Імунітет рослин: чи існує він і чи можна його поліпшити

Домівка 04 жовтня 2022 Перегляди: 53

Ми звикли сприймати поняття «імунітет» «стосовно людей і тварин, тому його існування у рослин може здаватися дивним або сумнівним. Так чи існує імунітет у рослин насправді і чи можна на нього вплинути?

Рослини, як і інші живі організми, зобов «язані своїм існуванням у тому числі й тому, що за мільйони років еволюції виробили цілу низку способів захистити себе від ворогів — шкідників, хвороб і поїдачів. Так що імунітет рослин — не вигадане, а цілком існуюче і досліджене явище.

• Пасивний імунітет
• Активний імунітет
• Брассиностероїди
• Гідроксикоричні кислоти
• Арахідонова кислота
• Кремній
• Фітогормони — активатори зростання

Чи існує імунітет рослин?

Імунітет рослин працює багато в чому інакше, ніж у тварин і людей — наприклад, рослини практично не здатні формувати придбаний імунітет, який запобігає повторному зараженню одним і тим же патогеном. Однак говорити про те, що рослини зовсім беззахисні і не мають механізмів для відбиття атак паразитів, абсолютно неправильно.

Пояснення може здатися нудним і науковим, але ми постаралися, наскільки це можливо, спростити складну тему.Якщо ви цікавитеся практичною стороною питання — як підвищити опірність садових і городніх культур, то можна відразу переходити до третьої частини статті, яка присвячена способам впливу на імунітет рослин. Однак після читання «нудного і наукового» розділу висновки і сенс порад з останньої частини статті будуть зрозумілішими.

Як рослини захищаються від хвороб і шкідників?

Існують різні способи. Фахівці загалом виділяють два типи імунітету рослин: пасивний і активний. Будь-яка рослина має обидва види імунітету, створюючи кілька «ліній оборони».

Пасивний імунітет обумовлений особливостями будови різних частин рослинного організму та його фізіологічних процесів.

У першому випадку мова йде про створення механічних перешкод для проникнення патогена: дуже товста кора, раннє одревіснення втечі, утовщена кутикула або опушення листа, восковий наліт, особлива будова квіток тощо.

Ще один вид пасивного імунітету — несумісність рослини з певними типами шкідників через її фізіологічні особливості. Будь-кому, хто займався садом або городом, відомі хвороби, які типові для певних культур, але абсолютно не вражають інші. Це може бути пов’язано з тим, що рослина зовсім не виробляє необхідні паразиту поживні речовини — і, відповідно, їй немає сенсу їх колонізувати. Наявність токсичних для паразита речовин — також приватний випадок фізіологічного пасивного імунітету. До таких речовин належать рослинні отрути — алкалоїди, а також феноли, дубильні речовини, смоли, кислоти і фітонциди.

Пасивний імунітет присутній у рослини постійно і незалежно від наявності патогенів.

Ботва томатів містить алкалоїди, однак це не завжди рятує рослини від ураження шкідниками і хворобами

Активний імунітет рослин вступає в дію при ураженні патогеном. Він може бути спрямований або на знешкодження паразита, або на мінімізацію заподіяної їм шкоди.

Одна з форм знешкодження патогену — реакція надчутливості, коли клітини в осередку ураження швидко гинуть в результаті апоптозу — «програмованої клітинної смерті». Мертві тканини не забезпечують умов для харчування і розмноження паразита, і він гине. Найчастіше відмиранням тканин рослини реагують на вторгнення вірусів або грибів. У реальному житті наслідки цього процесу можна спостерігати на листях у вигляді невеликих ділянок некрозу або хлорозу. У стійких рослин це ніяк не позначається на їх загальному стані, хоча може псувати зовнішній вигляд декоративних культур.

Ще один різновид активного імунітету — зміна біохімічних процесів і вироблення захисних речовин: спеціальних гормонів, кислот (саліцилової або азотної), а також перекису водню, що володіє бактерицидною дією. Подібні механізми відповідають і за хімічне знешкодження продуктів життєдіяльності патогену, якщо вони токсичні для рослини, але знищити самого збудника не вдається.

Особливий інтерес представляють захисні гормони — фітоалексини, які синтезуються клітинами, що сусідять з ділянками некрозу. Очевидно, уражені клітини перед загибеллю подають хімічний сигнал, що запускає в сусідніх активне утворення фітоалексинів.

Як і фітонциди, фітоалексини можуть мати різний хімічний склад у різних видів рослин; примітно, що одна рослина може виробляти кілька різних. Певним чином ці гормони можна назвати «рослинним антибіотиком». На сьогоднішній день відомо близько 200 фітоалексинів, і це далеко не остаточне число. Головна відмінність фітоалексинів від фітонцидів (крім хімічного складу) — вони виробляються тільки у відповідь на ураження збудником, в той час як фітонциди присутні у рослини постійно. Таким чином, стійкість рослини до патогенів визначається (крім інших факторів) кількістю вироблюваних фітоалексинів: у стійких видів воно прогнозовано виявляється вище. Вивченість фітоалексинів поки невисока; навіть сам термін оскаржується — деякі фахівці вважають за краще називати їх антистресовими метаболітами.

