Document 2295142

Международный Научный Институт "Educatio" IV (11), 2015
119
природоохранных мероприятий, что позволит снизить антропогенный пресс на среду, а следовательно улучшить
эпидемиологическую обстановку по клещевым инфекциям.
Список литературы
1. Алексеев А.Н. Система клещ-возбудитель и ее
эмерджентные свойства. Санкт-Петербург: ЗИН
РАН, 1993. – 204 с.
2. Алексеев А.Н., Буренкова Л.А., Васильева И.С., Дубинина Е.В., Чунихин С.П. Функционирование очагов смешанных клещевых инфекций на территории
России // Мед. паразитол. и паразитар. болезни. –
1996. – № 4. С. 9-16.
3. Алексеев А.Н., Дубинина Е.В. Вирус клещевого энцефалита во внутренней среде клеща-переносчика:
экологические аспекты // Бюллетень сибирского отделения РАМН. – 2007. – № 4. С. 100-104.
4. Алексеев А.Н., Дубинина Е.В., Юшкова О.В. 2008.
Функционирование
паразитарной
системы
«клещ—возбудитель» в условиях антропогенного
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
пресса. Санкт-Петербург, 2008. – 147 с.
5. Дубинина Е.В., Алексеев А.Н. Динамика биоразнообразия возбудителей болезней переносимых клещами рода Ixodes: анализ многолетних данных //
Мед. паразитол. (Москва). – 1999. –№ 2. С. 13–19.
6. Никитин А.Я., Сидорова Е.А., Андаев Е.И., Чеснокова М.В. Заболеваемость населения Сибирского и
Дальневосточного федеральных округов инфекциями, передающимися клещами, в 2009-2010 гг. и
прогноз на 2011 г. // Пробл. особо опасных инф. –
2011. – 1 (107). С. 24-29.
7. Семенов А.В. 2003. Многообразие заражения патогенами популяций клещей Ixodes persulcatus на территориях с сильным антропогенным прессом. Автореф. дисс. … канд. биол. наук. М., 2003. – 21 c.
8. Dubinina H.V., Alekseev A.N., Svetashova E.S. New
Ixodes tick populations appearing as a result of, and
tolerant to, cadmium contamination // Acarina. – 2004.
– 12(2). P. 141-149.
ДЕЙСТВИЕ ПРИРОДНЫХ ИНДУКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ
(SOLANUM TUBEROSUM L.) К Х И Y ВИРУСАМ
Евстигнеева Татьяна Алексеевна
канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений,
Санкт-Петербург
EFFECT OF NATURAL INDUCERS ON POTATO PLANTS (SOLANUM TUBEROSUM L.) RESISTANCE TO X AND Y
VIRUSES
Evstigneeva Tatiana Alexseevna, Candidate of Science, principal researcher of the All-Russian Institute for Plant Protection,
Saint-Petersburg
АННОТАЦИЯ
С целью изучения действия хитозана и салициловой кислоты на устойчивость растений картофеля к совместному заражению Х и Y вирусами безвирусные растения картофеля сорта Елизавета опрыскивали водными растворами
хитозана или салициловой кислоты и через 1 сутки заражали отдельно вирусами Y или Х и совместно - сначала вирусом
Х, затем Y. Хитозан и салициловая кислота повышают устойчивость растений картофеля к вирусам Х и Y при профилактической обработке, что проявляется в снижении содержания вирусных белков через 15 и 28 дней после заражения как при раздельной, так и совместной инфекции.
ABSTRACT
For the purpose of the investigation of chitosan and salicylic acid action on resistance of the potato plants to the combined
infection of X and Y viruses virus-free plants of potato cultivar “Elizaveta” were sprayed by aqueous solutions of chitosan or
salicylic acid and through twenty-four hours were inoculated separately by viruses Y or X and jointly – initially by virus X, after
that by virus Y. Chitosan and salicylic acid increase potato plants resistance to viruses X and Y if preventive treatment which is
manifested in decreasing of the viruses proteins content 15 and 28 days after inoculation as for separate and joint infection
Ключевые слова: картофель; индуцированная устойчивость к вирусам; хитозан; салициловая кислота.
Keywords: potato; induced resistance to viruses; chitosan; salicylic acid.
