ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ РНК И ДНК В КОРНЯХ И ЛИСТЬЯХ ВИНОГРАДА, ПОРАЖЕННЫХ ФИЛЛОКСЕРОЙ

Р. И. СВЕТЛЯКОВА, В. В. ЗОТОВ,
Е. М. ( ТОРОЖУI,', Р. Ш. ГАДИЕВ
Украинский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия им. В. Е. Таирова, Одесса
Гистохимическими исследованиями, проведенными в нашей лаборатории, установлено [1], что в тканях листьев и корней винограда, пораженных филлоксерой, происходят изменения локализации нуклеиновых кислот, причем в этом отношении найдены большие различия между устойчивыми и неустойчивыми к филлоксере сортами.

В связи с этим представляло интерес изучить количественные изменения РНК и ДНК в корнях и листьях винограда, пораженных филлоксерой, в динамике заболевания.
Работа была проведена на устойчивом подвонном сорте винограда Рипария X Рупестрис 101-14 и неустойчивом сорте Шасла.
Личинка филлоксеры делает укол в самый верхний, еще не раскрывшийся листочек. После этого на листьях филлоксероустойчивых сортов начинается разрастание галлов, поэтому возраст галла совпадает с возрастом листа. У неустойчивых сортов винограда после укола филлоксеры на листьях образуются некротические пятна. Отмирание тканн начинается после шестого- седьмого дня.
В связи с этим сроки взятия проб с устойчивого сорта были следующие: первый нераскрывшийся листочек, семи-, пятнадцатн- и тридцатидневные здоровые листья и листовые галлы. На неустойчивом сорте взятие проб заканчивалось семидневными листьями, поскольку к этому времени начиналось отмирание пораженной филлоксерой ткани. Мочковатые корешки брали для анализов только первичного строения, так как основные процессы, связанные с поражением филлоксерой, происходят в первичной коре.
Определение содержания нуклеиновых кислот проводили ПО методу Огура и Розена [2] с изменениями, внесенными лабораторией биохимии Украинского научно-исследовательского института физиологии растений и нашей лабораторией. Суть метода заключается в следующем. Навеска материала 0,5 —1,0 г, предварительно тщательно растертая, переносится в центрифужную пробирку и последовательно промывается следующими растворителями: 1) спирт этиловый — до полного обесцвечивания экстракта при комнатной температуре: 2) вода дистиллированная —
3—4 порции по 1I) мл в течение 40 мин. на холоду при температуре 4° С; 3) хлорная кислота 0,2 н. — 3-4 порции по 10 мл в течение 30 мин. на холоду; 4) вода дистиллированная — 3-4 порции в течение 20 мин. на холоду; 5) сгтттрт этиловый 3-4 порции при комнатной температуре; К) смесь — спирт этиловый: эфир серный (1:1. 2-3 порции при комнатной температуре; 7) экстрагирование в аппарате Сокслета ацетоном, затем серным эфиром до полного исчезновения в ацетоновом и эфирном экстрактах максимумов поглощения при длинах волн 270—290 ммк при измерении на спектрофотометре СФ-4.
После такой очистки проводится извлечение РНК четырьмя порциями 1 н. хлорной кислоты по 10 мл каждая в течение четырех суток на холоду при температуре 4° С. Извлечение ДНК ведется при температуре 68° С в водяной бане тремя порциями 0,5 н. НСЮ4 по 10 мл каждая в течение 20 мин. Оптическая плотность экстрактов определяется на спектрофотометре СФ-4. Расчет производится по формуле, предложенной А. С. Спириным [3], т. е. по разности удельных экстинкций при длинах болп 270—290 ммк для РНК и 265—290 ммк для ДНК.
Результаты определений количественного содержания РНК и ДНК в здоровых и пораженных филлоксерой корнях винограда приведены в табл. 1.
Из приведенных данных видно, что у устойчивого сорта Ри- парня X Рупестрпс 101-14 с увеличением возраста корневых галлов содержание в них РНК и ДНК возрастает. Отношение РНК к ДНК увеличивается в 2—2.5 раза по сравнению с нормой.
Таблица 1
Содержание РНК и ДНК в мочковатых корешках и корневых галлах (в мгг сырой ткани)

Р н п а р и я X Р У п е с т р и с 101 -14
Здоровые мочковатые корешки иервпчного строения	0,402	0,645	0,62
Галлы корневые 15-дневные	0,722	0,481	1,50
Галлы корневые 45—50-дневные	1,478	1,136	1,30
Шасла
Здоровые мочковатые корешки первичного строения	0,357	0,431	0,83
Галлы корневые 15 дневные	0,398	0,562	0,70
Галлы корневые 35—40-дневные	0,525	0,640	0,82
Галлы корневые 45—50-дневные (перед началом отмирания)	0,403	0,821	0,49

Объект исследования

РНК

ДНК

РИК/ДНК

Корневые галлы остаются живыми в течение всего вегетационного периода и перезимовывают. Изучение динамики нуклеиновых кислот в корневых галлах в осенне-зимний период и весной следующего года является предметом наших дальнейших исследований.
Из табл. 1 видно также, что в корневых галлах неустойчивого к филлоксере сорта Шасла в период развития от 15 до 40 дней происходит некоторое увеличение содержания РНК, но к 50-му дню развития количество ее уменьшается. Содержание ДНК возрастает, но отношение РНК к ДНК падает ниже нормы особенно перед началом отмирания корневых галлов (в 1,7 раза), которые гибнут у Шасла на 55—65-й день.
Корневые галлы представляют собой утолщения на мочковатом корешке. Это происходит главным образом за счет увеличения объема клеток. Эндодерма центрального цилиндра образует два-три ряда новых клеток, но они почти нормальной величины, мелкие и не могут оказать существенного влияния на утолщение корешка. При образовании же листовых галлов листовая пластинка утолщается главным образом в результате деления клеток и увеличения их размера, т. е. за счет нарастания ткани. Поэтому для листьев и листовых галлов расчет содержания РНК и ДНК сделан на площадь листовой пластинки—100 см2 (размер среднего листа, табл. 2).
Из этих данных видно, что содержание РНК и ДНК в здоровых листьях с возрастом уменьшается. В листовых галлах устой-
Таблица 2
Содержание РНК и ДНК в здоровых и пораженных филлоксерой листьях (в мг на 100 ел«2 листовой пластинки)

Возраст листа п листовых галлов	Листья			Листовые галлы
	РНК	ДНК	РНК/ДПК	РНК	ДНК	РНК/ДНК

Р и п а р п я )lt; Р у н е с т р и с 101-14

Неразвернувптийся	5,67	2,28	2,43	—	-	—
6—7-дневные	3,61	4,25	0,85	13,91	7,64	1,82
15-дневные	3,35	3,66	0,91	8,27	8,19	1,01
30-дневные	1,64	1,66	0,1)8	7,95	10,24	0,77

III а с л а

Неразвернувшийся	7,78	4,88	1,59	—	—
6—7-дневные	5,47	4,53	1,21	+*	+*

* Преднекрогические пятна.

По гистохимической картине увеличения РНК и ДНК по сравнению с нормой не происходит.

чивого сорта Рипария X Рупестрис 101-14 содержание РНК и ДНК в несколько раз выше, чем в здоровых листьях, но с возрастом количественное содержание РНК несколько снижается, в то время как ДНК возрастает.
Гистохимическими исследованиями, проведенными в нашей лаборатории, было установлено [1], что в клетках листовых галлов устойчивого сорта Рипария X Рупестрис 101-14, в которых происходят процессы синтеза, величина ядра увеличивается более чем в 10 раз. По методу Браше [4] найдено, что в них содержится РНК и ДНК. В ядрышках сильно выражена пирони- нофилия, и они увеличиваются более чем в 30 раз (табл. 3). Возле клеточных стенок накапливается РНК.
Таблица 3
Размер ядер и ядрышек в клетках здорового листа и листовых галлах (в мк2)

Объект исследования	Рипария X Рупестрис 101-14		Шасла
Объект исследования
	ядро	ядрышко	ядро	ядрышко
Здоровый лист, столбчатая паренхима	20,8	1,0	16,1	1,0
Листовой галл, зона синтеза . . .	227,3	32,5	—	—
Пораженная ткань, предшествующая некротическому нятну . . .	—	—	16,4	1,5

