Влияние ферментов на устойчивость растений
4-12-2013, 03:29
Интересные данные о влиянии различных ферментативных реакции на иммунитет получил К.Т. Сухоруков. Оказалось, что в клубнях картофеля, кроме фермента амилазы, разлагающего крахмал, имеется фермент, тормозящий эту реакцию; с разрушением фермента-тормозителя начинает действовать амилаза, и в картофеле начинает накапливаться сахар.
Грибок Phytophthora infestans, который паразитирует на картофеле и приносит большой ущерб урожаю этой культуры, имеет фермент, разрушающий тормозителей амилазы, нормально присутствующих в здоровых клубнях картофеля. С разрушением тормозителя начинает действовать амилаза, образуется сахар, который идет на питание паразитического гриба. Пo исследованиям Сухорукова и его учеников (Клинг, Овчаров и др.), величина торможения сока у разных сортов не одинакова: «Она низка у сильно поражаемого фитофторой сорта и высока у относительно устойчивого».
На основании своих исследований автор приходит к следующим выводам: 1) фитофтора, обладая свойством разрушать тормозитель, способствует сахаронакоплению в клубнях картофеля; 2) разрушение тормозителя происходит постепенно в зависимости от роста гриба; 3) растения с более мощным тормозителем амилазы не поражаются фитофторой, являясь к ней, таким образом, иммунными; 4) при быстром снятии тормозителя гриб не получает преимущества, так как большое накопление сахара вызывает обильный рост сапрофитов, которые вытесняют паразитический грибок. Все эти исследования чрезвычайно интересны и их необходимо проверить на разных паразитах (грибы и бактерии) и на разных растениях.
Очень интересную и довольно стройную теорию для выяснения механизма устойчивости предложил А.В. Благовещенский, который обратил внимание не только на определенные свойства активности ферментов, но и па качество фермента. По этому автору для активации ферментов как для реакции экзотермической требуется определенное количество энергии. Чем большее количество энергии (и) затрачивается на активацию фермента, тем ниже качество этого фермента и наоборот. Оказалось, что качество ферментов, хотя и устойчиво для определенных видов, но различно у разных сортов. При устойчивости растения против паразита качество ферментов высокое, т. е. количество энергии (р) небольшое. Наоборот, если растение не устойчиво против паразита, то и качество ферментов у него низкое. Например, качество каталазы у листьев неустойчивого к вилту хлопчатника было μ=7200 г*кал, а устойчивого к этой болезни μ=3000 г*кал (Гранитова).
Такую зависимость между качеством ферментов и устойчивостью автор определил на очень большом количестве материала, и это придает теории Благовещенского значительный вес в иммунитете растений. При неблагоприятных для растений условиях или при заражении растений качество фермента повышается. Благовещенский объясняет это приспособляемостью растений к новым условиям, а при заражении тем, что ферменты гриба или бактерии перемешиваются с ферментами растения-хозяина и как бы повышают качество фермента растений. Однако Сухоруков предполагает, что в этом случае происходит увеличение качества фермента самого растения (реакция на внедрение паразита).
Было бы интересно проследить устойчивость растения с повышенным качеством фермента при неблагоприятных условиях. Обычно ослабленное растение или растение при неблагоприятных для его жизни условиях подвергается более сильному заражению, чем растение, выросшее в нормальных условиях. He является ли это обстоятельство противоречием приведенной нами теории Благовещенского?
Грибок Phytophthora infestans, который паразитирует на картофеле и приносит большой ущерб урожаю этой культуры, имеет фермент, разрушающий тормозителей амилазы, нормально присутствующих в здоровых клубнях картофеля. С разрушением тормозителя начинает действовать амилаза, образуется сахар, который идет на питание паразитического гриба. Пo исследованиям Сухорукова и его учеников (Клинг, Овчаров и др.), величина торможения сока у разных сортов не одинакова: «Она низка у сильно поражаемого фитофторой сорта и высока у относительно устойчивого».
На основании своих исследований автор приходит к следующим выводам: 1) фитофтора, обладая свойством разрушать тормозитель, способствует сахаронакоплению в клубнях картофеля; 2) разрушение тормозителя происходит постепенно в зависимости от роста гриба; 3) растения с более мощным тормозителем амилазы не поражаются фитофторой, являясь к ней, таким образом, иммунными; 4) при быстром снятии тормозителя гриб не получает преимущества, так как большое накопление сахара вызывает обильный рост сапрофитов, которые вытесняют паразитический грибок. Все эти исследования чрезвычайно интересны и их необходимо проверить на разных паразитах (грибы и бактерии) и на разных растениях.
Очень интересную и довольно стройную теорию для выяснения механизма устойчивости предложил А.В. Благовещенский, который обратил внимание не только на определенные свойства активности ферментов, но и па качество фермента. По этому автору для активации ферментов как для реакции экзотермической требуется определенное количество энергии. Чем большее количество энергии (и) затрачивается на активацию фермента, тем ниже качество этого фермента и наоборот. Оказалось, что качество ферментов, хотя и устойчиво для определенных видов, но различно у разных сортов. При устойчивости растения против паразита качество ферментов высокое, т. е. количество энергии (р) небольшое. Наоборот, если растение не устойчиво против паразита, то и качество ферментов у него низкое. Например, качество каталазы у листьев неустойчивого к вилту хлопчатника было μ=7200 г*кал, а устойчивого к этой болезни μ=3000 г*кал (Гранитова).
Такую зависимость между качеством ферментов и устойчивостью автор определил на очень большом количестве материала, и это придает теории Благовещенского значительный вес в иммунитете растений. При неблагоприятных для растений условиях или при заражении растений качество фермента повышается. Благовещенский объясняет это приспособляемостью растений к новым условиям, а при заражении тем, что ферменты гриба или бактерии перемешиваются с ферментами растения-хозяина и как бы повышают качество фермента растений. Однако Сухоруков предполагает, что в этом случае происходит увеличение качества фермента самого растения (реакция на внедрение паразита).
Было бы интересно проследить устойчивость растения с повышенным качеством фермента при неблагоприятных условиях. Обычно ослабленное растение или растение при неблагоприятных для его жизни условиях подвергается более сильному заражению, чем растение, выросшее в нормальных условиях. He является ли это обстоятельство противоречием приведенной нами теории Благовещенского?