азованный (активный) этилен, который индуцирует освобождение пероксидазы из связанного состояния [Para-dies, Elstner, 1980].

Увеличение активности пероксидазы можно индуцировать этиленом, который выделяют корни сладкого картофеля, зараженные черной гнилью [Clare et al., 1966; Stahmann et al., 1966]. В период опыта зараженный материал выдерживался в плотно закрытых контейнерах вблизи от испытуемых растений. Этилен, как газообразное соединение, проникал в ткани растений, помещенных рядом, и стимулировал в них повышение активности фермента, что подчеркивает индуцирующее влияние этилена на активность пероксидазы.

Сравнительно давно выяснено, что синтез этилена ограничивается температурой +32° С [Дженсен, 1968]. Повышение температуры ведет к прекращению синтеза этого соединения. Известно, что при повышении температуры до 32° устойчивые растения теряют способность к локализации вируса и вирус распространяется системно [Weststeijn, 1981, 1984]. Следует выяснить, как связано снижение синтеза этилена с потерей устойчивости при такой же температуре. Этилен, как активный метаболит, оказывает влияние на рост и развитие некрозов, на проявление активности пероксидазы, и, как свидетельствуют многочисленные данные, метаболизм этих соединений тесно взаимосвязан.

3.6. ВИРУСИНДУЦИРОВАННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

В 1961 г. Росс [Ross, 1961b], работая с растениями, зараженными вирусом табачной мозаики, обнаружил явление приобретенной устойчивости. Автор показал, что в растениях табака сорта Самсун NN и Ксанти нк после заражения нижних листьев вирусом табачной мозаики развивается устойчивость к повторному заражению. Она проявляется в листьях, расположенных выше и ниже инокулированных, а также в участках листовой ткани между некрозами. Этот феномен дал толчок для постановки целого ряда экспериментов, на основе которых многие авторы пытались понять сущность этого естественно приобретенного защитного механизма.

Симоне и Росс [Simons, Ross, 1970, 1971] установили, что при некротическом типе реакции повышается активность пероксидазы в листьях, расположенных над инокулированными, и в них возникает устойчивость, индуцированная вирусом. Они также предположили важную роль фермента в процессе, который определяет размер некроза. Позднее в эту гипотезу было внесено изменение, согласно которому

38

пероксидаза играет роль не в определении скорости роста некроза, а в образовании «индуцирующего агента», передвигающегося от клетки к клетке и вызывающего состояние устойчивости [Weststeijn, 1976].

Симоне и Росс [1970, 1971] нашли, что в листьях с возникновением приобретенной устойчивости повышается активность пероксидазы, что тесно связано с синтезом и метаболизмом фенольных соединений. В опытах с растениями табака сорта Ксанти нк они установили максимальную устойчивость в незараженной половинке листа на 7-й день после инокуляции противоположной половинки. Активность этого фермента в ней может возрасти в 5 раз по отношению к контрольной на 4—5-й день. В других опытах увеличение активности пероксидазы в верхних листьях зараженных растений табака сорта Ксанти нк и Самсун NN можно было зарегистрировать и до 21-го дня, считая от момента заражения нижних листьев.

Авторы установили также, что после заражения повышается активность каталазы, полифенолоксидазы, аскорбатоксидазы, цито-хромоксидазы, аконитазы, дегидрогеназы, фосфогексоизомеразы, но, как правило, активность указанных ферментов резко возрастает в местах проникновения вируса и вокруг них. На значительном расстоянии от некрозов активность многих из перечисленных ферментов равна контролю, а также активность не превышает контроль в верхних листьях, обладающих вирусиндуцированной устойчивостью. "При сверхчувствительной реакции растения-хозяина на вирусное поражение может возрастать активность и таких ферментов, как глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, 6-фосфоглюконатдегидрогеназа, фенилаланин-аммиак-лиаза, гидрокси-лаза 4-коричной кислоты, о-метил-трансфераза кофейной кислоты, рибо-нуклеаза, кислая фосфатаза [Loon, 1982]. Этот перечень ферментов, повышающих свою активность при вирусном поражении, свидетельствует о том, что начало инфекционного процесса связано с нарушением очень многих метаболических процессов.

Механизм возникновения приобретенной устойчивости не расшифрован. Становится вполне очевидным, что локальная и системная устойчивости обладают определенными различиями, и не только в своем проявлении после заражения устойчивых растений. Так, А. Г. Коваленко [Kovalenko, 1981] пишет, что индуцированная вирусом системная устойчивость табака к ВТМ не имеет прямой связи с процессом локализации вируса. Выяснено также, что локализация вируса без образования некрозов может вызывать развитие приобретенной устойчивости к повторному заражению [Roberts, 1982].

О различиях в сущности проявления механизмов локальной и приобретенной устойчивости свидетельствует и тот факт, что ультрафиолетовое освещение зараженных листьев подавляет локализацию, но не оказывает влияния на развитие приобретенной устойчивости [Chessin, 1982]. А. Г. Коваленко и И. С. Щербатенко [1986] на четырех сортах сверхчувствительных к ВТМ (штамм Ui) растений табака показали, что локализация первичной инфекции и устойчивость листьев к повторному заражению не имеют между собой определенной количественной зависимости.

