Иммунитет растений
Вариант 36.
- Роль работ Н.И. Вавилова и И.В. Мичурина и их значение в развитии общебиологической концепции иммунитета организмов к болезням.
Н. И. Вавилов был видным общественным деятелем государственного масштаба и выдающимся организатором науки, вел колоссальную работу по созданию научно-исследовательских учреждений в различных районах СССР.
Н. И. Вавилов положил начало или в значительной степени способствовал развитию самых различных теоретических и практических направлений в биологии. Но особенно хотелось бы выделить в наследии Н. И. Вавилова ту мысль, которая, быть может, была основополагающей во всей его научной деятельности.
Речь идет о сохранении имеющихся генофондов и об использовании их в интересах человечества, в его селекционной практике ради получения новых, более продуктивных сортов. Эта главная в работах Н. И. Вавилова линия продолжается сегодня во многих исследовательских коллективах различных стран. Более того, она приобрела еще больший размах и касается теперь уже не только растений, но и животных. Непосредственно работу Н. И. Вавилова по созданию, сохранению и использованию мировой коллекции семян культурных растений и их диких родичей продолжает знаменитый Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), созданный Н. И. Вавиловым и носящий теперь его имя.
В научном творчестве Н. И. Вавилова трудно провести грань между ботаническими и растениеводческими работами, между селекционными и генетическими исследованиями.
И.В.Мичурин по праву считается основоположником научной селекции плодовых и ягодных растений. Его имя связано с практической реализацией самых дерзких замыслов в области биологии.
Иван Владимирович Мичурин – великий «архитектор » («зодчий») растений, создавший более 300 лучших сортов яблони, зимних груш, сливы, вишни, абрикоса, винограда, ореха, актинидии, лещины и других культур. Главная ценность этих сортов в их уникальной зимостойкости и устойчивости к болезням, что и позволило в условиях России значительно продвинуть их биологически возможное и экономически оправданное выращивание в более северные и восточные районы страны. Многие из созданных И.В.Мичуриным сортов до настоящего времени не утратили своей значимости в качестве генетических доноров, а некоторые из них и при производственном использовании.
Огромную роль сыграл И.В.Мичурин и в широком распространении в средней полосе России нетрадиционных и декоративных растений: лимонника китайского, вишни войлочной, калины, рябины, актинидии, жимолости, сладкого каштана, некоторых видов орехоплодных и др. И.В. Мичурину мы обязаны возрождением в России одного из популярнейших ягодных растений – крыжовника.
Первенство выведения в России новых выносливейших сортов грунтовых роз опять-таки принадлежит И. В. Мичурину.
С именем Ивана Владимировича Мичурина связано возникновение и становление садоводства Урала, Сибири и Дальнего Востока, а также организация целого ряда научных и учебных учреждений садоводческого профиля. Так, в 1929 г. в г. Козлове был открыт селекционно-растениеводческий техникум им. И.В. Мичурина; в 1930г. организована Центральная плодово-ягодная станция (с 1931 г. Центральный научно-исследовательский институт северного плодово-ягодного хозяйства, а ныне Всероссийский НИИ садоводства им. И.В.Мичурина), Центральная генетическая лаборатория; учебный институт; рабфак; детская сельскохозяйственная станция; совхоз сад-гигант им. Мичурина на площади 7000 га; сотни кружков по всей стране, объединяющих специалистов мичуринской растениеводческой школы.
По инициативе И.В. Мичурина в 1934 г. на базе опытно-помологического питомника (с 1918 г.) была создана Центральная цитогенетическая лаборатория (ныне ВНИИГиСПР), руководителем которой по рекомендации Н.И. Вавилова стал Д.Ф. Петров, а к ее работе привлечены многие сотрудники Н.И. Вавилова .
В начале 1930-х годов Н.И. Вавилов и И.В. Мичурин отправили на Дальний Восток экспедиции, в состав которых входили известные селекционеры-плодоводы.
Начиная с 1920 года и до самой кончины И.В. Мичурина связывает тесная дружба и сотрудничество с Н.И. Вавиловым. На протяжении 20-х и первой половины 30-х годов Н.И. Вавилов неоднократно посещал И.В. Мичурина.
Н.И. Вавилов высоко ценил
теоретические и практические достижения
И.В. Мичурина, всемерно пропагандировал
их, был инициатором выдвижения Ивана
Владимировича в академики
В статье, посвященной памяти И.В. Мичурина, в июне 1935 г. академик Н.И. Вавилов писал: «В жизни Ивана В л а д и м и р о в и ч а м н о г о п о у ч и т е л ь н ого: поучите л е н с а м п о д в и г , ж е л е з н а я в о л я, у п о р с т в о, колосс а л ь н ы й труд. И . В . М и ч у р и н является о б р а з ц о м и с к л ю ч и т е л ь н о г о т р у д о л ю б ия, подлинным г е р о е м т р у д а, с в о и м п р и м е р о м п о к а з а в ш и м, к а к н а д о жит ь и работать».
Отмечая ценнейший вклад И.В. Мичурина в науку о плодоводстве и научную селекцию, Н.И. Вавилов подчеркивал:
И.В. Мичурин был «н е п р о с т о п р а к т и к - с е л е к ц и о н е р, н о б о л ь ш о й мысли т е л ь: е г о т р у д п р о н и к н у т м а т е р и а л и с т и ч е с к о й ф и л о с о ф и е й, и м н о г и е п о л о ж е н и я е г о р а б о т о р и г и н а л ь н ы».
О высокой оценке научных и практических достижений И.В. Мичурина современниками свидетельствуют избрание его п о ч е т н ы м ч л е н о м А к а д е -м и и н а у к С С С Р, а к а д е м и к о м ВАСХ Н И Л, награждение правительством орденами Трудового Красного Знамени и Ленина.
В декабре 1934 г. Президиум ВАСХНИЛ постановил присвоить И.В. Мичурину ученую с т е п е н ь д о к т о р а б и о л о г и ч е с к и х и сельско - х о з я й с т в е н н ы х н а у к.
В день 80–летия (1934 г.) Президиум ВЦИК, отмечая «у п о р с т в о и р е д к у ю с а м о о т в е р-- ж е н н о с т ь» И.В. Мичурина, присвоил ему з в а н и е з а с л у ж е н н о г о деятеля науки и техники.
В марте 1935 г. И.В. Мичурин был избран почетным членом Чехословацкой земледельческой Академии.
Царское правительство не оказывало существенной поддержки И.В.Мичурину. Но это вовсе не означает, что в дореволюционный период его работы оставались неизвестными. Наиболее прогрессивные ученые России, среди которых были Н.И. Кичунов, В.В. Пашкевич, М.В. Рытов, А.А. Ячевский, А.Д. Рудзинский и др., высоко оценивали работы И.В. Мичурина и всемерно старались помочь ему. Так, Н.И. Кичунов, посетивший И.В. Мичурина летом 1908 г., писал: «…р у с с к о е с а д о в о д с т в о в л и ц е М и ч у р и -на р а с п о л а г а е т н е т о л ь к о о г р о м н о ю и в ы д а ю щ е й с я , н о и е щ е н е б ы в а -лою у н а с д о с и х п о р с и л о ю… Но, к со ж а л е н и ю , в и н а И . В . М и ч у р и н а с о - с т о и т в т о м, ч т о о н ж и л , в ы р о с и т р у д и л с я в Р о с с и и , г д е с о б с т в е н н ы е ро д н ы е т а л а н т ы м а л о и л и с о в с е м н е п р и з н а ю т с я».
В период с 1902 по 1912 год многие номера журнала «Прогрессивное садоводство и огородничество» открывались передовыми статьями И.В.Мичурина. В этот же период он получал огромное количество писем со всех концов России.
В 1912 г. царское правительство награждает И.В. Мичурина орденом «Святой Анны 3-й степени», а в 1913 г. – «Зеленым крестом» за «заслуги на сельскохозяйственном поприще». В январе 1913 г. И.В. Мичурина избирают почетным членом Российского общества садоводов.
И все же настоящее внимание и помощь работам И.В. Мичурина были оказаны лишь с установлением в России советской власти. В ноябре 1922 г. В.И. Ленину по его просьбе была предоставлена информация о деятельности И.В.Мичурина.
В сентябре этого же года Н.И. Вавилов обратился к И.В. Мичурину с просьбой обобщить свои труды с целью их публикации. Известно, что все исследования И.В. Мичурина были прекрасно документированы и дополнены превосходными иллюстрациями, выполненными им лично. В 1929 г. вышел 1-й том трудов И.В. Мичурина, в 1930 г.- 2-й том, а в 1934 г. – новое издание, озаглавленное «Итоги шестидесятилетней работы». Эти и другие публикации принесли И.В. Мичурину широчайшую известность в России и за рубежом
О широком признании работ И.В. Мичурина свидетельствуют многочисленные отзывы крупнейших ученых мира.
В конце 1920-х и особенно с начала 1930-х годов И.В. Мичурина окружали многочисленные сотрудники. По словам одного из его ближайших учеников и соратников П.Н. Яковлева (1963), Он был суров и требователен даже к профессорам и специалистам. Не со всеми уживался Мичурин… . Но зато как щедро раскрывал он свои мысли тем, кто приходил за ними с открытой душой…».
Скончался И.В. Мичурин 7 июня 1935 г. На следующий день – 8 июня, в газете «Правда» была опубликована статья Н.И.Вавилова под названием «Подвиг», где в одном этом слове концентрировалась оценка всего смысла и содержания жизни И.В.Мичурина – великого естествоиспытателя, пламенного патриота России, глубокого интузиаста-исследователя.
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ 60-ЛЕТНЕЙ НАУЧНОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ И.В.МИЧУРИНА
В своей работе И.В.Мичурин выделял три основных этапа:
– первый э т а п
– а к к л и м а т
и з а ц и и, базирующейся
на типично ламаркистской
– второй этап – массового отбора, основанный на выращивании и отборе сеянцев из семян лучших отечественных и иностранных сортов в той местности, для которой сорт предназначен. При этом особое значение придавалось «целесообразному уходу», дающему возможность «выявить нужные наследственные свойства организма и закрепить их в дальнейшем вегетативным размножением. Однако и этот подход оказался в целом неудачным;
– третий этап – г и б р и д и з а ц и я- с к р е щ и в а н и е лучших местных сортов с южными) увенчался успехом. Потомство таких гибридов легче всего приспосабливалось к местному климату, сочетая хороший вкус, величину и окраску плода с морозоустойчивостью диких растений.
Хотя работы по гибридизации И.В.Мичурин начал в еще в 1884 г., основные положения своего учения о гибридизации (посев, отбор родительских форм,скрещивание, отбор искомых гибридных сеянцев, повторное скрещивание с одним из лучших родителей, «целесообразное воспитание» при развитии сеянцев) он сформулировал лишь 20 лет спустя.
При п о д б о р е п а р п р о и з в о д и т е л е й И.В.Мичурин рекомендовал отдавать предпочтение более далеким в родственном отношении между собой разновидностям одного и того же вида. «Чем дальше отстоят между собой пары скрещиваемых растений-производителей по месту их родины и условиям их среды, – писал он, – тем легче приспосабливаются в новой местности гибридные сеянцы».
2. Вертикальная устойчивость хозяина и действие стабилизирующего отбора рас в популяции фитопатогенов.
Под устойчивостью растений понимают их способность оставаться здоровыми при действии стресс-факторов внешней среды - биотической (вредные организмы) и абиотической (влажность, температура, минеральные вещества и др.) природы, не изменяя свою продуктивность. В основе устойчивости лежат процессы обмена веществ и саморегуляции преимущественно с помощью метаболитов.
При интенсивном
развитии сельского хозяйства
Изучая факты потери устойчивости сортами и взаимодействие популяций патогенов с культурными растениями, известный фитопатолог Я.Вандерпланк выдвинул гипотезу существования двух принципиально различных типов устойчивости: вертикальной и горизонтальной. «Если сорт устойчив к нескольким расам патогена, мы называем такую устойчивость вертикальной, или перпендикулярной. Смысл этой гипотезы удобно представить в виде гистограммы взаимодействия сортов с набором рас патогена.
Как видно из рисунка, сорт А с вертикальной устойчивостью отличается высокой степенью устойчивости к определенным расам патогена и низкой устойчивостью к другим (расоспецифической устойчивостью).
После доработки
концепции под вертикальной уст
Предполагалось, что вертикальную устойчивость определяют гены с сильным проявлением - большие, или главные (major genes).
Вертикальная устойчивость к вредным организмам обусловлена главным образом взаимодействием белков - продуктов первичной активности генов как паразита, так и хозяина. Эта специфическая устойчивость проявляется на молекулярно-генетическом уровне в процессах регуляции генной активности: транскрипции (считывания информации в ядре клетки) и трансляции (передачи информации для синтеза белков). Система регуляции генной активности является важнейшей в патогенезе болезней растений. Она представляет собой механизм изменения активности генов при реакции не только на возбудителей болезней (внедрение, поражение) на уровне организма растений-хозяев (гормональные реакции), но и на фитофагов, и другие стресс-факторы внешней среды.
Специфическая (вертикальная) устойчивость возникла позже, в результате отбора на специфичность при взаимодействии в системе хозяин — паразит по принципу "ген на ген".
Более высокая устойчивость сорта ведет к ухудшению питания, замедлению размножения и уменьшению выживаемости вредных организмов. Разница в уровне размножения шведской мухи, например, на устойчивых и восприимчивых сортах достигает трех порядков, а хлебного пилильщика - двух. На устойчивых сортах плодовитость самок вредной черепашки ниже в 2-2,5 раза, а выживаемость личинок - в 4-8 раз. На устойчивых сортах гороха масса и плодовитость самок гороховой тли снижаются. Антибиоз гороховой тли вызывают присутствующие в растении вещества вторичного обмена (активной фитиновой кислоты), являющихся нервным ядом, угнетающе действующие на тлей. Такая же реакция может проявиться у тлей от неполноценной пищи. Недостаток в растениях некоторых свободных аминокислот, опушения растениий, вызывают ухудшение физиологического состояния и стрессовые реакции тлей.
В одной пикниде на устойчивых сортах насчитывается в 2-2,5 раза меньше спор. Чем устойчивее сорт, тем меньше образуется на нем колоний возбудителя мучнистой росы, тем медленнее идет процесс споруляции и динамика эпифитотического процесса.
Восприимчивый сорт накапливает в 4-6 раз больше склероциев в почве, чем устойчивые сорта.
Ограничение и подавление болезней достигается при возделывании минимум двух иммунно-генетически различных сортов. Нецелесообразно производить резкую смену одного сорта на другой, имеющих иммунные отличия из-за опасности появления резистентных форм возбудителей.
При этом устойчивость сорта следует сочетать с агротехническими приемами, подавляющими развитие болезней. Например, для поддержания сортов, устойчивых к вилту, их включают в фитосанитарные севообороты с люцерной по схеме: фитосанитарный предшественник два года (люцерна) -устойчивый сорт - выносливый сорт - фитосанитарные культуры (зерновые) - выносливый сорт - устойчивый сорт. Фитосанитарные культуры, входящие в севооборот, обеспечивают снижение общего инфекционного потенциал? возбудителей в почве, а посев устойчивых, выносливых сортов стимулирует отбор менее агрессивных и вирулентных рас болезней и вредителей, предупреждая эпифитотии болезней.
Одним из важнейших мероприятий по сохранению сортами устойчивости к вредным организмам является также научно-обоснованная система внесения удобрений, сроков посева, семеноводства. Семенные участки должны размещаться на здоровых почвах по возможности в зонах слабого развития вредных организмов при соблюдении оптимальных технологических параметров. Тем самым создается фундаментальная предпосылка для комплексной устойчивости и выносливости растений к вредным организмам- фонд здоровых семян, а также присущая сорту устойчивость и выносливость ко всему комплексу биотических и абиотических стрессоров.