Тетраплоидный культурный картофель (Solanum
tuberosum L.) поражается более тридцатью видами вирусов, среди которых наиболее экономически значимы вирус скручивания листьев (ВСЛК), вирусы Y, X, A, V, S, M,
снижающие урожай на 40-60%. Вследствие вегетативного
размножения картофеля, вирусная инфекция передается
через клубни и накапливается в каждом последующем поколении, поэтому, одной из основных мер защиты является система семеноводства, включающая оздоровление
растений от вирусов через меристемную культуру и клоновый отбор и ограничение числа полевых поколений с
помощью сертификационного контроля качества основных классов предбазисного и элитного семенного картофеля.
Вирус Y картофеля (PVY), род Potyvirus, вызывает
полосчатую и морщинистую мозаики, некрозы на листьях
и стеблях, кольцевой некроз клубней (штамм PVYNTN),
отставание в росте, ломкость растений (при сильном заражении) и относится к числу наиболее патогенных на картофеле. Он существует в виде нескольких групп штаммов
(PVYO, PVYC, PVYN, PVYNTN, PVYNW) которые разделяют по совокупности фитопатологических, серологических и молекулярно-генетических признаков.
Вирус Х картофеля (PVX), типичный вид рода
Potexvirus. Он передается только механическим путем
(при уходе за посадками, уборке, повреждении клубней),
вызывает умеренную мозаику, крапчатость и хлорозы листьев. Известны и некротические штаммы, вызывающие
некрозы на листьях и клубнях. Большинство штаммов
имеют незначительную вредоносность (потери урожая не
более 10%), в то же время, некротические штаммы могут
существенно снижать урожай. При защите картофеля от
Международный Научный Институт "Educatio" IV (11), 2015
120
вируса Х борьба с переносчиками с помощью инсектицидов не эффективна, т.к. он передается только механическим путем. Определенные ограничения имеет и защита
картофеля от вируса У посредством борьбы с переносчиками, т.к. при не персистентном способе передачи тлями
заражение растений картофеля происходит крайне
быстро. В этой связи, селекция и использование в практике устойчивых к вирусам сортов картофеля, имеет большое значение как наиболее экономичный и экологически
безопасный способ защиты.
Наряду с различными типами устойчивости растений картофеля к вирусам, такими, как крайняя (иммунность) и сверхчувствительная устойчивость (СВЧ), определяемые R и N генами, соответственно, а также с устойчивостью к заражению (полевой), к передвижению вируса
по растению и толерантностью, все большее значение в
защите от вирусов приобретает индуцированная устойчивость, основанная на усилении собственных защитных реакций растений с помощью природных элиситоров и их
безопасных для человека и окружающей среды синтетических аналогов (ламинарина, лихенана, хитозана, салициловой, жасмоновой, арахидоновой, β-аминомасляной, 2,6дихлоризоникотиновой, 3,5-дихлорантраниловой кислот,
бензотиадиазола). Профилактическая обработка растений
перечисленными соединениями индуцирует в них рецептор-элиси-торные взаимодействия, основные сигнальные
пути и биохимические реакции защиты от вирусов, в том
числе, образование активных форм кислорода (АФК), способных прямо разрушать вирионы и вирусную РНК, экспрессию генов системной приобретенной устойчивости
(СПУ, SAR), PR-белков с РНКазной активностью, индукцию РНК-сайленсинга (молчания) генов вирусов, и
прежде всего генов белков вирусов, супрессирующих сайленсинг [3-8].
Ранее, мы показали, что низкомолекулярный хитозан и салициловая кислота при внесении в среду Мурасиге-Скуга на стадии размножения микрорастений in
vitro, а также при обработке миниклубней и опрыскивании
вегетирующих растений картофеля первого полевого поколения в предбазисном семеноводстве существенно повышают их устойчивость к заражению вирусом Y [1, 2].
Как правило, в полевых условиях картофель поражается
двумя и более вирусами, что вызывает симптомы болезни
более выраженные, чем при заражении только одним вирусом. Так, вирус Х не вызывает очень тяжелых симптомов, если присутствует один в растениях, однако в сочетании с вирусом Y он вызывает более тяжелое течение болезни и снижение урожая. Поэтому целью настоящей работы явилось изучение действия хитозана и салициловой
кислоты на устойчивость растений картофеля к совместному заражению Х и Y вирусами.
