Иммунобиологические механизмы коадаптации и эволюция паразито-хозяинных отношений растений и нематов

• Автор: Зиновьева, Светлана Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 58 с.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Изучение паразито-хозяинных отношений относится к числу наиболее актуальных и значимых разделов паразитологической науки. В зоопаразитологии в рамках этой проблемы все большее внимание уделяется изучению иммунобиологических аспектов взаимоотношений партнеров в паразитарных системах. Становится все более очевидным, что именно это направление исследований способно существенно расширить представление о механизмах коа-далтации и взаиморегуляции партнеров и, тем самым, представить новую фактологическую базу, необходимую для дальнейшей разработки учения о функционировании и эволюции паразитарных систем.
В фитопаразитологии изучению иммунобиологических аспектов паразито-хозяинных взаимоотношений до последнего времени практически не уделялось внимания. В литературе очень Мало сведений о природе иммунитета растений при фитогельминтозйх, практически нет информации о влиянии иммунных реакций растений на жизнедеятельность паразитических нематод. Очевидно, что отсутствие таких данных о столь обширной и чрезвычайно своеобразной группе патогенов, адаптированных к паразитированию в тканях растений, существенно тормозит дальнейшую разработку целого ряда проблем как фитогельминтологии, так и общей паразитологии.
Цель и задачи исследования. Основной целью предпринятого исследования было обнаружение причинно-следственных связей между факторами, определяющими иммунный статус растений и морфо-физиологическими реакциями паразитов-фитонематод на действие этих факторов , а также выяснение адаптационного смысла найденных зависимостей, что должно составить основу для разработки основных представлений о коадаптации и эволюции паразито-хозяинных отношений в системах растения-нематоды.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить роль конституционных ингибиторов в формировании устойчивости растений к паразитическим нематодам: а)
факторизовать участие системы пероксидаза-полифенолы- шфенолоксидаза и гликозидов во взаимоотношениях растений с катодами; б) охарактеризовать нематостатическую эффективность реакций конституционного иммунитета.
Изучить роль индуцированных фитоалексинов во : соотношениях растений с нематодами: а) охарактеризовать : .лику образования и особенности локализации фитоалексинов ' 4) в тканях инвазированных растений; выявить зависимость эгзования ФА от инвазионной нагрузки и видовых и сортовых

свойств растений; оценить нематостатическую эффективность ФА и их роль в регуляции паразито-хозяинных отношений.
3. Изучить влияние фитонематод на обмен стеринов в растениях и оценить влияние фактора трофической неполноценности среды на зараженность растений нематодами.
4. Исследовать действие элиситоров фитопатогенов на развитие взаимоотношений в системе растения-нематоды.
5. Изучить влияние реакций фитоиммунитета на рост, развитие, морфологическую организацию и популяционные характерисшки фитопаразитических нематод и оценить регуляторную роль иммунобиологических механизмов в формировании паразитарных систем и фитопаразитологических ситуаций.
Научная новизна. 1. Впервые по единой методической схеме выполнены экспериментальные исследования механизмов регуляции паразито-хозяинных отношений в паразитарных системах нематод и растений. Проведено сравнительное изучение иммунохимических реакций, контролирующих жизнедеятельность нематод, и их морфофизиологических реакций, регулирующих уровень их патогенного воздействия на растения.
2. Выявлена совокупность реакций конституционного и индуцированного иммунитета, обладающих нематостатической эффективностью и участвующих в регуляции паразито-хозяинных отношений.
3. Показана роль факторов конституционного иммунитета (фенолов, гликозидов, ферментов окислительного метаболизма пероксидазы и полифенолоксидазы) в обеспечении устойчивости растений к нематодам.
4. Установлен факт образования ФА (ришитина, любимина) в тканях исследованных пасленовых растений (томаты, картофель) в ответ на инвазию; способность ФА к ингибированию жизнедеятельности нематод, охарактеризована динамика образования и локализация ФА в тканях зараженных растений, установлена зависимость иммуногенеза от инвазионной нагрузки и сортовой устойчивости растений, а так же диапазон различий регуляторной функции этих защитных реакций в паразито-хозяинных системах, различающихся особенностями коадапгации партнеров.
5. Установлено, что индуцируемое нематодами изменение терпенового метаболизма растений приводит к уменьшению количества и изменению качественного состава стеринов, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности паразитов. Показана эффективность фактора трофической неполноценности среды в регуляции паразито-хозяинных отношений.

тод из растений с низкой устойчивостью (ЙУ до 30%) состояла в основном из крупных особей (площадь более 0,3 мм2, > 70%). В устойчивых растениях доминировали нематоды, не превышающие 0,3 мм 2.
Таблица
Изменчивость размеров М. incognita из корней томатов с разной степенью устойчивости
ИУ% Прнак, мм до 30 30-60 60-80 выше
Длина тела
минимальная 0,27 0,27 0,24 0
максимальная 0,90 0,89 0,85 0
средняя 0,61 0,57 0,51 0
ср.кв.откл. 0,10 0,10 0,14 0
коэф.вариации% 11,7 12,0 19,8 25
Ширина тела
минимальная 0,18 0,18 0,18 0
максимальная 0,58 0,58 0,56 0
средняя 0,38 0,37 0,32 0
ср.квад.откл 0,05 .0,06 0,09 0
коэф.вариации% 16,0 18,3 23,7 29
Площадь* сред- 0,224±0,028 0,17,8±0,023 0,163±0,025 0,121+0
няя(мм2)
ср.квад.откл. 0,57 0,69 0,85 0
коэф.вариации% 18,5 25,7 29,7 41
коэф.асимметрии 0,168 0,165 0,480 0
* длина х ширину
Существенный интерес представляла попытка выяснить закономерности изменчивости не только размеров, но и более специфических признаков, которые по самой своей сути должны быть связаны не только с общим ухудшением или улучшением условий жизни, а с определенными качественным изменениями этих условий.К их числу можно отнести ряд физиологических показателей и особенно - плодовитость паразита. В таблицах 14 и 15 представлены данные о развитии и плодовитости галловой нематоды на устойчивых и восприимчивых сортах томатов. Результаты таблицы 14 показывают более замедленное развитие нематод на устойчивых сортах по сравнению с восприимчивыми. Нами установлено, что если ИУ растений был более 90% ,то нематоды не откладывали яйца, хотя в отдельных случаях на корнях присутствловали немногочисленные галлы, в которых находились взрослые колбасовидные самки, однако без желатинового матрикса.