В настоящее время под устойчивостью (чувствительностью) растения к заморозкам понимают способность (неспособность) противостоять механическим повреждениям их тканей кристаллами льда, образующимися при низкой температуре. Это сложный комплексный признак, зависящий как от физиологических и биохимических особенностей самого растения, так и от внешних причин.

Существенный фактор повреждения многих растений ранними заморозками — эпифитная и сапрофитная микрофлора, главным образом представители родов Pseudomonas, Erwinia, Xantomonasи др. Клетки данных микроорганизмов способны синтезировать определенный белок, локализующийся во внешней мембране этих бактерий и являющийся превосходным центром кристаллизации льда уже при температурах -1,5... -1,8 °С. Перечисленные бактерии, главным образом широко распространенные сапрофитные микроорганизмы видов Ps. syringaeи Ps. fluoresceins, образуют поверхностный белок, служащий зародышем для формирования кристаллов льда (БФКЛ); он, собственно, и является одним из главных факторов, ответственных за повреждение тканей чувствительных растений при ранних заморозках.

Стерильные же растения не повреждаются вплоть до температур порядка -6... -8 °С. Мутанты бактерий, потерявшие способность синтезировать БФКЛ, формировали обычную сапрофитную микрофлору растений, которая, однако, не повышала температуру формирования кристаллов льда. В результате растения с такой мутантной микрофлорой, не синтезирующей данный белок, были устойчивы к заморозкам в условиях, когда растения с естественной микрофлорой повреждались при понижении температуры.

БФКЛ в естественных условиях связан с поверхностью бактериальных клеток, и центром кристаллизации льда является сама клетка. Однако нанесение этого белка на поверхность стерильных растений давало такой же эффект повреждения тканей при температуре -2 °С. Наряду с БФКЛ определенную роль могут играть также высокомолекулярные полисахариды и липиды бактериального происхождения.

В основе генно-инженерного подхода к борьбе с повреждающим действием ранних заморозков лежит тот факт, что БФКЛ-мутанты Ps. syringaeи Ps. fluorescens, как природные, так и экспериментально полученные, теряют способность повреждать сельскохозяйственные растения (цитрусовые, томаты, картофель) при низких температурах. Поэтому возникла идея получить стабильные мутанты названных бактерий, неспособные возвращаться к дикому типу, и вытеснить с их помощью природную микрофлору, синтезирующую БФКЛ.

Некоторые авторы пытаются решить проблему элиминации этого белка микрофлоры с помощью фагов, лизирующих соответствующие штаммы бактерий.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх