CC BY
35УДК 635.21:632.938.1
ДЕЙСТВИЕ ФИТОАКТИВНОГО ХИТОЗАНА И САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ К ВИРУСУ Y
Т.А. Евстигнеева, Н.А. Павлова, С.Л. Тютерев
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург
Показано, что низкомолекулярный (М.м. < 15 кДа) фитоактивный хитозан и салициловая кислота проявляют как лечебное, так и защитное (иммунизирующее) действие против вируса Y картофеля, более высокое при совместном, чем при раздельном применении ингредиентов, как in vitro, так и в полевых опытах. Установлены наиболее эффективные концентрации хито-зана и салициловой кислоты для применения in vitro и против первичной инфекции вируса Y в поле. Дву- и трехкратное опрыскивание растений картофеля сорта Елизавета 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана полностью защищало их от первичной инфекции вируса Y. Эффективность против вторичной (клубневой) инфекции была существенно ниже и составляла 32.1%, 42% и 63.5% при 1-, 2-х и 3-кратном опрыскивании растений на фоне обработки клубней рабочими растворами хитозана и салициловой кислоты той же концентрации. Динамика изменений активности пероксидазы при черенковании микрорастений in vitro и в полевых опытах свидетельствует о том, что одним из механизмов действия хитозана и салициловой кислоты как антивирусных соединений может быть их способность вызывать окислительный стресс с последующей активацией антиоксидантной защиты.
Ключевые слова: защита картофеля от вирусов, индукторы болезнеустойчивости, хитозан, салициловая кислота, пероксидаза, окислительный стресс.
Эффективные методы оздоровления от вирусов являются основой современного оригинального и элитного семеноводства картофеля и включают использование культуры меристем или многократный отбор безвирусных растений от базисных клонов в течение нескольких лет в клоно-вых питомниках, а также сочетание этих методов (Анисимов, 2004). В дополнение к оздоровлению через культуру меристем используют химиотерапию, применяя аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот или другие соединения с прямым действием на вирусы. Однако аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот токсичны для растений. Они могут быть использованы только на in vitro-этапе оздоровления картофеля от вирусов вследствие своей мутагенности и опасности для человека. В то же время существует необходимость защиты от первичного заражения вирусами на всех этапах технологии оздоровления, в т.ч. получении миниклуб-ней, первого полевого поколения и суперсупер элиты. Как показали наши исследования, а также исследования других авторов среди антивирусных соединений наиболее перспективными для практического применения могут быть индукторы болезнеустойчивости растений (Тютерев, 2002; Murphy, Carr, 2002; Чирков, 2002; Куликов и др., 2006). При выращивании и размножении in vitro микрорастения под-
вергаются различным стрессам, в т.ч. связанным с повышенным осмотическим давлением, высокой концентрацией минеральных солей и гормонов в питательной среде, высокой относительной влажностью, накоплением этилена в зоне роста, а также механическими повреждениями при черенковании (Cassels, Curry, 2001; Joyce at al., 2003). Действие всех этих неблагоприятных факторов имеет общую основу, а именно -окислительный стресс. Окислительный стресс также является общим звеном при поражении растений различными вирусами и другими патогенами. Усиление реакций защиты от окислительного стресса может быть причиной повышения устойчивости растений картофеля к вирусам: при этом, возможно, хитозан и салициловая кислота «запускают» ответ на окислительный стресс и связанные с ним реакции защиты от вирусов (Тютерев, 2002; Murphy, Carr; 2002; Lopes-Delgado et al., 2004).
Целью нашей работы было изучение лечебного и профилактического действия хитозана и салициловой кислоты против вируса Y при раздельном и совместном применении на микрорастениях in vitro и на растениях картофеля, выращенных в поле, а также исследование влияния этих соединений на активность пероксидазы -одного из основных маркеров окислительного стресса и антиоксидантной защиты.
Методика
В работе использовали стерильные микрорастения картофеля сорта Елизавета, зараженные вирусом Y. Их размножали черенкованием на среде Мурасиге-Скуга (МС) при 20оС и 16-часовом фотопериоде в стерильных условиях. Присутствие в них вируса Y определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) с помощью диагностикума Биотехнологического центра ВНИИКХ по прилагаемой к нему инструкции. Количественное определение У-вируса проводили на спектрофотометре «Мультис-кан» (Финляндия). В зависимости от содержания вируса микрорастения делили на 2 группы: 1) со средним содержанием - 1-2 мкг вируса/г сырой массы ткани, 2) с высоким содержанием - более 2 мкг вируса/г сырой массы ткани. По 3 микрорастения из каждой группы черенковали в двух циклах на среде МС, содержащей салициловую кислоту и низкомолекулярный (М.м. < 15 кДа) хитозан в различных концентрациях по отдельности или в смеси. Контролем служила среда МС без добавок. В конце двукратного цикла черенкования вирус Y определяли индивидуально в каждом из 30 полученных микрорастений каждого варианта опыта методом ИФА, как описано выше.
Для изучения способности хитозана и салициловой кислоты повышать устойчивость растений к вирусу Y безвирусные микрорастения картофеля сорта Елизавета размножали черенкованием на среде МС, содержащей салициловую кислоту и низкомолекулярный хитозан по отдельности или в смеси, контроль - без добавок. После двукратного цикла черенкования растения пересаживали из пробирок в почву и через 20 дней заражали их вирусом Y. Для этого листья растений картофеля обрабатывали карборундом с помощью стеклянной палочки и наносили на поверхность каждого листа экстракт листьев табака сорта Самсун, зараженного вирусом Y, штамм N. Для получения экстракта зараженные листья табака растирали в ступке с 0.1М фосфатным буфером, рН 7.3 (1.5 мл на 1 г сырой массы листьев). Титр вируса в экстракте определяли методом ИФА. Число растений, содержащих вирус Y, определяли методом ИФА через 10 дней после искусственного заражения.
Результаты
Для определения способности хитоза-на и салициловой кислоты снижать содержание вируса У в растениях картофеля и препятствовать его передаче при вегетативном размножении исследовали их действие отдельно и при совместном внесении в среду МС на среднем и высоком искусственном инфекционном фоне. Для этого микрорастения со средним (1-2 мкг/г сырой массы ткани) и высоким (более 2 мкг/г сырой массы ткани) содержанием вируса У черенковали отдельно на среде МС без добавок (контроль), с хитозаном (50 мг/л), салицило-
исследований
Мелкоделяночные полевые опыты проводили на опытном поле ВИЗР в 2011 г. Растения картофеля сорта Елизавета выращивали из здоровых или зараженных вирусом клубней. Клубни перед посадкой обрабатывали 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана с расходом рабочей жидкости из расчета 10 л/т. В период вегетации растения опрыскивали через 15, 25 и 35 дней после посадки одно-, дву- или трехкратно 0.1% водными растворами хитозана и салициловой кислоты по отдельности или в смеси, в контроле - водой. Опыт проводили в 3-х повторностях, в каждой - по 30 растений. Содержание вируса У в растениях определяли методом ИФА индивидуально в случайной выборке из 10 растений каждой повтор-ности каждого варианта опыта через 45 дней после посадки.
Активность пероксидазы в безвирусных микрорастениях картофеля определяли в каждом из 2-х циклов черенкования через 3, 15 и 29 дней после высадки черенков на среду МС. В мелкоделяноч-ных полевых опытах активность пероксидазы в листьях картофеля определяли через 1 и 9 дней после каждого опрыскивания препаратами. Фермент экстрагировали из растительной ткани растиранием листьев в ступке с 50 мМ калий-фосфатным буфером, рН 7.2, содержащем 5 мМ дитиотреитола, 1 мм ЭДТА и 1% поливинилпирролидона. Активность фермента определяли в микроплатах для иммуноферментного анализа. Для этого в лунки планшет вносили по 75 мкл ферментного экстракта, разбавленного фосфатным буфером в 20 раз, по 25 мкл 4.5 мМ раствора орто-фенилендиамина (о-ФДА) и по 25 мкл 0.43 мМ Н2О2. Развитие окраски останавливали через 5 минут, добавляя 50 мкл 4N Щ3О4. Оптическую плотность исследуемых образцов определяли при 490 нм на спектрофотометре для иммуноферментного анализа Мультискан. Активность выражали в нМ о-ФДА/г сырой массы ткани.