Метод
Растения картофеля сорта Елизавета выращивали
из здоровых пророщенных на свету клубней и через 25
дней опрыскивали 0,1% водным раствором хитозана (Мм
30-40 кДа, СД 75-90%), 0,01% водным раствором салициловой кислоты или водой (контроль) с расходом из расчета 50 мл на 10 растений. Через 1 сутки после обработки
растения заражали отдельно вирусами Y (щтамм PVYN),
или Х (штамм PVXHB) и совместно - сначала вирусом Х,
а затем вирусом Y. Штаммы вирусов получали из
ВНИИКХ им. Лорха и поддерживали в стерильных микрорастениях картофеля in vitro. Перед заражением гото-
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
вили экстракты растений картофеля в 0,01 М натрий фосфатном буфере, рН 8, содержащие по 5 мкг/мл белка каждого вируса. На листья картофеля распыляли порошок
карборунда с размером частиц 600 меш. С помощью стерильного ватного тампона на всю поверхность каждого
листа растения наносили вирус в фосфатном буфере,
начиная с черешка и заканчивая кончиком листа. Через 15
и 28 дней после заражения отбирали пробы листьев 2-3
нижних ярусов со всех растений каждого варианта опыта
и определяли в них содержание вирусов Х и Y методом
твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с помощью диагностикума Биотехнологического центра Всероссийского НИИ картофельного хозяйства (ВНИИКХ)
по прилагаемой к нему инструкции. Количественное
определение вируса проводили на планшетном спектрофотометре Мультискан (Финляндия). Статистическую обработку результатов опыта проводили с использованием
программы Statistica 6,0.
Результат
При раздельном заражении вирусами Х и Y растений картофеля сорта Елизавета, обработанных водой (контроль 1), симптомы вирусной инфекции проявлялись
слабо, начиная с 15 дня, в виде мозаики на менее 5% листьев каждого растения. При совместном заражении вирусами Х и Y симптомы вирусной инфекции были более выражены и проявлялись на 10% листьев у всех растений
контрольного варианта в виде слабой мозаики. Обработка
растений как хитозаном, так и салициловой кислотой существенно снижала развитие симптомов так, что в этих
вариантах опыта через 28 дней после раздельного заражения вирусами Х и Y наблюдались лишь слабые единичные
поражения 1-2 нижних листьев на каждом растении. При
совестном заражении вирусами Х и Y слабые симптомы
вирусной инфекции в вариантах профилактической обработки растений хитозаном и салициловой кислотой отмечались на 4-5 нижних листьях.
Определение содержания вирусов Х и Y в обработанных водой растениях картофеля показало, что через 15
дней содержание вируса Y было больше, чем содержание
вируса Х при раздельном заражении растений (контроли 2
и 3, соответственно) (табл. 1). Обработка хитозаном снижала содержание вируса Y в 6,2 раза по сравнению с соответствующим контролем, а салициловой кислотой – в 10
раз.
При совместном заражении вирусами Х и Y обработанных водой растений (контроль 4) содержание вируса
Y в растениях через 15 дней было таким же, как и при заражении только вирусом Y (3,0 и 3,1 мкг вирусного белка
на 1 г сырой массы ткани, соответственно). Содержание
вируса Х при совместном заражении составило 5,6 мкг/г
сырой массы ткани, что в 2 раза выше, чем при заражении
только вирусом Х (2,7 мкг вирусного белка на 1 г сырой
массы ткани). Эти данные показывают, что при совместном заражении происходит более интенсивное размножение вируса Х, чем вируса Y в растениях картофеля.
Обработка хитозаном снижала содержание вируса
Y в 3 раза, а вируса Х – в 2,9 раза в варианте совместной
инфекции вирусов X и Y, т.е. эффективность профилактического действия была одинаковой против обеих вирусов.
Обработка салициловой кислотой снижала содержание
вируса Y в 3 раза, а вируса Х – в 4 раза в варианте совместной инфекции вирусов X и Y, т.е. она эффективнее сдерживала развитие вируса Х.
Через 28 дней после заражения содержание вируса
Y и вируса Х в вариантах обработки растений водой увеличилось на 0,4 мкг/г и 0,6 мкг/г сырой массы ткани соответственно.