3. Факторы, определяющие выбор растений насекомыми и их специфичность.
Насекомые как представители класса животного мира имеют широкие возможности для активной ориентации в окружающей среде. Они обладают весьма тонкими возможностями активного выбора растений для питания и откладки яиц. Многие виды насекомых ведут автономный, свободный от растения, образ жизни, переселяясь с одного на другое. И только на отдельных этапах своего онтогенеза они вступают в тесный контакт. Для многих видов насекомых характерны различные типы питания, а следовательно, и различная приуроченность взрослых особей и их личинок к питанию разными видами растений или их органами. Этими и рядом других черт насекомых-фитофагов обусловливается своеобразие рассматриваемой системы. Естественно, что в процессе длительной коэволюции насекомых и их кормовых растений эти свойства оказали влияние на сложность системы иммунных барьеров растений.
Иммунитет растений к вредителям в историческом прошлом формировался в процессе образования разных типов биогеоценозов, что в значительной мере способствовало их устойчивости. С началом развития земледелия начался новый этап эволюции растений и их консументов. Процесс окультуривания растений человеком был сопряжен с ослаблением их иммунных сил. В связи с этим окультуривание человеком растений положило начало глубочайшим изменениям не только во взаимоотношениях отдельных видов фитофагов со своими продуцентами, но и биогеоценозов в целом. К этому периоду следует отнести и начало формирования агробиоценозов, в том числе становление многих видов насекомых - вредителей культурных растений.
По современным представлениям разнообразные факторы иммунитета растений к вредителям подразделяются на три основные группы.
1. Факторы, обусловливающие
отвергание растений
2. Факторы, вызывающие
неблагоприятное (
3. Факторы, обусловливающие выносливость растений при их повреждении вредителями.
С иммунологической точки зрения наибольший практический интерес представляют факторы, объединяемые в первые две группы, так как они определяют истинную устойчивость. Кроме того, они играют большую роль в ухудшении физиологического состояния и депрессировании размножения вредителей, что обеспечивает возможность использования устойчивых сортов для управления численностью фитофагов в агробиоценозах.
Биохимические особенности. Выбор вредителями растения для питания или, наоборот, исключение из числа кормовых (хемотаксис — положительный или отрицательный) основан на их способности улавливать биохимические различия разных видов и сортов. Так, жуки и личинки колорадского жука в массе заселяют и повреждают сорта культурного картофеля, но не дикие виды (S. de-missum, S. jamessii, S. henryi и др.), а те, в тканях которых содержится пищевой репеллент — алкалоид демиссин. Таким же действием на некоторые виды насекомых обладает фенольное веществ» госсипол, обнаруженное в хлопчатнике, но являющееся одновременно аттрактантом и для другого вредителя — хлопковой совки.
Биологические требования к составу пищи у многих представителей чешуекрылых, перепончатокрылых и двукрылых насекомых., двудомных видов меняются по мере развития. Происходит смена хозяев.
4. Устойчивые сорта сельскохозяйственных культур, выведенные методом отбора.
Сорт - это группа культурных растений, имеющих сходство по
морфологическим и хозяйственно-биологическим признакам и свойствам, созданных путем селекции для возделывания в определенных почвенно-климатических условиях,с целью повышения урожайности и качества продукции. Сорта различаются по происхождению (местные и селекционные) и методам выведения.
Местные - это сорта народной селекции, созданные в результате длительного действия естественного отбора.
Селекционные - это сорта созданные в научно-исследовательских учреждениях с применением определенных методов селекции.
Главный метод селекционера - это отбор, т.е. тщательный выбор родительских особей для скрещивания. Такой отбор проводится в каждом поколении. Селекция эффективна в тех случаях, когда изменчивость по улучшаемым признакам достаточно велика, и можно отобрать особей, у которых они явно отклоняются в нужную сторону от средних значений. Кроме того, желаемый признак необходимо достаточно точно измерять или оценивать. Если необходимо добиться быстрых результатов, то наследуемость признака должна быть не ниже средней. По признакам с низкой наследуемостью селекцию обычно не проводят, за исключением тех случаев, когда они так важны, что даже небольшое их улучшение принесет большую пользу.
Отбор и внедрение устойчивых сортов является одним из наиболее эффективных методов защиты растений от болезней. В Советском Союзе в области селекции различных культур на устойчивость к болезням достигнуты значительные успехи, создано и внедрено в производство много болезнеустойчивых сортов. Так, созданы ржавчиноустойчивые сорта пшеницы - Безостая 1, Мироновская 808, Аврора, Кавказ, Скороспелка 3, Белоцерковская 198 и др. Многие сорта и гибриды подсолнечника, выведенные селекционерами В. С. Пусто войтом и Г. В. Пустовойт, Л. А. Ждановым, характеризуются устойчивостью к заразихе (Orobanche cumana), ржавчине (Puccinia helianthi), ложной мучнистой росе (Plasmopara helianlhi). К наиболее перспективным фитофтороустойчивым сортам картофеля относятся гибриды А. Я. Камераза. Имеется много сортов картофеля, устойчивых против другого очень опасного заболевания - рака. Ракоустойчивые сорта -Имандра, Приекульский, Берлихинген, Кобблер и другие - выращиваются в районах, угрожаемых в отношении рака картофеля. С. М. Мирахмедовым методом отдаленной гибридизации с диким родичем выведены устойчивые к вертициллезному вилту сорта хлопчатника Ташкент 4, Ташкент 1, Ташкент 2 и Ташкент 3. Выведены устойчивые сорта плодово-ягодных, овощных и других культур.
Создание устойчивых сортов к вредителям осложняется тем, что разнообразие рас и биотипов паразитов очень велико. Сорт часто устойчив к одним расам паразита, но поражается другими
Список литературы:
- Чулкина В. А., Торопова Е. Ю., Чулкин Ю. И., Стецов Г. Я. «Агротехнический метод защиты растений». Учебное пособие. Под редакцией академика, первого вице-президента РАСХН А.Н.Каштанова.- М.: ИВЦ "МАРКЕТИНГ", Новосибирск: ООО "Издательство ЮКЭА", 2000.
- Шкаликов В.А., Дьяков Ю.Т., Смирнов А.Н. и др. «Иммунитет растений» Раздел: Сельское хозяйство → Растениеводство,
М.: КолосС, 2005.
3. Комаров Г.В. Борьба с вредителями сельскохозяйственных культур
Раздел: Сельское хозяйство → Защита растений
Донецк: Сталкер, 2005.
4. Гешеле Э.Э. «Теория устойчивости растений против грибных паразитов как методологическая основа фитопатологической оценки». В сб.: «Иммунитет растений к болезням и вредителям». М., 1961.
5. http://slovari.yandex.ru
6. http://yandex.ru
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Агрономический факультет
Кафедра защиты растений
Контрольная работа по дисциплине:
ИММУНИТЕТ РАСТЕНИЙ.
Курс: 4*
Содержание:
- Роль работ Н.И. Вавилова и И.В. Мичурина и их значение в развитии общебиологической концепции иммунитета организмов к болезням…………………………………………………………
………….2 - Вертикальная устойчивость хозяина и действие стабилизирующего отбора рас в популяции фитопатогенов………………………………….6
- Факторы, определяющие выбор растений насекомыми и их специфичность……………………………………………
………………..8 - Устойчивые сорта сельскохозяйственных культур, выведенные методом отбора………………………………………………………………
……...10 - Список литературы…………………………………… …………………11

- Иммунитеты и привилегии дипломатического представительства. Личные дипломатические привилегии и иммунитеты
- Иммунная система человека
- Иммунологическая реактивность и факторы ее обеспечивающие
- Иммунологическая толерантность
- Императивные и диспозитивные нормы международного права
- Императив человекомерности в современном научном познании
- Император Александр 2
- Иммобилизованные ферменты. Методы иммобилизации
- Иммунизация
- Иммунитет государства
- Иммунитет государства и унификация права
- Иммунитет и двигательная активность
- Иммунитет и кровь
- Иммунитет иностранного государства от применения принудительных мер