В полевых опытах учитывали сухую массу листьев, число товарных клубней, их урожай с 1 растения, среднюю массу 1 клубня. Для определения сухой массы измельченные и взвешенные образцы листьев сушили при 70оС 48 часов.
исследований
вой кислотой (14 мг/л) или с хитозаном + салициловой кислотой (50 + 14 мг/л). После двукратного цикла черенкования растений картофеля сорта Елизавета со средним уровнем зараженности вирусом У на среде МС с хитозаном количество безвирусных растений составило 76.7%, салициловой кислотой - 83.3%, при совместном присутствии хитозана и салициловой кислоты - 91.4%, в контроле - 0. На высоком инфекционном фоне после двукратного цикла черенкования растений на среде МС с хитозаном количество растений без вируса У составило 20%,
Вестник защиты растений, 2, 2012 салициловой кислотой - 26.7%, при совместном присутствии хитозана и салициловой кислоты - 63.3%, в контроле все растения были заражены вирусом (табл. 1).
Таблица 1. Количество микрорастений картофеля сорта Елизавета, оздоровленных от вируса У, после двукратного цикла черенкования на среде МС с салициловой кислотой, хитозаном или их смесью
Инфекционный фон*
Варианты Средний Высокий
Шт. % Шт. %
Контроль, среда МС 0 0 0 0
МС + салициловая к-та, 14 мг/л 25 83.3 8 26.7
МС + хитозан, 50 мг/л 23 76.7 6 20.0
То же + салициловая к-та, 14 мг/л 27 91.4 19 63.3
*В контроле все растения содержали вирус У. Средний инфекционный фон - содержание вируса У в исходных растениях 1-2 мкг/г сырой массы ткани, высокий инфекционный фон содержание вируса У в исходных растениях > 2 мкг/г сырой массы ткани.
Эти данные свидетельствуют, что как хитозан, так и салициловая кислота при внесении в среду МС ингибируют развитие вируса У, проявляя лечебное действие. При совместном применении эффективность лечебного действия хитоза-на и салициловой кислоты усиливается.
Для изучения способности хитозана и салициловой кислоты повышать устойчивость растений к вирусу У безвирусные микрорастения картофеля сорта Елизавета размножали черенкованием на среде МС, содержащей салициловую кислоту и низкомолекулярный хитозан по отдельности или в смеси, контроль -без добавок. После двукратного цикла черенкования растения пересаживали из пробирок в почву и через 20 дней заражали их вирусом У. Число растений, содержащих вирус У, определяли методом ИФА через 10 дней после искусственного заражения.
Полученные данные показали, что хи-тозан и салициловая кислота при раздельном и совместном внесении в среду МС для черенкования существенно повышают устойчивость растений картофеля к заражению вирусом У. Через 20 дней
после высадки микрорастений в почву 100% растений в контроле были чувствительны к искусственному заражению вирусом У, в варианте с хитозаном - 6.7%, в варианте с салициловой кислотой - 3.3%. При совместной иммунизации хитозаном и салициловой кислотой устойчивыми к искусственному заражению вирусом У были 100% растений (табл. 2).
Таблица 2. Устойчивость к заражению вирусом У растений картофеля сорта Елизавета, размноженных черенкованием на среде МС с хитозаном и салициловой кислотой и
высаженных в почву*
Растения размножали со следующими добавками % зараженных растений**
Контроль, без добавок 100
Хитозан, 50 мг/л 6.7
Салициловая к-та, 14 мг/л 3.3
Хитозан, 50 мг/л
+ салициловая к-та, 14 мг/л 0
*Через 20 дней после высадки в почву растения заражали вирусом У. "Вирус У определяли в растениях через 10 дней после заражения.
В качестве маркера окислительного стресса, вызываемого в растениях хито-заном и салициловой кислотой, изучали активность пероксидазы. Через 3 суток после высадки безвирусных черенков картофеля сорта Елизавета на среду МС с хитозаном, салициловой кислотой и хи-тозаном совместно с салициловой кислотой, активность пероксидазы превышала активность в контроле в 2.4, 2.9 и 3.5 раза соответственно (рис. 1А).