Международный Научный Институт "Educatio" IV (11), 2015
121
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Таблица 1
Профилактическое действие хитозана и салициловой кислоты на содержание вирусов Х и Y при искусственном заражении
Содержание вирусного белка в мкг/г сырой массы ткани
Варианты
через::
обработки растений
15 дней
28 дней
Вирус
Вирус Y
Вирус Х
Вирус Y
Х
Контроль 1, обработка водой, без заражения
0
0
0
0
Контроль 2, обработка водой, заражение вирусом Y
3,1
3,5
Контроль 3, обработка водой, заражение вирусом Х
2,7
3,3
Контроль 4, обработка водой, заражение вирусами Х+Y
5,6
3,0
6,9
3,8
Хитозан, 0,1% + заражение вирусом Y
0,5
0,9
Салициловая кислота, 0,01% + заражение вирусом Y
0,3
1,0
Хитозан, 0,1% + заражение вирусом X
0,7
1,0
Салициловая кислота, 0,01% + заражение вирусом X
0,2
0,7
Хитозан, 0,1%+заражение вирусами Х +Y
1,9
1,0
2,1
1,3
Салициловая кислота, 0,01% +заражение вирусами Х+ Y
1,4
0,8
2,0
1,1
НСР0,05
0,3
0,3
0,4
0,4
В варианте обработки хитозаном содержание вируса Y было ниже, чем в контроле в 3,9 раза, а в варианте
обработки салициловой кислотой – в 3,5 раза, т.е. различия в эффективности этих двух соединений снизились по
сравнению с различиями, наблюдаемыми через 15 дней
после заражения. Аналогичная закономерность отмечается и в действии хитозана и салициловой кислоты на вирус Х (табл. 1). При совместной инфекции в контрольных
вариантах через 28 дней после заражения содержание вируса Y было выше на 0,8 мкг/г сырой массы, чем через 15
дней, а содержание вируса Х возросло на 1,3 мкг/г сырой
массы ткани. Хитозан снижал развитие вируса Y при совместной инфекции в 2,9 раза, а вируса Х – в 3,3 раза. Салициловая кислота снижала развитие вирусов Y и Х при
совместной инфекции в одинаковой степени - 3,45 раза,
через 28 дней после заражения.
Выводы
1.Совместное заражение растений картофеля вирусом Х и вирусом Y вызывает более сильное развитие вируса X, чем при заражении только вирусом Х. Можно
предположить, что такой синергизм связан с подавлением
вирусом Y защитных реакций растений картофеля от вируса X.
2.Хитозан и салициловая кислота повышают устойчивость растений картофеля к вирусам Х и Y при профилактической обработке, что проявляется в снижении содержания вирусных белков при раздельной и совместной
инфекции через 15 и 28 дней после заражения.
3.Салициловая кислота более эффективно, чем хитозан повышает устойчивость растений картофеля к вирусам Х и Y как при раздельной, так и совместной инфекции,
учитывая, что она действует в существенно более низкой
концентрации.
Список литературы
1. Евстигнеева Т.А., Павлова Н.А. Эффективность индукторов болезнеустойчивости против Y- вируса
картофеля // Вестник защиты растений. — 2010. —
№4. с.47-55.
2. Евстигнеева Т.А., Павлова Н.А., Тютерев С.Л. Влияние фитоактивного хитозана и салициловой кислоты на устойчивость растений картофеля к вирусу
Y // Вестник защиты растений. — 2012. —№2, с. 2733.
3. Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений: монография, СПБ,
ВИЗР, 2002. — 328 с.
4. Тютерев С.Л. Природные и синтетические индукторы устойчивости растений к болезням: монография, СПб, Родные просторы, 2014. —212 с.
5. Чирков С.Н. Противовирусные свойства хитозана.
Хитин и хитозан: получение, свойства и применение. М.: Наука, 2002. — с.'327-338.
6. Iriti, M. and Faoro, F. Abscisic acid is involved in
chitosan-induced resistance to tobacco necrosis // Plant
Physiology and Biochemistry. — 2008. — v.46, — pp.
1106 -1111.
7. Nie, X. Salicylic acid suppresses Potato virus Y isolate
N:O induced symptoms in tobacco plants //
Phytopathology, 2006. — v. 96, — pp. 255-263.
8. Petrov, N, Andonova, R. Bion and Exin as SAR
Elicitors against Potato Virus Y Infection in Tomato //
Sci Technol. — 2012., v.2, n. 6, —pp. 46-49.
ТЕСТИРОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ СПИРТОВЫХ ЭКСТРАКТОВ ПРОПОЛИСА
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИПОСОМНОЙ МОДЕЛИ
Кайгородов Роман Владимирович
канд. биол. наук, доцент, в.н.с. Естественнонаучного института Пермского государственного национального исследовательского университета, Тобольская комплексная научная станция Уральского отделения Российской академии наук
Малькова Ольга Александровна
магистрант Пермского государственного национального исследовательского университета
Кайгородова Юлия Витальевна
Средняя общеобразовательная школа №118, г. Перми
TESTING OF ANTIOXIDANT PROPERTIES OF ETHANOLIC EXTRACTS OF PROPOLIS USING LIPOSOMES
Kaigorodov Roman, Dr., assistant professor of 1Institute of natural science of Perm state university