Интересные исследования по выяснению механизма индуцированной

устойчивости были проведены Штейном с соавт. [Stein, Loebenstein, 1972, 1976; Stein et al., 1985], которые подтверждают присутствие в растительном организме нескольких механизмов защиты от нарушений метаболизма.

3.7. СИНТЕЗ ИЗОЭНЗИМОВ DE NOVO

Б. А. Рубин показал, что распространенной формой реакции растений на заражение является новообразования белков. При заражении увеличивается число полирибосом, стимулируется синтез РНК, наблюдается синтез de novo белков, обладающих иными свойствами, образуются новые изоэнзимы ферментов, изменяются их субстратная специфичность и другие свойства [Рубин, 1969; Рубин, Карташова, 1970; Рубин и др., 1973]. В большинстве работ советских [Рубин, Лущинская, 1969; Ладыгина и др., 1970; Аксенова и др., 1971; Рубин и др., 1975] и зарубежных [Kawashima et al., 1963, 1964; Farkas, Stahmann, 1966] авторов предложение о синтезе de novo пероксидазы в инфицированных тканях получило экспериментальное подтверждение.

Впервые Уритани с соавт. [Uritani, Stahmann, 1961; Kawashima et al., 1963] обнаружили в тканях батата, пораженных черной ножкой, два изоэнзима пероксидазы, отсутствующие в контроле. Появление изоэнзимов обусловлено синтезом ферментов клеткой хозяина, так как сам патоген обладал крайне низкой пероксидазной активностью. Авторы пишут, что новая пероксидаза может быть функционально связана с цитохромной системой, а также играть роль в синтезе фенольных соединений, принимая участие в гидроксилировании бензольного кольца. Увеличение числа изоэнзимов отмечалось в растениях табака, зараженных Colletotrichum distructivum [Yu, Hampton, 1964], и в тканях батата, зараженных Ceratocystis fimbriate [Weber, Stahmann, 1964]. Факт адаптивного синтеза изоэнзимов с пероксидазной активностью установлен при заражении кукурузы грибом Ustillago zeae [Рубин, Лущинская, 1969]. В растениях устойчивого сорта авторы идентифицировали два анодных быстро движущихся белка, окисляющие пирогаллол, но не окисляющие бензидин. В здоровой ткани эти белки отсутствовали. При этом общая пероксидазная активность возрастала в 2—3 раза в растениях, зараженных грибной инфекцией.

При заражении устойчивого и восприимчивого сортов капусты грибом Botrytis cinerea в тканях устойчивого сорта идет новообразование РНК и белка с пероксидазной активностью в составе кислых компонентов, у восприимчивого, наоборот, исчезновение двух имеющихся изоэнзимов — по одному в группе кислых и щелочных. Синтез дополнительного изофер-мента пероксидазы в тканях устойчивого сорта капусты является выражением активной реакции растения на внедрение патогена и не обусловлен ферментом гриба или его токсином. Показано, что фермент из растений устойчивого сорта имеет более сложный изоэнзимный состав (7 изопероксидаз), чем таковой из неустойчивого (3 изоперокси-дазы). Активность пероксидазы при поражении возрастает в растениях обоих сортов, но сильнее у устойчивого [Аксенова и др., 1968, 1971].

40

Появление de novo изоэнзимов пероксидазы установлено в растениях льна на 15-й день после заражения их Melampsora lini [Andreew, Shaw, 1965]. В корнях растений сои, устойчивых к Phytophtora megasperma var. Sojae, после поражения появляется одна дополнительная полоса белка, а у восприимчивого идентифицированы две новые зоны [Но, Waever, 1970]. В цветоносах лука, пораженных пероноспорой (Peronospora schl.), также определена способность больного растения синтезировать новый белок с пероксидазной активностью [Луковникова и др., 1969]. При этом активность пероксидазы увеличивается по мере усиления степени норажения, но не зависит от общего количества белка, так как не все белковые компоненты обладали этой активностью.

По данным Марайте [Maraite, 1973], у гриба Fusarium oxysporum f sp. melonis, поражающего дыню, присутствует 4 изоэнзима пероксидазы с низкой активностью. Однако в экстрактах из гипокотилей, стеблей, черешков и листьев пораженных растений им обнаружена высокая активность этого фермента по отношению к контролю. После заражения в изоферментном спектре растения-хозяина появляются дополнительные зоны белков с пероксидазной активностью, но с электрофоретической подвижностью, характерной для изоферментов гриба. Появление изоэнзимов пероксидазы при грибном поражении может происходить за счет активирования ферментативной деятельности самого гриба. Одновременно может идти индуцированный синтез изоэнзимов de novo, непосредственно не связанных с геномом гриба, а запрограммированных в геноме растения.

Фаркаш и Стаманн [Farkas, Stahmann, 1966] также пытались выяснить причины активирования пероксидазы в растениях, инфицированных вирусом южной мозаики фасоли. Было обнаружено, что одновременно с увеличение