На 15 день роста у уже укоренившихся черенков активность пероксидазы повысилась во всех вариантах опыта, но более всего в контроле - в 3.8 раза, тогда как в вариантах с хитозаном, салициловой кислотой и их смесью - всего в 1.31.4 раза. Через 29 суток роста (перед новым черенкованием) активность перокси-дазы в микрорастениях, растущих на среде МС с хитозаном, салициловой кислотой и их смесью, существенно, в 3.7-4.3 раза, снизилась по сравнению с активностью фермента в 15-дневных растениях, а в контроле - лишь в 1.3 раза.
Это привело к тому, что активность пероксидазы в растениях в контроле перед новым черенкованием была статистически достоверно выше, чем в расте-
ниях, растущих на среде с хитозаном, салициловой кислотой и их смесью. То есть хитозан и салициловая кислота при раздельном и совместном применении индуцируют в растениях окислительный стресс, что выражается в более быстром и резком повышении активности перок-сидазы - фермента, участвующего в метаболизме активных форм кислорода (АФК). В то же время эти соединения адаптируют растения к окислительному стрессу, связанному с культивированием растений in vitro, что выражается в снижении активности пероксидазы до более низкого уровня, чем в контрольных растениях (растущих на среде МС без добавок). Такое предположение находит подтверждение и в данных по динамике активности пероксидазы в растениях картофеля сорта Елизавета при втором цикле черенкования на среде МС (рис. 1Б).
г so -190
90 fto -
3D О
чо
30 -
4
3
2 -
А
1
2
3
Рис. 1. Активность пероксидазы в микрорастениях картофеля сорта Елизавета при черенковании на среде МС (нМ о-ФДА г сырой массы ткани)
1) контроль без добавок, 2) хитозан, 50 мг/л, 3) салициловая кислота, 14 мг/л, 4) хитоозан, 50 мг/л + салициловая кислота, 14 мг/л. 1, 2, 3 - через 3, 15 и 29 суток после каждого черенкования соответственно. А и Б - первый и второй циклы черенкования, соответственно. о-ФДА - орто-фенилендиамин
Активность фермента в микрорастениях, растущих на среде с хитозаном, салициловой кислотой и их смесью, изменялась менее резко и к концу роста (через 29 суток после высадки на среду) была в 3.6 раза ниже, чем в контрольных растениях в этот же срок.
Таким образом, изучение действия хитозана и салициловой кислоты на вирус Y при применении in vitro (внесение в среду МС) показало, что они действуют профилактически, повышая устойчивость к заражению вирусом Y в течение 20 дней после высадки микрорастений в почву, а также снижают содержание вируса Y в зараженных растениях. Снижение содержания вируса в зараженных растениях под влиянием хитозана и салициловой кислоты может быть связано с их способностью повышать содержание АФК в растениях. Активные формы кислорода могут прямо действовать на вирус, разрушая его белковую оболочку или геномную РНК.
Кроме того, хитозан, как поликатион, может прямо взаимодействовать с отрицательно заряженной молекулой РНК вируса и таким образом блокировать его репликацию.
Эффективность как лечебного, так и профилактического действия хитозана и салициловой кислоты на вирус Y выше при совместном применении, чем при раздельном. В ответ на окислительный стресс в растениях, возможно, индуцируется активность антиокислительных ферментов, катализирующих реакции антиоксидантной защиты, происходит накопление витаминов и других разнообразных антиоксидантов. Усиление анти-оксидантной защиты позволяет растениям противостоять вирусной инфекции. Полученные данные указывают на то, что профилактическое (иммунизирующее растения) действие хитозана на вирус Y коррелирует с характером динамики в них активности пероксидазы - одного из наиболее информативных маркеров окислительного стресса и индукции ан-тиоксидантной защиты в растениях (Тю-терев, 2002; Murphy, Carr, 2002).
