| Summary: | В качестве объектов исследования использовали корни растений и протопласты из них. Цель – выяснение роли механизмов ионного транспорта плазматических мембран клеток высших растений в патогенезе и генерации защитных реакций при атаке грибных патогенов. В ходе работы использованы методы исследований клеточной биологии – электрофизиологическая методика пэтч-кламп, флуоресцентная микроскопия и спектрофотометрия. С их использованием изучена реакция ион-транспортных систем плазматических мембран на грибной патоген, отработана методика регистрации запрограммированной клеточной смерти на корнях растений. В результате проведенных исследований показано, что в плазматической мембране клеток корня пшеницы присутствуют внутрь- и наружупроводящие катионные каналы. Катионные каналы более устойчивого к фузариозу сорта пшеницы активируются в присутствие культуральной жидкости Fusarium culmorum, в то время как катионные каналы чувствительного к фузариозам сорта не изменяют своих характеристик. Таким образом, способность катионных каналов реагировать на присутствие в среде Fusarium culmorum может лежать в основе повышенной устойчивости пшеницы к фузариозам. Среди использованных в работе тестов запрограммированной клеточной гибели (ЗКГ) ризодермиса наибольшую чувствительность продемонстрировали морфологические тесты и оценка активности каспазоподобных протеаз. Показано, что оксидативный стресс индуцирует морфологические симптомы ЗКГ и активацию протеаз в ризодермисе, прогрессирующие в течение 2 суток и приводящие к практически полному отмиранию ризодермиса. Доля клеток с симптомами ЗКГ была выше у растений дикого типа, чем у растений мутантов, лишенных наружупроводящего калиевого канала и системы синтеза экзогенных активных форм кислорода. Установлено, что корневые волоски показывают большую скорость появления симптомов ЗКГ при абиотических стрессовых воздействиях, чем зрелые атрихобласты, что может быть связано с более высоким уровнем метаболизма в этих клетках. Эффект прямо противоположен для биотического стресса: показано, что внеклеточные выделения фитопатогенного гриба достоверно повышают частоту появления клеток с симптомами ЗКГ, причем если эффект для корневых волосков достигает 30 %, то для атрихобластов частота появления клеток с симптомами ЗКГ в присутствии фильтрата культуральной жидкости гриба возрастает в 2 раза. Результаты проведенных экспериментов на суспензии клеток петрушки показали такое же быстрое выделение фитоалексинов, как и изменения мембранного потенциала и проводимости мембраны клеток Nitella flexilis. Это дает основание полагать, что выброс фитоалексинов является ответом клетки, по крайней мере коррелятивно связанным с ее мембранной реакцией, так как время ответа приблизительно одинаково – в пределах 10 мин. Учитывая, что скорость реакции плазматической мембраны практически совпадает со скоростью увеличения концентрации фитоалексинов, можно сделать вывод, что две данные реакции могут быть составными частями единого защитного механизма растительных клеток.
|
|---|