Определение маркерных метаболитов грибов в тканях инфицированных растений

Фитопатогенные грибы продуцируют целый ряд вторичных метаболитов, которые не встречаются в растениях или присутствуют в них в следовых количествах. Накопление таких веществ в растительных тканях свидетельствует о развитии и распространении патогена в инфицированном растении.

Такие характерные для грибов метаболиты могут служить своеобразными маркерами инфекции, а их количество может отражать степень ее развития. Хотя определение маркерных метаболитов не позволяет различать виды фитопатогенных грибов, биохимический анализ этих веществ достаточно точно характеризует степень устойчивости сортов, позволяет проводить скрининг наиболее эффективных фунгицидов, а также получать более достоверную информацию о процессе патогенеза при изучении болезней со сложной визуальной симптоматикой, таких, например, как фузариоза колоса. Типичными маркерными метаболитами грибов, используемыми в подобных исследованиях, являются эргостерин, полиолы (арабит и маннит) и хитин.
Эргостерин. Стерины — интегральные компоненты липидного слоя мембран живых организмов чрезвычайно широко распространены в природе, но эргостерин встречается почти исключительно в составе клеточных мембран грибов, где он к тому же является доминантным стерином.
Как и другие стерины, он регулирует конформационные изменения мембран и способствует выживанию микроорганизмов в неблагоприятных условиях. Следует подчеркнуть, что оомицеты (Phytophthora и Pythium) не способны синтезировать стерины и включают в свои мембраны стерины, полученные из растения-хозяина.
Полиолы. По химической природе полиолы — это нециклические многоатомные спирты. Хотя они обнаружены у некоторых растений, основными продуцентами этих вторичных метаболитов в природе являются

100 грибы. В клетках грибов такие полиолы как арабит и маннит присутствуют в чрезвычайно высоких концентрация и выделяются во внешнюю среду. Они выполняют различные физиологические функции, в том числе являются осмопротекторами и, вероятно, запасными углеводами грибных спор.
Хитин представляет собой природный полимер N-ацетилглюкозамина. У грибов хитин входит в состав клеточной стенки спор и гиф.

Наряду с глюканом он формирует микрофибриллы, структурируя клеточную стенку. По своим физико-химическим свойством грибной хитин отличается от хитина ракообразных Продуктом деацелирования хитина является хитозан, широко известный как индуктор защитных реакций растений. Клеточные стенки оомицетов не содержат хитина.
Количественный анализ эргостерина, арабита, маннита и хитина был применен для оценки степени колонизации тканей растений пшеницы, зараженных ржавчинными грибами (Puccinia graminis f. sp. tritici и P. recon- dita), возбудителями фузариозной корневой гнили и фузариоза колоса (в частности Fusarium culmorum, F. sambucinum и F. grminearum), возбудителем листовой пятнистости Stagonospora nodorum, а также растений риса, инфицированных возбудителем перикуляриоза (Magnaporthe oryzae). Эти метаболиты выделяли из растительных тканей и сразу или после де- риватизации определяли их количество газожидкостной (ГЖХ) или высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ).
Хотя биохимические тесты гораздо менее чувствительны по сравнению с ПЦР и ELISA, они позволяют с достоверностью обнаруживать микрограммы грибных метаболитов на грамм растительной ткани. Такие количества нередко накапливаются в зараженном растении на относительно ранних этапах патогенеза. Было установлено, что во многих случаях, в частности при развитии фитопатогенных грибов в растениях пшеницы и риса, динамика накопления маркерных метаболитов отражала реальный ход болезни. При этом динамика накопления эргостерина соответствовала динамике накопления вегетативного мицелия и позволяла судить о росте и распространении патогена по растению, в то время как увеличение содержания полиолов наблюдалось на более поздних стадиях соответствующих спорообразованию.
Поскольку определение маркерных метаболитов проводится с помощью многостадийного анализа, включающего их экстракцию, очистку от коэкстративных веществ, дериватизацию, все препаративные и аналитические процедуры должны быть оптимизированы и стандартизованы на столько, насколько это возможно.

Еще по теме Определение маркерных метаболитов грибов в тканях инфицированных растений:

1. 2.2.1.1. Сравнительная оценка методов выявления грибов рода Malassezia на покровных тканях животных
2.   Определение витамина в биологических жидкостях и тканях.  
3. Глава 6 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИГЕЛЬМИНТИКОВ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ
4.   Определение токоферолов в тканях и сыворотке крови методом колоночной хроматографии. 
5. 2.1.14. Определение чувствительности культур грибов к антифунгальным препаратам.
6.   Определение свинца в органах и тканях животных посредством ААС (по В. В. Устенко, 1980). Метод утвержден отделением ветеринарии ВАСХНИЛ, 1980.  
7. Концепция пула метаболитов
8. Структура и свойства новых метаболитов Pseudomonas и Azotobacter,обладающих фунгицидной активностью
9. Определение в растениях "сырой" золы
10. ВЫДЕЛЕНИЕ, ОЧИСТКАИ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАБОЛИТОВ,ОБЛАДАЮЩИХ ФУНГИЦИДНОЙ АКТИВНОСТЬЮ,ПРОДУЦИРУЕМЫХ БАКТЕРИЯМИ РОДОВ PSEUDOMONASИ AZOTOBACTER
11. Определение сапонинов в растениях и кормах (гемолитическая проба)
12. 19.3. Простейшие, обитающие в тканях
13. Определение витаминов, общие свойства, классификация,подготовка растений к анализу
14. 19.3.2. Простейшие, обитающие в тканях и передающиеся трансмиссивно
15. Марфенина О.E.. Антропогенная экология почвенных грибов, 2005