Эффективность лечебного и профи-
1
Вестник защиты растений, 2, 2012 лактического действия хитозана и салициловой кислоты изучали при опрыскивании ими растений картофеля сорта Елизавета. Эффективность лечебного действия хитозана при обработке клубней и опрыскивании растений картофеля 0.1 раствором хитозана повышалась с увеличением числа обработок: с 23.1% при однократной до 40.8% при 3-кратной обработке (табл. 3). Эффективность салициловой кислоты зависела как от концентрации растворов, так и от числа обработок и была максимальной - 45.8% при трехкратной обработке 0.1% раствором. При совместном применении наиболее эффективное лечебное действие на растения картофеля, инфицированные вирусом У, оказывала трехкратная обработка раствором, содержащим 0.1% хитозана и 0.1% салициловой кислоты (табл. 3).
Таблица 3. Эффективность лечебного действия хитозана и салициловой кислоты против вируса У при раздельном и совместном применении на растениях картофеля (мелкоделяночный полевой опыт)*
Варианты % растений без вируса У через 45 дней роста при кратности опрыскиваний:
1 2 3
Контроль, вода 0 0 0
Хитозан, 0.1% 23.1 37.9 40.8
Салицил. к-та, 0.01% 19.4 29.2 39.9
Салицил. к-та, 0.1% 34.3 33.7 45.8
Хитозан, 0.1% +
салицил. к-та, 0.01% 23.7 38.1 54.5
Хитозан, 0.1% +
салицил. к-та, 0.1% 32.1 42.0 63.5
•Искусственный инфекционный фон. Клубни перед посадкой опрыскивали 0.1% раствором хитозана в 0.1% салициловой кислоты с расходом рабочего раствора из расчета 10 л/т. Растения сорта Елизавета выращенны из зараженных вирусом У клубней.
Эффективность профилактического действия хитозана и салициловой кислоты против первичной инфекции вируса У изучали на естественном инфекционном фоне. Условия для развития вирусной инфекции на опытном поле ВИЗР в 2011 г. были весьма благоприятными вследствие раннего появления персиковой и других видов тлей - переносчиков вируса У на посадках картофеля. Об этом сви-
детельствует также высокий инфекционный фон - 26.7% инфицированных вирусом У растений в контроле (табл. 4). Следует отметить, что изучение видового состава, динамики численности тлей и влияния на них обработок растений картофеля хитозаном и салициловой кислотой нами не проводилось.
Через 45 дней после посадки в контрольном варианте (опрыскивание водой) 26.7% растений было заражено вирусом У. Трехкратное опрыскивание растений 0.1% раствором хитозана, 0.01% или 0.1% раствором салициловой кислоты снижало число зараженных растений до 4.0%, 6.7% и 3.3% соответственно. Эффективность совместного применения 0.1% хито-зана и 0.1% салициловой кислоты против первичной инфекции вируса У составляла 86.7% при однократной и 100% - при 2-х и 3-кратной обработках (табл. 4).
Таблица 4. Эффективность профилактического действия хитозана и салициловой кислоты против первичной инфекции вируса У на растениях картофеля сорта Елизавета (мелкоделяночный полевой опыт)*
% растений, зараженных
вирусом У через 45 дней
Варианты роста при кратности
опрыскиваний
1 2 3
Контроль, вода 26.7 23.3 26.7
Хитозан 0.1% 8.2** 6 7** 4 0**
Салицил. к-та 0.01% 13.3 9.6** 6 7**
Салицил. к-та 0.1% 4.2 1 1** 3.3**
Хитозан 0.1% +
салицил. к-та 0.01% 6 7** 6 7** 3.3**
Хитозан 0.1% +
салицил. к-та 0.1% 3.3** 0** 0**
•Естественный инфекционный фон; "статистически достоверно отличается от контроля (р < 0.05).
При изучении эффективности хитоза-на и салициловой кислоты против первичной инфекции вируса У в мелкоделя-ночных полевых опытах активность пе-роксидазы в листьях картофеля определяли через 1 и 9 дней после каждого опрыскивания препаратами. Активность фермента возрастала в 6, 11 и 16 раз по сравнению с контролем (опрыскивание водой) через сутки после первого опрыскивания расте-
ний 0.1% раствором хитозана, 0.1% раствором салициловой кислоты и 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана соответственно (рис. 2).