Відомо, що в несприятливих умовах (холод, посуха, нестача харчування або сонячного світла) здатність рослин до синтезу фітоалексинів різко знижується, але може відновлюватися при поліпшенні умов.

Як підвищити імунітет рослин?

Способів поліпшити імунітет рослин насправді небагато, і не існує ніякого «чарівного засобу», яке б забезпечило рослинам здоров’я і повний захист від патогенів виключно за рахунок природних імунних механізмів. Що ж насправді можна зробити?

Насамперед важливо забезпечити умови для того, щоб рослини могли самі підтримувати свої імунні механізми. Нічого особливого для цього не потрібно — всього лише правильна агротехніка, догляд і розумне внесення добрив. Якість покровних тканин рослин, так само як і здоровий метаболізм, залежать від своєчасного і достатнього надходження поживних речовин і вологи, а покровні тканини, як говорилося вище — це «перша лінія оборони» від патогенів.

Хороший відхід впливає і на якість активного імунітету:слабкі рослини не в змозі виробляти захисні фітогормони в необхідних кількостях. Але тут важливо не перестаратися і розуміти, що надлишок іноді буває так само шкідливий, як недолік: наприклад, при надлишку азоту рослини формують рясну зелену масу, але структура тканин стає пухкою, що полегшує доступ патогенам.

Що стосується можливості стимулювати імунітет рослин ззовні, за допомогою засобів агрохімії, то тут набір коштів невеликий.

Брассиностероїди. Є дані про імуностимулюючий ефект брассиностероїдів — стероїдних фітогормонів рослин. Синтетичним шляхом отримано їх аналог — епібрассинолід, який входить до складу популярного препарату «Епін-екстра». Цей препарат використовується для підтримки здоров’я рослин в умовах стресу: низьких температур, нестачі сонячного світла тощо. Сам по собі епібрассинолид не володіє активністю проти патогенів, його дія полягає у впливі на метаболічні процеси рослини.

Гідроксикоричні кислоти — похідні кавової кислоти: кафтарова, хлорогенова, ферулова та ін. Це найбільш поширені поліфенольні кислоти вищих рослин, і саме ними часто бувають обумовлені ефекти лікарських рослин, що входять у фармакопеї. До фенольних сполук відноситься і близько 80% фітоалексинів. Гідроксикоричні кислоти стимулюють вироблення саліцилової кислоти і перекису водню — природних компонентів імунної відповіді рослини на вторгнення патогена; крім того, в окремих випадках вони мають фунгіцидну дію, пригнічуючи розвиток грибних захворювань за рахунок власної активності або дії метаболітів — речовин, що утворюються в результаті перетворень гідроксикоричних кислот в тканинах рослини.

Ще один ефект гідроксикоричних кислот — стимуляція зростання, завдяки чому рослини швидше проходять фази вразливості до атаки шкідників і патогенів. Їх успішно використовують і для підвищення врожайності. На основі гідроксикоричних кислот створено не менш відомий препарат «Циркон».

Арахідонова кислота — одна з омега-6-ненасичених жирних кислот. Механізм її дії на імунтет рослин до кінця не ясний (вважається, що вона сприяє синтезу фітоалексинів), але в сільському господарстві вона використовується як стимулятор і прискорювач розкладання токсинів після обробки гербіцидами. Відомо, що арахідонова кислота покращує плодоношення і підвищує стійкість рослин до стресових факторів. Препарат на її основі — «ОберегЪ».

Кремній. Є дослідження (правда, ми знайшли тільки вітчизняні), які свідчать, що добавки з органічним кремнієм також можуть підвищувати стійкість рослин до хвороб і шкідників за рахунок зміцнення клітинних стінок. Це підвищує щільність покровних тканин і ускладнює проникнення патогенів.

Фітогормони — активатори зростання: гіббереліни, ауксини, цитокініни. Самі по собі вони не володіють імуностимулюючою дією і застосовуються найчастіше для стимуляції зростання (на різних стадіях розвитку рослин), коренеутворення, бутонізації або плодоношення. Загалом їх використання побічно впливає на опірність хворобам і шкідникам, але в якості саме імуномодуляторів вони не використовуються. Важливо, що гібберелліни, цитокініни та ауксини — антагоністи і здатні інгібувати (пригнічувати) вироблення один одного. Препарати на основі фітогормонів зростання — «Гетероауксин», «Бутон», «Зав’язок», «Корневин», «УкоренітЪ» тощо.