Проникновение паразитов в растения. Ферменты и токсины (часть 3)
3-12-2013, 20:34
Протопектиназа, безусловно, имеет громадное значение для фитопатогенных бактерий. От нее часто зависит весь ход патологоанатомического процесса в тех или иных бактериозах, а вследствие того и все их симптомы. Так, В. tumefaciens, который является возбудителем опухолей у очень многих растений, и X. beticola — возбудитель опухоли на свекле, вызывают усиленное деление клеток растений, отчего и образуются опухоли. Однако опухоли от В. tumefaciens продолжают расти, а ткани опухоли от X. beticola начинают мацерировать, в результате чего образуются так называемые каверны, или пустоты. Мацерация происходит от того, что X. beticola выделяют протопектиназу, В. tumefaciens же протопектиназы не выделяет. Этим и объясняется разница в симптомах этих двух бактериозов.
По аналогии с X. beticola можно с большой вероятностью предсказать, что Ps. savastanoi также образует в опухолях протопектиназу, так как этот возбудитель тоже вызывает образование пустот, или каверн, внутри опухолей растений.
Гутчинсон вызвал увядание хлопчатника, питая ростки этого растения раствором, полученным в результате осаждения бульонной культуры Ps. solanacearum спиртом и растворения осадка в воде. Растворы, нагретые до 100°, но оказывали такого действия. Известно, что Ps. tabacum образует на листьях табака вполне заметные ореолы вокруг места проникновения бактерий. Джонсон и Маруин впервые показали, что эти ореолы зависят от выделения Ps. tabacum токсинов. Фильтраты из культур этих бактерии, полученные фильтрованием через свечу Беркефельда, при опрыскивании листьев табака дали такие же ореолы, как и при заражении листьев бактериями. Браун в 1937 г. также пришел к выводу, что Ps. tabacum образует ореолы на листьях табака вследствие образования бактериями токсинов. Этот же автор при сравнении Ps. tabacum и Ps. angulatum нашел их совершенно идентичными, но Ps. tabacum образует токсин и дает ореолы на листьях, Ps. angulatum такими свойствами не обладает и при заражении им растений ореолов на листьях не образует. В этом, по мнению автора, и заключается разница между симптомами этих двух бактериозов: дикого ожога (возбудитель Ps. tabacum) и угловатой пятнистости (возбудитель Ps. angulatum). Таким образом, можно заключить, что токсины могут быть, по-видимому, разнообразной химической природы даже у одного и того же возбудителя.
При изучении различных ферментов у фитопатогенных бактерий невольно и вполне законно возникает вопрос: почему названные бактерии и течение эволюционного процесса не выработали у себя только целлюлязу для того, чтобы проникать в клетку и наиболее продуктивно использовать ее содержимое. Во-первых, подавляющее большинство бактерий лучше и с большей для себя пользой используют протопектиназу, которая растворяет межклетную соединительную пластинку, отчего разъединяются и мацерируются растительные клетки. Благодаря этому бактерии, как и многие грибы, продвигаются все далее и далее в растительной ткани, отвоевывая себе все больше пространства. Впоследствии бактерии используют не только пектиновые вещества, но и содержимое клеток, отмирающих в результате их разъединения и иногда интоксикации. Во-вторых, если бы бактерии, не трогая пектиновые вещества, разрушали бы только целлюлезу, проникая таким образом в клетки, то они не могли бы с такой быстротой продвигаться внутрь растительных тканей, так как оставалось бы нерастворенной соединительная пластинка, которая препятствовала бы продвижению бактерий внутрь тканей. Вырабатывая оба фермента— и протопектиназу и целлюлязу, — бактерии не получили бы особенно большого преимущества, так как клетки и без того отмирают, и содержимое их в случае присутствия протеазы разрушается и используется бактериями путем диффузии даже без растворения клеточной оболочки.
По аналогии с X. beticola можно с большой вероятностью предсказать, что Ps. savastanoi также образует в опухолях протопектиназу, так как этот возбудитель тоже вызывает образование пустот, или каверн, внутри опухолей растений.
Гутчинсон вызвал увядание хлопчатника, питая ростки этого растения раствором, полученным в результате осаждения бульонной культуры Ps. solanacearum спиртом и растворения осадка в воде. Растворы, нагретые до 100°, но оказывали такого действия. Известно, что Ps. tabacum образует на листьях табака вполне заметные ореолы вокруг места проникновения бактерий. Джонсон и Маруин впервые показали, что эти ореолы зависят от выделения Ps. tabacum токсинов. Фильтраты из культур этих бактерии, полученные фильтрованием через свечу Беркефельда, при опрыскивании листьев табака дали такие же ореолы, как и при заражении листьев бактериями. Браун в 1937 г. также пришел к выводу, что Ps. tabacum образует ореолы на листьях табака вследствие образования бактериями токсинов. Этот же автор при сравнении Ps. tabacum и Ps. angulatum нашел их совершенно идентичными, но Ps. tabacum образует токсин и дает ореолы на листьях, Ps. angulatum такими свойствами не обладает и при заражении им растений ореолов на листьях не образует. В этом, по мнению автора, и заключается разница между симптомами этих двух бактериозов: дикого ожога (возбудитель Ps. tabacum) и угловатой пятнистости (возбудитель Ps. angulatum). Таким образом, можно заключить, что токсины могут быть, по-видимому, разнообразной химической природы даже у одного и того же возбудителя.
При изучении различных ферментов у фитопатогенных бактерий невольно и вполне законно возникает вопрос: почему названные бактерии и течение эволюционного процесса не выработали у себя только целлюлязу для того, чтобы проникать в клетку и наиболее продуктивно использовать ее содержимое. Во-первых, подавляющее большинство бактерий лучше и с большей для себя пользой используют протопектиназу, которая растворяет межклетную соединительную пластинку, отчего разъединяются и мацерируются растительные клетки. Благодаря этому бактерии, как и многие грибы, продвигаются все далее и далее в растительной ткани, отвоевывая себе все больше пространства. Впоследствии бактерии используют не только пектиновые вещества, но и содержимое клеток, отмирающих в результате их разъединения и иногда интоксикации. Во-вторых, если бы бактерии, не трогая пектиновые вещества, разрушали бы только целлюлезу, проникая таким образом в клетки, то они не могли бы с такой быстротой продвигаться внутрь растительных тканей, так как оставалось бы нерастворенной соединительная пластинка, которая препятствовала бы продвижению бактерий внутрь тканей. Вырабатывая оба фермента— и протопектиназу и целлюлязу, — бактерии не получили бы особенно большого преимущества, так как клетки и без того отмирают, и содержимое их в случае присутствия протеазы разрушается и используется бактериями путем диффузии даже без растворения клеточной оболочки.