Через 9 суток после первого опрыскивания активность пероксидазы в листьях растений картофеля статистически достоверно не различалась во всех вариан-
Вестник защиты растений, 2, 2012 тах опыта. Аналогичная динамика активности пероксидазы, а именно - резкое увеличение ее активности через 1 день и снижение до уровня контроля через 9 дней наблюдалась после второй и третьей обработки растений растворами хито-зана и салициловой кислоты по отдельности и в смеси (рис. 2).
250 200 150 100 50 0
нМ о-ФДА/г сырой массы ткани
1
2 34 1 2 34 1 2 3 4 12 3 4 1 2 3 4 12 34 I II I П I II
Первое опрыскивание Второе опрыскивание Третье опрыскивание
Рис. 2. Активность пероксидазы в растениях картофеля сорта Елизавета через 1 (I) и 9 (II) дней после опрыскивания растений водой (1), 0.1% раствором хитозана (2), 0.1% раствором салициловой кислоты (3) и 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана (4)
Анализ некоторых показателей структуры урожая картофеля показал, что в наибольшей степени с эффективностью хитозана и салициловой кислоты против вируса У коррелирует сухая мас-
са листьев. Она была наиболее высокой -11.2% - в варианте 3-кратной обработки растений 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана в защите от первичной инфекции (табл. 5).
Таблица 5. Влияние 3- кратного опрыскивания растений картофеля сорта Елизавета хитозаном и салициловой кислотой раздельно и в смеси на урожай клубней и некоторые показатели структуры урожая
(Опытное поле ВИЗР, 2011 г.)
Варианты Тип инфекции вируса У Сухая масса листьев, % Масса стандартных клубней с 1 растения, кг Число стандартных клубней с 1 растения, шт. Средняя масса клубня, г
Контроль, первичная 9.6 0.43 7 61
обработка водой вторичная 9.3 0.31 6 52
Хитозан, 0.1% первичная вторичная 10.2* 9.9 0.63* 0.40 7 5* 90* 80*
Салициловая первичная 10.0 0.67* 8* 84*
кислота, 0.1% вторичная 9.6 0.49 6 82*
Хитозан, 0.1% + сали- первичная 11.2* 0.79* 8* 99*
циловая кислота, 0.1% вторичная 10.0* 0.52* 6 87*
•Статистически достоверно отличается от соответствующего контроля.
Сухая масса листьев отражает интенсивность фотосинтеза, снижение которой является одним из основных симптомов вирусных болезней. Сухая масса листьев повышалась также по сравнению с контролем при совместном использовании хитоза-на и салициловой кислоты против вторичной инфекции, но в меньшей степени, чем против первичной. Повышение интенсивности фотосинтеза в зараженных вирусом
растениях картофеля под действием 3-кратного опрыскивания 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хито-зана по сравнению с контролем (опрыскивание водой) привело к существенно большей средней массе клубней нового урожая, вероятно, за счет более интенсивного накопления крахмала.
Именно более высокая масса клубней и, в меньшей степени, их число обусловили
Вестник защиты растений, 2, 2012 статистически достоверное по сравнению с контролем повышение урожая клубней с 1 растения в вариантах 3-кратного опрыскива-
ния раствором 0.1% салициловой кислоты в 0.1% хитозане для защиты от первичной инфекции (табл. 5).
Выводы
Низкомолекулярный хитозан и салициловая кислота проявляют как лечебное, так и защитное (индуцирующее устойчивость) действие против вируса Y картофеля, более высокое при совместном, чем при раздельном применении, как in vitro, так и в полевых опытах.
Наиболее эффективные против вируса Y концентрации хитозана и салициловой кислоты для применения in vitro - 50 и 14 мг/л среды МС, соответственно, а в поле -против первичной инфекции опрыскивание 0.1% раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана.
Дву- и трехкратное опрыскивание растений картофеля сорта Елизавета 0.1%
раствором салициловой кислоты в 0.1% растворе хитозана полностью защищало их от первичной инфекции вируса Y. Эффективность против вторичной (клубневой) инфекции была существенно ниже и составляла 32.1%, 42% и 63.5% при 1-, 2-х и 3-кратном опрыскивании растений на фоне обработки клубней рабочими растворами хитозана и салициловой кислоты той же концентрации.
Динамика изменений активности пероксидазы при черенковании микрорастений in vitro и в полевых опытах указывает на то, что одним из механизмов действия хи-тозана и салициловой кислоты как антивирусных соединений может быть их способность вызывать окислительный стресс.
Анисимов Б.В. Фитопатогенные вирусы и их контроль в семеноводстве картофеля // Практическое руководство. М., ФГНУ Росинформагротех, 2004, 80 с.
Куликов С.Н., Чирков С.Н., Ильина А.В., Лопатин С.А., Варламов В.П. Влияние молекулярного веса хитозана на его антивирусную активность в растениях // Прикладная биохимия и микробиология, 2006, 42, 2, с.224-228.
Тютерев СЛ. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. СПб, ВИЗР, 2002, 328 с.
Чирков С.Н., Сургучева Н.А., Атабеков И.Г. Стимуляция синтеза клеточных белков и ингибирование вирусной инфекции хитозаном в изолированных протопластах табака // Доклады РАН, 1995, 341, 6, с. 836-838.
Чирков С.Н., Сургучева Н.А., Гамзазаде А.И., Абдулабеков И.М., Поспешны Г. Сравнительная эффективность производных хитозана при подавлении вирусной инфекции растений./Доклады РАН, 1998, 360, 2, с. 271-273.
Литература
Чирков С.Н. Антивирусная активность хитозана (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология, 2002, 38, с. 1-8.
Cassells A.C., Curry R.F. Oxidative stress and physiological, epigenetic and genetic variability in plant tissue culture: implications for micropropagators and genetic engineers // Plant Cell, Tissue Organ Cult., 2001, 64, p. 145-157.
Joyce S.M, Cassells A.C., Jain SM. Stress and aberrant phenotypes in in ivitro culture. / / Plant Cell, Tissue Organ Cult, 2003, 74, p.103-121
Lopez-Delgado H., Mora-Herrera M.E., Zavaleta-Mancera H.A., Cadena-Hinojosa M., Scott L.M. Salicylic acid enhances heat tolerance and potato virus X (PVX) elimination during thermotherapy of potato microplants // Amer. J. of Potato Res, 2004, 81, p. 171-176.
Murphy A.M., Carr J.P. Salicylic acid has cell-specific effects on tobacco mosaic virus replication and cell-to-cell movement // Plant Phys., 2002, 128, p. 552-563.
EFFECT OF PHYTOACTIVE CHITOSAN AND SALICYLIC ACID ON POTATO PLANT
RESISTANCE TO VIRUS Y
T.A.Evstigneeva, N.A.Pavlova, S.L.Tyuterev Low-molecular chitosan (M.m < 15 kD) and salicylic acid have curative and protective (plant resistance inducing) activity against potato virus Y; the activity is higher in joint rather than in separate application both in vitro and in field tests. The most efficient concentrations of chitosan and salicylic acid for in vitro and field application against primary infection of virus Y were established. Two- and three-fold spraying of the cultivar Elizaveta potato plants by 0.1% solution of salicylic acid in 0.1% solution of chitosan completely protected them from primary infection of virus Y. Efficiency against secondary (tubers) infection was sufficiently lower, i.e. 32.1%, 42% and 63.5% at 1-, 2- and 3fold plant spraying by working solutions of chitosan and salicylic acid with the same concentration. Dynamics of the variations of peroxidase activity under micrografting the potato plants in vitro and in field tests show that one of the way of the chitosan and salicylic acid action as antivirus compounds may be their capability to induce oxidative stress in plants.
Keywords: potato, crop protection, viruses, inducers of plant resistance, plant diseases, chitosan, salicylic acid, peroxidase, oxidative stress
Т.А.Евстигнеева, к.б.н., [email protected] Н.А.Павлова, н.с. [email protected] С.Л.Тютерев, д.б.н., профессор
