сияқты, организмде антигендердің пайда болуына жауап ретінде антиденелер жасау қабілеті дәлелденбеген. Тек омыртқалыларда жасушалары антиденелер шығаратын арнайы органдар бар. Иммундық өсімдіктердің жұқтырған тіндерінде 7 толық функционалды органоидтар пайда болады, бұл өсімдіктердің иммундық формаларына тән инфекция кезінде тыныс алудың энергия тиімділігін арттыру қабілетін анықтайды. Бұзу тыныс алу, шақырылатын болезнетворными агенттері, жүреді білімі бар әр түрлі қосылыстар, атқаратын рөлі де әр алуан химиялық кедергілерді тарату инфекция. Өсімдіктердің зиянкестермен зақымдануына реакциясының сипаты (химиялық, механикалық және өсу кедергілерінің пайда болуы, зақымдалған тіндерді қалпына келтіру қабілеті, жоғалған мүшелерді ауыстыру) өсімдіктердің зиянды жәндіктерге қарсы иммунитетінде маңызды рөл атқарады. Сонымен, бірқатар метаболиттер (алкалоидтар, гликозидтер, терпендер, сапониндер және т.б.) ас қорыту жүйесіне, эндокриндік және басқа да жәндіктер мен басқа да өсімдік зиянкестеріне улы әсер етеді. Өсімдіктерді аурулар мен зиянкестерге қарсы тұру үшін будандастырудың маңызы зор (ішілік, спецификалық және тіпті тұқым қуалайтын). Автополиплоидтардың негізінде гетерохромосомды түрлер арасында будандар алынады. Мұндай полиплоидтар, мысалы, М. ф. Терновский ұнтақты көгеруге төзімді темекі сорттарын өсіру кезінде жасалады. Төзімді сорттарды жасау үшін сіз жасанды мутагенезді қолдана аласыз, ал кросс — тозаңдандырылған өсімдіктерде гетерозиготалы популяциялар арасында таңдау жасай аласыз. Сонымен, Л.А. Жданов пен В. С. Пустовойт бромрапқа төзімді күнбағыс сорттарын алды. Сорттардың тұрақтылығын ұзақ уақыт сақтау үшін келесі әдістер ұсынылады • * экономикалық құнды формаларды әртүрлі тұрақтылық гендері бар сорттармен кесіп өту арқылы көп сызықты сорттарды құру, соның арқасында алынған будандар патогендердің жаңа нәсілдерін жеткілікті мөлшерде жинай алмайды; * бір сұрыптағы R-гендердің өріске төзімділік гендерімен үйлесуі; * фермадағы сорттық құрамның мезгіл-мезгіл өзгеруі, бұл тұрақтылықтың жоғарылауына әкеледі. 8 соңғы жылдары біздің елімізде өсімдік шаруашылығының дамуы қоршаған ортаны және өсімдік өнімдерін ксенобиотиктермен ластаумен, жоғары экономикалық және энергетикалық шығындармен байланысты бірқатар жағымсыз процестермен байланысты болды. Ауыл шаруашылығы дақылдарының биологиялық әлеуетін барынша пайдалану ауыл шаруашылығы өндірісінің агрономиялық секторын дамытудың баламалы жолдарының бірі болуы мүмкін. Осыған байланысты белгілі бір үміттер гендік инженериямен байланысты-оған шетелдік гендерді беру арқылы өсімдік геномының дизайнын өзгертуге мүмкіндік беретін әдіснамалық тәсілдер жиынтығы, бұл өсімдіктердің жаңа формаларын алуға, өсімдік геномымен манипуляция процесін едәуір кеңейтуге және дақылдардың жаңа сорттарын алуға кететін уақытты азайтуға мүмкіндік береді. Жақында трансгенді өсімдіктерді құру әдістері вирустық, саңырауқұлақ және бактериялық ауруларға, сондай-ақ кейбір зиянкестерге (колорадо қоңызы, жүгері сабағы, мақта көбелегі мен совок, темекі жапырағы және т.б.) төзімді өсімдіктерді алу үшін қолданыла бастады. Өз әдістері мен объектілері бойынша бұл бағыт өсімдіктердің иммунитетіне арналған дәстүрлі іріктеуден күрт ерекшеленеді, бірақ сол мақсатқа — зиянды организмдерге жоғары қарсылыққа ие формаларды құруға бағытталған. Өсімдіктерді қорғаудағы төзімді сорттардың рөлін керемет негіздеу Н. И. Паразиттік саңырауқұлақтар, бактериялар, вирустар, сондай-ақ әртүрлі жәндіктер тудыратын әртүрлі аурулардан өсімдіктерді қорғау шараларының ішінде бақылаудың ең радикалды құралы-бұл мәдениетке иммундық сорттарды енгізу немесе оларды кесіп өту арқылы жасау. Бүкіл егіс аумағының төрттен үш бөлігін алып жатқан дәнді дақылдарға қатысты сезімтал сорттарды тұрақты формалармен алмастыру, негізінен, тот сияқты инфекциялармен күресудің ең қол жетімді әдісі болып табылады.