У неустойчивого сорта Шасла листовые галлы не развиваются, но в местах сосания филлоксеры образуются мелкие некротические пятна. Ввиду их незначительных размеров были проведены только гистохимические исследования нуклеиновых кислот по методу Браше [4]. Было установлено, что в клетках преднекротических пятен листьев сорта Шасла на шестой-седьмой день (перед началом отмирания пораженной ткани) возле клеточных стенок РНК отсутствует. Ядра остаются прежнего размера, как и в здоровой ткани (табл. 3). В них присутствует только ДНК. В ядрышках пиронинофилия выражена слабо, и они почти не увеличиваются в размере (см. табл. 3). Нужно отметить, что в некоторых клетках ядра разрушаются. Судя по гистохимической картине, в тканях листьев сорта Шасла, пораженных филлоксерой, на шестой-седьмой день увеличения содержания РНК и ДНК не происходит или даже уменьшается по сравнению с нормой. Отношение РНК к ДНК, по-видимому, остается прежним, т. е. около 1, в то время как в шести-, семидневных листовых галлах Рипария X Рупестрис 101-14 это отношение приближается к 2.

Из полученного экспериментального материала видно, что у устойчивого сорта Рипария X Рупестрис 101-14 в тканях, пораженных филлоксерой, синтез РНК на единицу ДНК значительно выше, чем у неустойчивого сорта Шасла.
У устойчивого к филлоксере сорта винограда листовые галлы сохраняются живыми в течение всего вегетационного периода до листопада. Корневые галлы остаются живыми до осени и перезимовывают. В них образуется феллоген, который осенью и весной следующего года отделяет центральный цилиндр от пораженной ткани покровной тканью, и корешки остаются живыми [1]. Корневые же галлы неустойчивого к филлоксере сорта Шасла отмирают на 55—65-й день, а пораженная филлоксерой ткань листьев погибает в начале второй недели.
Отмирание пораженных филлоксерой тканей неустойчивого сорта винограда в значительной мере связано с тем, что нарушение обмена нуклеиновых кислот приводит к глубокому нарушению белкового обмена [5] и в конечном счете к летальному исходу. В таких условиях феллоген в пораженных тканях образоваться не может, на толстых корнях образуются большие открытые раны, а мочковатые корешки гибнут полностью.
У филлоксероустойчивого сорта обмен нуклеиновых кислот в пораженных тканях протекает в такой форме, что он обеспечивает белковый синтез, и жизнедеятельность клеток продолжается, несмотря на неблагоприятное воздействие паразита. Такие условия благоприятствуют возникновению феллогена, кото- рый отслаивает небольшие участки пораженной ткани, а корни остаются живыми и продолжают выполнять свои функции.
ЛИТЕРАТУРА

В. В. Зотов. Характеристика биохимических процессов, обусловливаю

щих филлоксероустойчивость винограда. — В кн.: «Защита винограда от вредителей и болезней». Киев, нзд-во «Урожай», 1964.

И. Л е с л и. Содержание нуклеиновых кислот в тканях и клетках. —

В кн.: «Нуклеиновые кислоты». М., ИЛ, 1957.

А. С. Спирин. Спектрофотометрическое определение суммарного коли

чества нуклеиновых кислот. — Биохимия, 23. вып. 5, 1958.

Ж. Б р а ш е. Биохимическая цитология. М., ИЛ, 1960.
Т. И. Соколовская. Аминокислотный состав белка в здоровых и по

раженных филлоксерой корнях винограда. Настоящий сборник.

<< | >>

↑

Источник: Метлицкий Л.В. (ред). Биохимические основы защиты растений. 1966

Еще по теме ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ РНК И ДНК В КОРНЯХ И ЛИСТЬЯХ ВИНОГРАДА, ПОРАЖЕННЫХ ФИЛЛОКСЕРОЙ:

- Агрохимия и агропочвоведение - Животноводство и промыслы - Защита растений - Земледелие - Овощеводство - Плодоводство - Пчеловодство - Растениеводство - Сад и огород - Селекция и семеноводство с/х культур - Сельскохозяйственные мелиорации -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -