МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИСТЬЕВ И ПЛОДОВ MALOIDEAE (ROSACEAE): б. РОЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТКАНЕЙ В ФОРМИРОВАНИИ УСТОЙЧИВОСТИ К ГРИБНЫМ БОЛЕЗНЯМ

Актуальность. Устойчивость растений к воздействию биотических стрессоров определяет комплекс факторов. Зачастую среди них ведущую защитную роль отводят физиолого-биохимическим особенностям поверхностных тканей. Однако нельзя не принимать во внимание специфику микроструктурной организации поверхности растений, поскольку характер взаимодействия фитопатогенных организмов более сложен, чем химическое воздействие. Накопленный к настоящему времени материал по строению поверхностных тканей вегетативных и репродуктивных органов растений, а также об интерфейсе микобиоты носит фрагментарный характер.

Объект. Для исследования были выбраны зрелые листья и плоды представителей подсемейства Maloideae Werber (Malus domestica Borkh., Pyrus communis L., Cydonia oblonga Mill. и Mespilus germanica L.).

Материал и методы. Образцы для исследований отбирали из средней части кроны модельных деревьев в 3-кратной повторности. В последние годы метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием криофиксации считают наиболее перспективным для анализа поверхности биологических объектов и идентификации видов, что особенно информативно для объектов, имеющих сложную микроморфологию поверхности, а также для изучения биоразнообразия патогенов. В работе мы сочетали методы световой, электронной (СЭМ, ТЭМ) и конфокальной микроскопии. Образцы изучали также фитопатологическими и гистохимическими методами. Конденсированные полифенолы выявляли K2Cr2O7 и FeCl3, а также 4-(Dimethylamino)cinnamaldehyde (DMACA, Sigma-Aldrich). 

Результаты. На основании полученных материалов и литературных данных сделан обзор грибных болезней листьев и плодов M. domestica, P. communis, C. oblonga, M. germanica. Установлено, что общей особенностью плодов Maloideae является накопление в клетках наружных тканей перикарпия конденсированных полифенолов, играющих важную защитную роль при воздействии биотических стрессоров. К анатомо-морфологическим признакам пассивного иммунитета, или горизонтальной устойчивости к грибным патогенам можно отнести специфику восковых и кутикулярных отложений, особенности формирования кутикулярных складок и перистоматических колец в области устьиц и микротяжей в основании трихом, толщину кутикулы, пробковой ткани и формирование чечевичек на плодах. 

Заключение. У изученных модельных растений имеется достаточно большой спектр болезней разной этиологии, наиболее распространенными и вредоносными из которых являются микозы. При этом их устойчивость к поражению грибными патогенами коррелирует со спецификой организации микроструктуры поверхности листьев и плодов, а также содержанием веществ фенольной природы (полифенолов) в клетках поверхностных тканей перикарпия. 

1. Багирова С.Ф., Джавахия В.Г., Дьяков Ю.Т. и др. Фундаментальная фитопатология. Москва; 2012.

2. Beloshapkina O. O., Kumachova T. Kh., Wahsheh I.N.N. Immunological assessment of apple varieties in terms of their scab resistance and its correlation with leaf and fruit microstructure. Izvestia Timiryazevskoy selskokhozyaystvennoy akademii = Transactions of the Timiryazev Agricultural Academy. 2014;4:52-62.

3. Белошапкина О.О., Кумахова Т.Х., Воронков А.С. Грибные болезни айвы и мушмулы, их взаимосвязь с микроструктурными особенностями покровных тканей. Проблемы развития АПК региона. 2018;2(34):27-34. DOI: 10.15217/ISSN2079-0996.2018.2

4. Brillouet J.-M., Escoute J. A new technique for visualizing proanthocyanidins by light microscopy. Biotechnic & Histochemistry.2012;87(3):195-200).DOI: 10.3109/10520295.2011.603703

5. De Luca C., Passi S., Fabbri A.A., Fanelli C. Ergosterol oxidation may be considered a signal for fungal growth and aflatoxin production in Aspergillus parasiticus. Food Addit. Contam. 1995;12(3)445-450. DOI: 10.1080/02652039509374328

6. Goncalez E., Felicio J.D., Pinto M.M. Biflavonoids inhibit the production of aflatoxin by Aspergillus flavus. Brazil. J. Med. Biol. Res. 2001;34(11):1453-1456.

7. Кочетова Н.И., Кочетов Ю.В. Адаптивные свойства поверхности растений. М.; 1982.

8. Кумахова Т.Х., Белошапкина О.О., Бабоша А.В., Рябченко А.С. Особенности ультраскульптуры и микобиоты поверхности плодов яблони при созревании и хранении. Известия ТСХА. 2014;3:51-69.

9. Кумахова Т.Х., Меликян А.П. Ультраструктура кутикулы плодов разных сортов яблони Malus domestica (Rosaceae). Ботанический журнал. 1989;74(3):328-332.

10. Kumachova T.Kh., Voronkov A.S., Orlova Yu.V. et al. Tannosomes in the pericarp cells of Maloideae (Rosaceae). Doklady Biological Sciences. 2018;482(1):214-218. DOI: 10.1134/S0012496618050149

11. Mabrouk S.S., Shayeb N.M.A. Inhibition of aflatoxin production in Aspergillus flavus by natural coumarins and chromones. World J. Microbiol. Biotechnol. 1992;8(1):60-62. DOI: 10.1007/BF01200686

12. Marin M., Jasnić N., Lakušić D. et al. The micromorphological, histochemical and confocal analysis of Satureja subspicata Bartl. ex Vis. glandular trichomes. Archives of Biological Sciences. 2010;62(4):1143-1149. DOI: 10.2298/ABS1004143M

13. Шкаликов В.А., Дьяков Ю.Т., Смирнов А.Н. и др. Иммунитет растений. М.: Колос; 2005.

14. Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В. и др. Ботаника. Т. 1. Клеточная биология. Анатомия. Морфология. М.: Академия; 2007.

15. Упадышев М.Т. Роль фенольных соединений в процессах жизнедеятельности садовых растений. М.: Изд. дом МСП; 2008.

16. Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. М.: Мир; 1975.