Влияние теплового шока и монойодацетата натрия на взаимодействие Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus с картофелем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.05, кандидат биологических наук Перфильева, Алла Иннокентьевна

• Перфильева, Алла Иннокентьевна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Перфильева, Алла Иннокентьевна

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Характеристика возбудителя кольцевой гнили клубней картофеля Clavibacter michiganensis spp. sepedonicus и симптомов вызываемого им заболевания.

2.1.1. Взаимодействие Cms с растениями.

2.1.2. Симптомы заболевания картофеля кольцевой гнилью.

2.1.3. Факторы вирулентности С. michiganensis.

2.1.3.1. Экзополисахариды (ЭПС).

2.1.3.2. Факторы вирулентности, имеющие плазмидное кодирование у Clavibacter michiganensis.

2.1.3.3. Другие факторы вирулентности С. michiganensis.

2.1.3.4. Остров патогенности.

2.1.4. Защитная реакция растений в ответ на заражение С. michiganensis.

2.2. Влияние повышенной температуры на проникновение патогенов в растения.

2.3. Механизмы влияния повышенной температуры.

2.3.1. Влияние повышенной температуры на микроорганизмы.

2.3.2. Влияние повышенной температуры на растения.

2.3.2.1. Защитные реакции растительной клетки при действии стрессора.

2.4. Белки теплового шока растений.

2.4.1. Семейство БТШ 100.

2.4.2. Низкомолекулярные БТШ.

2.5. Пестициды - ингибиторы дыхательной цепи.

2.6. Монойодацетат натрия.

2.7. Выводы из обзора литературы.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Объекты исследования и условия культивирования.

3.2. Концентрации МИА.

3.3. Тепловая обработка.

3.4. Определение динамики роста Cms.

3.5. Определение дыхательной активности Cms.

3.6. Определение дегидрогеназной активности клеток Cms.

3.7. Заражение растений картофеля in vitro и клубней Cms.

3.8. Определение жизнеспособности Cms, суспензионной культуры клеток картофеля и растений картофеля in vitro.

3.9. Определение активности общей пероксидазы.

3.10. Определение продуктивности картофеля.

3.11. Определение колонизации Cms растений in vitro.

3.12. Схема экспериментов по влиянию теплового шока и МИА на проникновение Cms в растения картофеля in vitro.

3.13. Выделение суммарного белка.

3.14. Электрофорез в ПААГ с ДЦС-Na.

3.15. Иммуноблоттинг.

3.16. Биоинформационный анализ.

3.17. Статистическая обработка результатов.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Влияние МИА и теплового шока на жизнеспособность Cms и картофеля.

4.1.1. Влияние МИА на жизнеспособность Cms при 26°С в зависимости от фазы роста.

4.1.2. Влияние теплового шока 45°С на термотолерантность Cms.

4.1.3. Влияние комбинированной обработки (МИА и 45°С) на термотолерантность Clavibacter michiganensis spp. sepedonicus.

4.1.4. Влияние МИА и теплового шока на дыхательную активность Cms.

4.1.5. Влияние МИА и теплового шока на жизнеспособность суспензионной культуры клеток картофеля.

4.1.6. Влияние МИА и теплового шока на жизнеспособность культуры картофеля in vitro.

4.1.7. Влияние МИА и теплового шока на прорастание клубней картофеля.

4.1.8. Влияние МИА и теплового шока на продуктивность картофеля в вегетационном опыте.

4.1.9. Влияние МИА и теплового шока на продуктивность картофеля в полевых экспериментах.

4.2. Синтез БТШ и проникновение Cms в растения картофеля in vitro.

4.2.1. Индукция синтеза БТШ101 у картофеля in vitro.

4.2.2. Влияние теплового стресса 39°С и МИА на колонизацию

Cms растений картофеля in vitro.

4.2.3. Влияние теплового стресса, заражения Cms и МИА на экспрессию БТШ в растениях картофеля in vitro.

4.2.4. Биоинформационный анализ экспрессии генов БТШ и генов

PR-белков в A. thaliana.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние теплового шока и монойодацетата натрия на взаимодействие Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus с картофелем»

В последнее десятилетие в связи с активным товарооборотом между странами широко распространились опасные заболевания культурных растений, наносящие существенный вред экономическому благосостоянию аграрных стран. Среди фитопатогенных бактерий наиболее опасными являются представители рода Clavibacter. Потери сельского хозяйства от заболеваний, вызываемых этими патогенами, а также сложность контроля распространения заболевания привели к тому, что представители этого рода классифицируются как карантинные виды во многих странах мира. Грамположительная бактерия Clavibacter michiganensis spp. michiganensis (Стт) является опасным патогеном томатов {Solanum lycopersiciim). Другой подвид этой бактерии Clavibacter michiganensis spp. sepedonicits (Cms) вызывает заболевание, известное как кольцевая гниль картофеля (Solanum tuberosum) (Eichenlaub, Gartemann, 2011). До 45% урожая картофеля теряется в результате заражения Cms (Калач и др., 2010). Сравнение нуклеотидной последовательности Стт и Cms продемонстрировало, что хромосомы этих микроорганизмов отличаются высоким уровнем гомологии (Bentley et al., 2008; Gartemann et al., 2008).

Изучение факторов вирулентности С michiganensis показало, что Стт и Cms содержат две плазмиды. Элиминация плазмид приводит к тому, что патогенные бактерии не теряют способности колонизировать растение-хозяина, но при этом симптомы заболевания либо проявляются очень слабо, либо не проявляются совсем (Meletzus et al., 1993; Nissinen et al., 2001). Показано, что возникновение симптомов заболевания у растений зависит от присутствия генов, кодирующих сериновую протеазу и целлюлазу (Dreier et al., 1997). Мутация в этих генах снижала вирулентность патогена при заражении картофеля (Nissinen et al., 2009) и томата (Stork et al., 2008).

Анализируя сложившуюся ситуацию, интересно отметить, что элиминации плазмид в клетках Стт, которые собственно и определяют вирулентность патогена, можно добиться повышением температуры от 26 до 32°С (Meletzus, Eichenlaub, 1991). Изменение температуры инкубации может оказывать значительное влияние на растения, в частности, на их устойчивость к поражению патогенными бактериями, грибами и вирусами. Причем, в одних случаях изменение температуры усиливает, а в других случаях подавляет проявление симптомов заболевания (Garrett et al., 2006). Поэтому, возникает вопрос, как тепловая обработка повлияет на взаимодействие картофеля с Cms.

Известно, что в ответ на повышение температуры в интервале от 37 до 40°С в растениях синтезируются белки теплового шока (БТШ) (Wang et al., 2004). Повышение температуры, не влияющее на жизнеспособность, которое в настоящей работе далее будет называться тепловым стрессом, способствует индукции БТШ в растительной клетке (Wang et al., 2004). БТШ защищают клетку от гибели при более жестком тепловом воздействии (тепловом шоке), а также при других абиотических стрессах (Косаковская, 2008; Wahid et al., 2007). Показано, что в ряде случаев вторжение патогена вызывает у растения экспрессию ряда генов БТШ (Maimbo et al., 2007; Duan et al., 2011), но неизвестно как повышение уровня БТШ повлияет на способность растения противостоять вторжению патогена.

Можно предположить, что в зависимости от интенсивности теплового воздействия защитные системы растения-хозяина, связанные с вторжением патогена, либо активируются, либо подавляются. Изучение этого вопроса имеет огромное значение, если принять во внимание повышение среднегодовой температуры на планете. Это явление может привести к распространению как самих патогенов, так и повысить эффективность их проникновения в растение-хозяина (Garrett et al., 2006). Таким образом, проблема изменения устойчивости растений при тепловом воздействии весьма многогранна и включает в себя обширный круг задач.

Жесткий тепловой шок, сам по себе, может приводить к гибели патогена и этот факт можно использовать для разработки способа избавления 6 растений от патогенной микрофлоры (Grondeau et al., 1994). Безусловно, в системе патоген-растение летальное тепловое воздействие будет убивать не только клетки патогена, но и повреждать растение. В этом отношении важно заметить, что восприимчивость растительного организма к тепловому шоку зависит от стадии его развития. Активно делящиеся клетки микроорганизмов и растений отличаются повышенной чувствительностью к летальному тепловому шоку и, наоборот, клетки, которые закончили свое деление лучше переживают повреждающее действие высоких температур (Grondeau et al., 1994; Рихванов и др., 2003; Rikhvanov et al., 2005; Kotak et al., 2007).

Известно, что ингибиторы дыхательной цепи значительно усиливают летальное действие теплового шока на клетки дрожжей (Rikhvanov et al., 2002). Фунгицидное и бактерицидное действие многих пестицидов, используемых в настоящее время в сельском хозяйстве, зависит от их способности ингибировать дыхательную цепь (Анисимов и др., 2009; Leroux et al., 2010). Безусловно, подавление функционирования дыхательной цепи скажется отрицательным образом не только на патогене, но и на растении. В тоже время, как и в случае с тепловой обработкой, фунгицидный эффект ингибиторов дыхания ярко выражен в случае активно делящихся клеток и практически отсутствует у клеток, завершивших деление (Rikhvanov et al., 2005).

Инфицирование картофеля Cms может протекать в латентной форме (Nelson, 1982). Если изначальная концентрация Cms в растении незначительна, то в первый год симптомы заболевания отсутствуют, но патоген сохраняется в клубнях. При посадке таких клубней симптомы заболевания проявляются на второй год (Nelson, 1982). Клубни картофеля при хранении находятся в состоянии покоя, а патоген в этих условиях, очевидно, активно размножается. Таким образом, можно предполагать, что обработка клубней картофеля дыхательными ядами при повышенной температуре до посадки приведет к снижению вирулентности и жизнеспособности патогена, но не окажет значительного негативного влияния на растение-хозяина.

Использование практически любых пестицидов несет за собой значительный экологический риск (Горбатов и др., 2008). Одним из решений данной проблемы является использование пестицидов с низкой персистентностью (способностью быстро разлагаться). Таким потенциальным кандидатом является монойодацетат натрия (МИА), который, ингибируя гликолиз, угнетает дыхание (Webb, 1963). В отличие от других пестицидов МИА слабо персистентен и при повышении температуры до 40°С через 2 ч полностью разлагается на уксусную кислоту и йод (Webb, 1963). Кроме того, показано, что МИА индуцирует синтез фитоаллексинов, антимикробных соединений у сои Glycine hispida (Keen et al., 1981). В связи с рассмотренными характеристиками МИА представляет интерес для изучения в качестве бактерицидного агента.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение влияния теплового шока и монойодацетата натрия на взаимодействие возбудителя кольцевой гнили Clavibacter michiganensis spp. sepedonicus с картофелем.

Представленная цель определяла необходимость решения следующих задач:

1) исследовать эффект теплового шока (45°С) и МИА на жизнеспособность клеток Cms;

2) исследовать комбинированный эффект теплового шока (45°С) и МИА на жизнеспособность суспензионной культуры клеток картофеля, культуры картофеля in vitro и прорастание клубней картофеля;

3) изучить влияние теплового шока (45°С) и МИА на продуктивность картофеля в полевом и вегетационном экспериментах;

4) изучить влияние теплового стресса (39°С) и МИА на проникновение Cms в растения картофеля in vitro;

5) изучить влияние заражения Cms, теплового стресса (39°С) и МИА на синтез БТШ в растениях картофеля in vitro.

Научная новизна. В настоящей работе впервые продемонстрировано, значительное снижение жизнеспособности бактерий Cms, суспензионной культуры клеток картофеля и растений картофеля in vitro в ходе термической обработки в присутствии МИА. Подобный эффект не наблюдается на клетках с замедленным метаболизмом (клубни картофеля). Обработка клубней МИА способна повышать продуктивность картофеля.

Установлено, что усиление проникновения Cms в растения картофеля in vitro происходит при тепловом стрессе (39°С), который индуцирует синтез БТШ, а также при обработке МИА. Полученные результаты, а также данные биоинформационного анализа указывают, что тепловой стресс подавляет активацию защитных реакций растений картофеля in vitro в ответ на вторжение Cms.

Теоретическая н практическая значимость работы. Полученные результаты вносят вклад в понимание физиологических механизмов иммунитета растений при биотическом и абиотическом (тепловом) воздействии. В работе впервые получены данные, указывающие на то, что активация одной защитной программы может подавлять другую защитную программу. Так, активация защитных реакций на тепловой стресс может подавлять защитные реакции на биотическое воздействие.

С практической точки зрения, полученные результаты могут быть использованы в оптимизации методов для обеззараживания клубней картофеля. Было показано, что МИА имеет бактерицидный эффект на клетки Cms, но не влияет на клубни картофеля и может быть рекомендован для дальнейших испытаний в сельском хозяйстве.

Данные, представленные в работе, указывают, что агенты, которые подавляют функционирование митохондрий, могут оказывать обеззараживающий эффект на стадии покоя растения (клубни), но могут усиливать проникновение патогена в растения на стадии их активного роста 9 и развития. К усилению колонизации растений патогенными микроорганизмами может приводить также повышение температуры окружающей среды.

Личное участие автора в получении научных результатов. Автор принимал непосредственное участие в планировании и проведении экспериментальной части работы, которая проводилась в период с 2006 по 2012 гг., самостоятельно осуществлял статистическую обработку и интерпретацию полученных данных, лично участвовал в написании статей.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были представлены на Всероссийской научной конференции «Устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды» (Иркутск, 2007); Научно-теоретической конференции ИГУ (Иркутск, 2008); Международной научно-практической конференции «Проблемы современного картофелеводства» (Минск, 2008); Всероссийской научной конференции «Устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды» (Иркутск, 2009); Всероссийском симпозиуме физиологов растений (Москва,

2010); научно-практической конференции, посвященной 80-летию ИрГТУ (Иркутск, 2010); Всероссийском съезде физиологов растений (Нижний Новгород, 2011); заочной II Научно-практической конференции с международным участием «Эколого-биологические проблемы Сибири и сопредельных территорий» (Нижневартовск, 2011); Международной научно-практической заочной конференции «Современные изменения климата: социальные, экономические и экологические последствия» (Чебоксары,

2011), а также на научной сессии СИФИБР СО РАН (Иркутск, 2012). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 4 статьи в журналах из списка ВАК РФ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Перфильева, Алла Иннокентьевна

6. выводы

1. Обработка МИА оказывает бактерицидный эффект на клетки Cms. Повреждающий эффект МИА усиливается при тепловом шоке. Клетки Cms, находящиеся в стационарной фазе, отличаются повышенной устойчивостью к МИА, тепловому шоку, а также к комбинированному воздействию этих двух факторов.

2. Обработка МИА в сочетании с тепловым шоком снижает жизнеспособность культуры клеток картофеля и растений картофеля in vitro, но не имеет отрицательного влияния на прорастание клубней картофеля.

3. Обработка МИА и тепловым шоком клубней картофеля не оказывает отрицательного влияния на продуктивность картофеля в полевом эксперименте. Обработка МИА повышает продуктивность сорта Луговской.

4. Тепловой шок (45°С) замедляет проявление симптомов заболевания кольцевой гнилью у картофеля на стадии вегетации, но усиливает поражение клубней на стадии хранения.

5. Усиление проникновения Cms в растения картофеля in vitro происходит при тепловом стрессе (39°С), который индуцирует синтез БТШ101 и БТШ17,6, а также при обработке МИА при 26°С.

6. Заражение Cms растений картофеля in vitro сорта Луговской подавляло их способность индуцировать синтез БТШ при тепловом стрессе.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время отсутствуют эффективные и безопасные методы борьбы с возбудителем кольцевой гнили картофеля Clavibacter michiganensis spp. sepedonicus (Cms) (Eichenlaub, Gartemann, 2011). Применяемые на сегодняшний день пестициды для ограничения распространения Cms представляют значительную опасность для обитателей природы (Горбатов и др., 2008). Поэтому для снижения экологического риска очень важно использовать химические агенты, которые бы, убивая патогенную микрофлору, не накапливались в окружающей среде. Для этого необходимо использовать пестициды, быстро разлагающиеся на неопасные соединения. В качестве агента, подходящего на эту роль, в настоящей работе был рассмотрен монойодацетат натрия или МИА, который быстро распадается на неопасные соединения при повышении температуры, теряя свои токсические свойства (Webb, 1963). МИА ингибирует ключевой фермент гликолиза триозофосфатдегидрогеназу (Webb, 1963). Пировиноградная кислота является конечным продуктом гликолиза и субстратом для дыхания и окислительного фосфорилирования. Поэтому ингибирование гликолиза в результате действия МИА вызывает подавление дыхания в клетках Cms (рис. 4.8). Согласно литературным данным МИА ингибировал дыхание в корнях и колеоптиле кукурузы (Варакина, 1971). Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о том, что обработка МИА оказывает значительный бактерицидный эффект на клетки Cms вследствие подавления дыхания бактерий (рис. 4.2).

Бактерицидный эффект может оказывать и термическая обработка (Grondeau et al., 1994). Однако на сегодняшний день остаются мало исследованными механизмы, функционирующие в клетках Cms при воздействии на них таких стрессовых факторов, как высокие температуры. В частности, недостаточно сведений о влиянии теплового шока на жизнеспособность Cms, поэтому в настоящей работе была изучена термотолерантность Cms. Было показано, что тепловой шок (45°С, 1 ч) оказывает значительный бактерицидный эффект на клетки Cms (рис. 4.4; рис. 4.5). Возможно, такое действие связано с денатурацией и агрегацией клеточных белков, нарушением липидного состава мембран и повреждением структуры ДНК (Карпец, Колупаев, 2009). Ранее с использованием дрожжей S. cerevisiae было показано, что тепловой шок (45°С) приводит к повышению уровня АФК в клетке, что способствует ее гибели (Rikhvanov et al., 2005). Вероятно, что воздействие этой температуры усиливает генерацию АФК и в клетках Cms. Например, на бактериях Е. coli показано, что мутация по гену, кодирующему супероксиддисмутазу, приводила к снижению устойчивости к тепловому шоку 45°С (Benov, Fridovich, 1995).

Гибель клеток Cms возрастала, если их обрабатывали в комбинации МИА с повышенной температурой (45°С) (рис. 4.4., рис. 4.5). Данный эффект можно объяснить тем, что МИА ингибирует продукцию АТФ (Lash et al., 1996; Beitran et al., 2000). Известно, что АТФ необходима для функционирования шаперонов, многие из которых являются БТШ (Slepenkov, Witt, 2002). В связи с этим недостаточное содержание АТФ в клетке может усугубить повреждающее действие высокой температуры.

Нельзя также исключить, что обработка МИА при 45°С оказывает синергический эффект на генерацию АФК. Показано, что ингибирование дыхательной цепи митохондриальными ингибиторами и разобщителями повышает генерацию АФК у дрожжей с окислительным энергетическим метаболизмом (Rikhvanov et al., 2005). Поскольку Cms является аэробной бактерией (Определитель бактерий Берджи, 1997), очевидно, что, так же как и в случае дрожжей, подавление дыхания в результате обработки МИА при повышении температуры будет усиливать продукцию АФК, что приведет к гибели клеток Cms. Таким образом, можно предполагать, что устойчивое функционирование дыхательной цепи необходимо для выживания клеток Cms при тепловом шоке.

В настоящей работе обнаружено, что способность комбинированной обработки МИА и повышенной температурой оказывать бактерицидный эффект на Cms зависела от фазы роста. Клетки Cms в стационарной фазе роста были более устойчивы к действию МИА (рис. 4.2), к действию теплового шока, и к совместному действию этих двух факторов (рис. 4.4). Эти данные подтверждаются литературными сведениями о том, что термотолерантность Е. coli (Diaz-Acosta et al., 2006) и дрожжей Yarrowia lipolytica (Бирюкова и др., 2007) повышается в стационарной фазе роста по сравнению с клетками в логарифмической фазе роста. Такой эффект объясняется накоплением БТШ, антиоксидантных ферментов и других стрессовых белков в прекративших деление клетках (Банакьян, 2003).

Эффект влияния губительных для бактерий обработок (МИА и тепловой шок 45°С) был проверен на хозяине данного патогена — картофеле. Было показано, что комбинированная обработка (МИА и тепловой шок 45°С) подавляла жизнеспособность активно функционирующих клеток суспензионной культуры картофеля (рис. 4.10) и растений картофеля in vitro (рис. 4.11, 4.12, табл. 4.1). Активность пероксидазы является маркером стрессового состояния организма и указывает на усиление окислительных процессов в клетке, которые сопровождаются изменением уровня генерации АФК (Минибаева, Гордон, 2003; Полесская, 2007; Граскова, 2011). Соответственно, снижение жизнеспособности растений сопровождалось повышением уровня активности пероксидазы (рис. 4.13), что свидетельствует о высоком уровне стресса и активной генерации АФК у исследуемых организмов. Однако отрицательного действия МИА и теплового шока на прорастание клубней картофеля трех различных сортов не было обнаружено (рис. 4.14., табл. 4.2). Таким образом, комбинированная обработка МИА и тепловым шоком оказывает выраженный токсический эффект как на прокариоты так и эукариоты, находящиеся в процессе активного роста и развития, но значительно меньше влияет на организмы, которые находятся в состоянии покоя.

Результаты полевых экспериментов показали, что обработка клубней МИА как совместно с тепловым шоком, так и без него не имела негативного эффекта на продуктивность картофеля (рис. 4.22). Более того, в течение трех лет наблюдений предпосадочная обработка МИА при 26°С стимулировала продуктивность картофеля сорта Луговской. Таким образом, обработка клубней МИА не имеет отрицательного влияния на продуктивность картофеля. Для того, чтобы ответить на вопрос можно ли применять МИА в сельском хозяйстве как бактерицидный агент, требуются дальнейшие эксперименты с использованием различных сортов картофеля и способов проверки, применяемых в сельском хозяйстве. Тем не менее, даже на этом этапе исследования результаты, полученные в этой работе, и результаты предыдущих исследований (Рымарева и др., 2008) указывают на то, что МИА обладает сильным бактерицидным и фунгицидным эффектом и может быть эффективен против широкого круга патогенов.

Многие из используемых в настоящее время пестицидов являются дыхательными ядами (Анисимов и др., 2009; Leroux et al., 2010). В отличие от применяемых пестицидов, МИА способен распадаться после теплового воздействия 40°С на йод и уксусную кислоту (Webb, 1963), поэтому можно предполагать, что этот агент будет более экологически безопасен. Результаты, представленные в настоящей работе, показывают, что тепловой шок усиливает губительный эффект МИА на жизнеспособность клеток Cms (рис. 4.4, рис. 4.5). Аналогичным образом, дыхательные яды снижали термотолерантность дрожжей (Rikhvanov et al., 2002). Можно предполагать, что применение уже используемых пестицидов совместно с тепловым шоком приведет к повышению эффективности обеззараживания посадочного материала и позволит снизить действующие концентрации агентов. Таким образом, сведения, полученные в настоящей работе, могут быть использованы для оптимизации предпосевной обработки посадочного материала.

Данные вегетационного эксперимента показали различную степень устойчивости к возбудителю заболевания сортов картофеля Лукьяновский и Луговской. Заражение Cms клубней устойчивого сорта Луговской не приводило к появлению признаков бактериального поражения (рис. 4.15) и даже стимулировало продуктивность (рис. 4.16), что подтверждает результаты, полученные другими исследователями на растениях картофеля in vitro (Romanenko et al., 1999; Граскова, 2011). Однако анализ клубней спустя 8 месяцев хранения показал, что заражение Cms вызывает типичные симптомы заболевания у клубней устойчивого и восприимчивого сортов (рис. 4.17). Полученные результаты подтверждают имеющиеся литературные данные, согласно которым отсутствуют сорта абсолютно устойчивые к Cms (Eichenlaub, Gartemann, 2011). Вероятно, длительность латентной фазы инфицирования Cms у картофеля имеет сортовую специфику. По-видимому, различия между сортами могут наблюдаться только в скорости проявления симптомов заболевания и их интенсивности.

Предпосадочная термическая обработка зараженных клубней картофеля снимала симптомы заболевания у сорта Лукьяновский на стадии вегетации (рис. 4.15). Однако термообработка лишь замедляла проявление инфекции на стадии вегетации и образования клубней, но усиливала поражение клубней Cms на стадии хранения (рис. 4.18).

Неблагоприятный эффект тепловой обработки на взаимодействие Cms с картофелем подтвердили эксперименты с растениями картофеля in vitro. Тепловой стресс 39°С приводил к индукции синтеза БТШ101 и БТШ17,6 (рис. 4.23, рис. 4.26) и значительно усиливал эффективность проникновения Cms в растения картофеля (рис. 4.25). Показано, что индукция синтеза БТШ при тепловом стрессе приводит к повышению устойчивости к жесткому тепловому шоку, а также к другим абиотическим стрессам (Wang et al., 2004). Следовательно, тепловое воздействие, которое само по себе не повреждает растение и защищает его от гибели при жестком тепловом шоке, не только не препятствует проникновению патогена в растения картофеля, но и значительно его стимулирует.

Обработка МИА при обычной температуре инкубации, так же как и тепловой стресс 39°С, значительно усиливала проникновение Cms в растения in vitro обоих сортов картофеля (рис. 4.25). Поэтому, несмотря на то, что обработка МИА клубней картофеля сорта Луговской стимулировала продуктивность в полевом эксперименте (рис. 4.22), обработка МИА значительно усиливала проникновение патогенных бактерий в растение картофеля in vitro (рис. 4.25). Это обстоятельство вносит определенные ограничения на возможность использования МИА в сельскохозяйственной практике. Обработка МИА подавляет активность митохондрий растений (Варакина, 1971). Поэтому полученные результаты указывают, что используемые в настоящее время в сельском хозяйстве дыхательные яды могут иметь побочный эффект: оказывая токсичное действие на патоген, они могут подавлять активность митохондрий растений, а значит стимулировать проникновение патогена в растение-хозяина.

Способность МИА стимулировать проникновение Cms в растения (рис. 4.25) указывает, что функционирование митохондрий растений имеет большое значение при взаимодействии патогена с растением картофеля. Это предположение подтверждается рядом литературных данных. Есть основания полагать, что взаимодействие патогенных микроорганизмов с табаком (Vidal et al., 2007) и арабидопсисом (Krause, Durner, 2004) также зависит от активности митохондрий растительной клетки.

Стимулирующий эффект теплового стресса на колонизацию бактериями картофеля in vitro (рис. 4.25), а также подавление индукции синтеза БТШ у зараженных растений устойчивого сорта (рис. 4.26) позволило предположить, что активация защитной программы в ответ на тепловой стресс находится в обратной зависимости к активации защитной программы в ответ на биотическое воздействие. Биоинформационный анализ показал, что при абиотическом стрессе (тепловой стресс 38°С) происходит активация экспрессии генов БТШ, которые защищают A. thaliana от повреждающего теплового шока. Одновременно уменьшается экспрессия генов, кодирующих РЛ-белки (рис. 4.28), что, по-видимому, снижает способность растений противостоять вторжению патогена. Поскольку на планете за последние 50 лет наблюдается повышение среднегодовой температуры (Карпец, Колупаев, 2009; Пивоварова и др., 2011), то согласно предположению Garrett et al. (2006), колонизация растений патогенными микроорганизмами будет усиливаться.

Известно, что при биотическом стрессе может активироваться экспрессия БТШ. Так, заражение пшеницы (Triticum aestivum L.) патогенным грибом Puccinia striiformis f. sp. Tritici. приводило к индукции синтеза БТШ70 (Duan et al., 2011). Инфицирование табака (Nicotiana tabacum) бактерией Ralstonia solanacearum усиливало индукцию нмБТШ (Maimbo et al., 2007). Однако отсутствует информация об изменении экспрессии БТШ картофеля при взаимодействии с Cms. Согласно результатам, представленным в настоящей работе, заражение Cms растений картофеля in vitro различным образом влияло на индукцию синтеза БТШ в растениях восприимчивого и устойчивого сортов (рис. 4.26). У восприимчивого сорта при заражении Cms индуцировался синтез БТШ, у устойчивого сорта, наоборот, синтез БТШ подавлялся (рис. 4.26). По литературным данным активация экспрессии генов БТШ при обработке элиситором харпином клеток A. thaliana имела временную динамику. На ранних стадиях обработки наблюдалась активация экспрессии, а на более поздних стадиях, наоборот, подавление (Krause, Durner, 2004). По-видимому, динамика изменения уровня БТШ в растениях картофеля при взаимодействии с Cms имеет сортоспецифичный характер. Зараженные Cms растения картофеля in vitro сорта Луговской отличались пониженной способностью синтезировать БТШ при тепловом стрессе (рис. 4.26). Этот результат подтверждает выше высказанное предположение, что развитие устойчивости растений к биотическому и абиотическому стрессам имеет разнонаправленный характер.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Перфильева, Алла Иннокентьевна, 2012 год

1. Акимова Т.В. Сравнительное изучение реакции растений на действиевысоких закаливающих и повреждающих температур / Т.В. Акимова, А.Ф. Титов, JT.B. Топчиева// Физиология растений. 1994. - Т. 41. - С. 381-385.

2. Алексеенко A.JI. Особенности взаимодействия условно-патогенных энтеробактерий с растениями: дис. канд. биол. наук: 03.01.05 / A.JI. Алексеенко; СИФИБР СО РАН. Иркутск, 2010.- 143 с.

3. Банакьян И.А. Стресс у бактерий / И.А. Банакьян. М.: Медицина, 2003. - 136 с.

4. Барабой В.А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и при патологии / В.А. Барабой, Д.А. Сутковой. Киев: Наук, думка, 1997. - 420 с.

5. Бирюкова E.H. Адаптация дрожжей Yairowia lipolytica к тепловому воздействию / E.H. Бирюкова, А.Г. Меденцев, А.Ю. Аринбасарова и др. // Микробиология. 2007. - Т. 76, №2. - С. 184-190.

6. Бирюкова E.H. Дыхательная активность дрожжей Yarrowia lipolytica в условиях окислительного и теплового стрессов / E.H. Бирюкова, А.Г. Меденцев, А.Ю. Аринбасарова, В.К. Акименко // Микробиология. 2008. -1.11, №4. - С. 448-452.

7. Бояркин А.Н. Быстрый метод определения активности пероксидазы / А.Н. Бояркин //Биохимия. 1951. - Т. 16. - С. 352.

8. Бутенко Р.Г. Методические указания по получению вариантных клеточных линий и растений у разных сортов картофеля / Р.Г. Бутенко, Л.М. Хромова, Г.Г. Седнина. М.: ВАСХНИЛ, 1984. - 28 с.

9. Варакина H.H. Дыхание растущих и стареющих колеоптилей кукурузы. Дисс. канд. биол. наук: 03.00.12 / H.H. Варакина; СИФИБР СО РАН. -Иркутск, 1971. 187 с.

10. Войников В.К. Роль стрессовых белков в клетках при гипертермии / В.К. Войников, Г.Б. Боровский // Успехи современной биологии. 1994. -Т. 114. -С. 85-95.

11. Горбатов B.C. Экологическая оценка пестицидов: источники и формы информации / B.C. Горбатов, Ю.М. Матвеев, Т.В. Кононова // Arpo XXI. -2008.-№ 1-3. С. 7-9.

12. Граскова И. А. Роль пероксидаз в устойчивости растений к биотическому стрессу / И.А. Граскова. Berlin: LAP LAMBER Academic Publishing, 2011.-356 с.

13. Гусев M.B. Микробиология / M.B. Гусев, JT.A. Минеева. M.: Академия, 2006. - 464 с.

14. Дмитриев О.П. Активные формы кислорода в иммунитете растений / О.П. Дмитриев, Ж.М. Кравчук // Цитология и генетика. 2005. - Т. 39. - С. 6475.

15. Досон Р. Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс. М.: Мир, 1991.-543 с.

16. Дроздов С.В. Терморезистентность активно вегетирующих растений / С.В. Дроздов, В.К. Курец. М.: Наука, 2003. - 168 с.

17. Дроздов С. Н. Влияние температуры почвы на нетто-фотосинтез культуры тепличного огурца / С. Н. Дроздов, Е. С. Холопцева, Э. Г. Попов // Тр. / Карельский научный центр РАН. Петрозаводск, 2008. - Вып. 3. - С. 4548.

18. Дьяков Ю.Т. Общая и сельскохозяйственная фитопатология / Ю.Т. Дьяков, М.И. Дементьева, И.Г. Семенкова. М.: Колос, 1974. - 260 с.

19. Еникеев А.Г. Об использовании 2,3,5-трифенилтетразолий хлорида для оценки жизнеспособности культур растительных клеток / А.Г. Еникеев, Е.Ф. Высоцкая, Л.А. Леонова, К.З. Гамбург // Физиология растений. 1995. - Т. 42. - С. 423-426.

20. Ерко В.Н. Замена proEL гена Escherichia coli его гомологом из Sinorisobium meliloti / В.Н. Ерко, П.А. Ланд // Биополимеры и клетка. 2000. -Т. 16, №5. -С. 403-408.

21. Желдакова Р. А. Фитопатогенные микроорганизмы: Учеб.-метод. комплекс для студентов биол. фак. / Р.А. Желдакова, В.Е. Мямин. Мн.: БГУ, 2006. - 116 с.

22. Иванова Н.Г. Разработка селективного фактора для проведения клеточной селекции на устойчивость к Corynebacterium sepedonicum. Использование клеточных технологий в селекции картофеля / Н.Г. Иванова // Науч. труды. 1987. - С. 26-28.

23. Иванюк В.Г. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков / В.Г. Иванюк, С.А. Банадысев, Г.К. Журомский. Мн.: Бенлпринт, 2005. - 696 с.

24. Самохваловичи: РУП «Научно-практический центрНАН Беларусии по картофелеводству и плодоовощеводству», 2010. 12 с.

25. Каплин Е. А. Пути повышения продуктивности маточников клоновых подвоев яблони с использованием горизонтально ориентированных растений и органического субстрата : Автореф. дисс. канд. сельхоз. наук: 06.01.07 /Е.А. Каплин. Мичуринск, 2007. - 23 с.

26. Карпец Ю.В. Ответ на гипертермию: молекулярно-клеточные аспекты / Ю.В. Карпец, Ю.Е. Колупаев // Вестник Харьковского национального аграрного университета. Сер. Биология. 2009. - №16. - С. 19-38.

27. Каталог средств защиты растений, 2011 (http://www.agro.basf.ru)

28. Кетания М.В. Роль низкомолекулярных антиоксидантов при окислительном стрессе / М.В. Кетания, А.И. Лукаш, Е.П. Гуськов // Успехи соврем, биологии. 1993. - №113. - С. 456-470.

29. Колупаев Ю.Е. Формирование адаптивных реакций растений на действие абиотических стрессоров / Ю.Е. Колупаев, Ю.В. Карпец. Киев: Основа, 2010.-352 с.

30. Коржов В.И. Белки теплового шока (обзор литературы) / В.И. Коржов, М.В. Коржов, Е.А. Пунщикова, A.C. Сахненко // Журнал академии медицинских наук Украины. 2008. - Т. 14, №1. - С. 26-43.

31. Косаювська I.B. Ф13юлого-бюх1М1чш основи адаптацн рослин до стрес1в / I.B. Коса^вська. К.: Сталь, 2003. - 192 с.

32. Косаковская И.В. Стрессовые белки растений / И.В. Косаковская. К.: Институт ботаники, 2008. - 154 с.

33. Красильников А.П. Микробиологический словарь справочник / А.П. Красильников, Т.Р. Романовская. - Минск.: Асар, 1999. - 400 с.

34. Кулаева О.Н. Белки теплового шока и устойчивость растений к стрессу / О.Н. Кулаева // Соросовский образовательный журнал. Биология. 1997. -№2.-С. 5-13.

35. Ломоватская Л.А. Влияние экзополисахаридов возбудителя кольцевой гнили на кинетические параметры аденилатциклаз растений картофеля / Л.А. Ломоватская, A.C. Романенко, Н.В. Филинова, Р.К. Саляев // ДАН. 2011. - Т. 441, № 4. - С.1-4.

36. Люй X. Влияние теплового шока на синтез антибиотиков тремя штаммами Streptomyces / X. Люй, Т.А. Амхова, Л.М. Захарчук // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. - Т. 1. - С. 14-27.

37. Малиновский В.И. Механизмы устойчивости растений к вирусам / В.И. Малиновский. Владивосток: Дальнаука, 2010. - 324 с.

38. Медведев С.С. Физиология растений / С.С. Медведев. СПб.: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2004. - 336 с.

39. Медведев С.С. Генетическая и эпигенетическая регуляция развития растительных организмов (обзор) / С.С. Медведев, Е.И. Шарова // J. of Siberian Federal University. Biology. 2010. - Т. 2, № 3. - С. 109-129.

40. Минибаева Ф.В. Продукция супероксида и активность внеклеточной пероксидазы в растительных тканях при стрессе / Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Физиология растений. 2003. - Т. 50. - С. 459-464.

41. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук. М.: Академия, 2005. - 608 с.

42. Николайчик Е.А. Регуляция метаболизма: Курс лекций / Е.А. Николайчик. Мн: Изд-во БГУ, 2002. - 92 с.

43. Озерцовская O.J1. Проблемы специфического фитоиммунитета / O.JI. Озерцовская // Физиология растений. 2002. - Т. 49, № 1. - С. 148 - 154.

44. Определитель бактерий Берджи / Дж. Хаунт, Н. Криг, П. Снит, Дж. Стейли, С. Уильяме. М.: Мир, 1997. - Т. 2. - 584 с.

45. Пивоварова Е.Г. Влияние климатических изменений на урожайность картофеля и моркови в условиях Алтайского Приобъя / Е.Г. Пивоварова, А.О. Люцигер, Е.В. Райхерт, Т.А. Кузнецова // Известия АТУ. Биологические науки. 2011. - №3. - С. 40-44.

46. Побежимова Т.П. Методы изучения митохондрий растений. Полярография и электрофорез / Т.П. Побежимова, A.B. Колесниченко, О.И. Грабельных. М.: ООО « НПК «ПРОМЭКОБЕЗОПАСНОСТЬ», 2004. - 98 с.

47. Полесская О.Г. Растительная клетка и активные формы кислорода / О.Г. Полесская. М.: Изд-во КДУ, 2007. - 140 с.

48. Порфирова С.А. Влияние ингибиторов синтеза РНК и белка на ответ клеток листьев Arabidopsis thaliana (L.) на тепловой шок / С.А. Порфирова, П.Ю. Клюева, В.А. Хохлова, О.Н. Кулаева // Физиология растений. 1992. -Т. 39. - С. 524-632.

49. Рихванов Е.Г. Изменение дыхания при действии теплового шока на дрожжи Saccharomyces cerevisiae / Е.Г. Рихванов, H.H. Варакина, Т.М. Русалева, Е.И. Раченко, В.А. Киселева, В.К. Войников // Микробиология. -2001.-Т. 70, №4. С.531-535.

50. Рихванов Е.Г. Действие ингибиторов цитохром оксидазного комплекса на термоустойчивость дрожжей / Е.Г. Рихванов, H.H. Варакина, Т.М. Русалева, Е.И. Раченко // Микробиология. 2003. - Т. 72, № .2 - С. 174-179.

51. Рихванов Е.Г. Функции Hspl04p в развитии индуцированной термотолерантности и прионном наследовании у дрожжей Saccharomyces cerevisiae / Е.Г. Рихванов, В.К. Войников. // Успехи соврем, биологии. 2005. -Т. 125.№1.- С. 115-128.

52. Романенко A.C. Стабилизация корнями картофеля pH среды, смещаемого возбудителем кольцевой гнили / A.C. Романенко, И.А. Граскова, A.A. Рифель, В.Н. Копытчук, М.А. Раченко // Физиология растений. 1996. -Т. 43.- С. 707-712.

53. Романенко A.C. Компоненты оболочек клеток картофеля, обладающие сродством к токсину возбудителя кольцевой гнили / A.C. Романенко, Е.В. Рымарева, Т.Н. Шафикова// Доклады АН. 1998. - Т.358. - С. 277-279.

54. Романенко A.C. Характеристика экзополисахаридов возбудителя кольцевой гнили и аффинных к ним сайтов оболочек клеток картофеля / A.C. Романенко, Е.В. Рымарева, В.Н. Копытчук, Е.Г. Екимова, A.M. Собенин // Биохимия. 1999. - Т. 64. - С. 1370-1376.

55. Рымарева Е.В. Роль клеточных стенок растения-хозяина и экзополисахаридов возбудителя кольцевой гнили картофеля на детерминантной стадии патогенеза: автореф. дис. канд. биол. наук: 03.01.05 / Е.В. Рымарева; СИФИБР СО РАН. Иркутск, 2001. -24 с.

56. Савич И.М. Пероксидазы стрессовые белки растений / И.М. Савич // Успехи совр. биологии. - 1989. - Т. 107. №3. - С. 406-417.

57. Судьина Е.Г. Основы эволюционной биохимии растений / Е.Г. Судьина, Г.И. Лозовая. К.: Наукова думка, 1982. - 360 с.

58. Тарчевский И.А. Метаболизм растений при стрессе / И.А. Тарчевский. -Казань: Фэн, 2001.-448 с.

59. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений / И.А. Тарчевский. М.: Наука, 2002. - 294 с.

60. Тарчевский И.А. Салицилат-индуцированная модификация протеомов у растений / И.А. Тарчевский, В.Г. Яковлева, A.M. Егорова // Прикл. биохимия и микробиология. 2010. - Т. 46. - С. 263-275.

61. Титов А.Ф. Влияние высоких концентраций кадмия на рост и развитие ячменя и овса на ранних стадиях хранения / А.Ф. Титов, Г.Ф. Лайдинен, Н.М. Казнина // Агрохимия. 2002. - №9. - С. 61-65.

62. Титов А.Ф. Устойчивость растений в начальный период действия неблагоприятных температур / А.Ф. Титов, Т.В. Акимова, Л.В. Таланова, Л.В. Топчиева. М.: Наука, 2006. - 143 с.

63. Топчиева Л. В. Сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и повреждающих температур. Автореф. дис. . канд. биол. наук: 03.01.05 Петрозаводск, 1994. - 19 с.

64. Третьякова О.М. Экспрессия .РЯ-генов при бактериальной инфекции / О.М. Третьякова, А.И. Евтушенков // Труды БГУ. 2011. - Т. 6, №1. - С. 163167.

65. Трушанов В.Н. Руководство по изучению биологического окисления поляграфическим методом / В.Н. Трушанов. М.: Наука, 1973. - 221 с.

66. Чересиз C.B. Мобильные элементы и стресс / C.B. Чересиз, H.H. Юрченко, A.B. Иванников, И.К. Захаров // Вестник ВОГиС. 2008. - Т. 12, № 1,2.-С. 216-241.

67. Шафикова Т.Н. Экзополисахариды возбудителя кольцевой гнили картофеля и их взаимодействие с рецепторами плазмалеммы клеток растения-хозяина: автореф. дис. . канд. биол. наук: 03.01.05 / Т.Н. Шафикова; СИФИБР СО РАН. Иркутск, 2003. -23 с.

68. Шафикова Т.Н. Экстрацеллюлярные полисахариды возбудителя кольцевой гнили картофеля / Т.Н. Шафикова, Е.В. Рымарева, В.Н. Копытчук, Е.Ю. Эпова, A.C. Романенко // J. of Stress Physiology & Biochemistry. 2006. -T.2. - С. 4-9.

69. Шевирева О.М. Везикулярный транспорт PIP-аквапоринов в растительной клетке при осмотическом стрессе: автореф. дис. . канд. биол. наук: 03.01.05 / О. М. Шевирева; МГУ. Москва, 2008. - 26 с.

70. Шкаликов В.А. Защита растений от болезней: Учебник. 2-е изд. / В.А. Шкаликов, О.О. Белошапкина, Д.Д. Букреев и др. М.: Наука, 2005. - 327 с.

71. Эпова Е.Ю. In vitro протеолитическая активность возбудителя кольцевой гнили картофеля / Е.Ю. Эпова, Т.Н. Шафикова, A.C. Романенко // Материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию Иркусткого НИИСХ. -2007. С. 156-160.

72. Agarwal М. Plant HSP100 proteins: structure, function and regulation / M. Agarwal, S. Katiyar-Agarwal, A. Grover // Plant Science. 2002. - V. 153. - P. 397-405.

73. Ali R.M. The effects of treatment with polyamines on dry matter, oil and flavonoid contents in salinity stressed chamomile and sweet marjoram / R.M. Ali, H.M. Abbas, R.K. Kamal // Plant, Soil and Environment. 2007. - V.53. - P. 529543.

74. Apffel C.A. Induction of tumour immunity with tumour cells treated with iodoacetate / C.A. Apffel, B.G. Arnason, J.H. Peters // Nature. 1966. - V.209, №5024. - P. 694-696.

75. Arnholdt-Schmitt B. Stress-induced cell reprogramming. A role for global genome regulation? / B. Arnholdt-Schmitt // Plant Physiol. 2004. - V. 136. - P. 2579-2586.

76. Ashburner M. The induction of gene activity in Drosophila by heat shock / M. Ashburner, J J. Bonner// Cell. 1979. - V. 17, №2. - P. 241-254.

77. Beltran B. The effect of nitric oxide on cell respiration: A key to understanding its role in cell survival or death / B. Beltran, A. Mathur, M.R. Duchen, J.D. Erusalimsky, S.Moncada // Proc Natl Acad Sci USA.- 2000. -V. 97, №26. P. 14602-14607.

78. Benov L. Superoxide dismutase protects against aerobic heat shock in Escherichia coli / L. Benov, I. Fridovich // J. Bacteriol. 1995. - V. 177, №11.- P. 3344-3346.

79. Bermpohl A. Exopolysaccharides in the pathogenic interaction of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis with tomato plants / A. Bermpohl, J. Dreier, R. Bahro, R. Eichenlaub // Microbiol. Res. 1996. - V. 151. - P. 391-399.

80. Bernard D.H. Environmental model predicting bacterial ring rot symptom expression / D.H. Bernard, M. Kalischuk, D.R. Waterer, B. Bizimungu, R. Howard, M. Lawrence, A. Kawchuk // American Journal of Potato Research. -2011. V. 88, №3. - P. 294-301.

81. Bosl B. The molecular chaperone Hspl04 a molecular machine for protein disaggregation / B. Bosl, V. Grimminger, S. Walter. // J. Struct. Biol. - 2006. - V. 156, №1.-P. 139-1348.

82. Boston R.S. Molecular chaperones and protein folding in plants / R.S. Boston, P.V. Viitanen, E. Vierling // Plant Mol Biol. 1996. - V. 32. - P. 191-222.

83. Bugbee W.M. The recovery of Corynebacterium sepedonicum from sugarbeet seed / W.M. Bugbee, N.C. Gudmestad // Phytopathology. 1988. - V. 78. - P. 205-208.

84. Chandran P. Scope of horticultural land-use system in enhancing carbon sequestration in ferruginous soils of the semi-arid tropics / P. Chandran, S.K. Ray, S.L. Durge, P. Raja, A.M. Nimkar, T. Bhattacharyya // Curr. Sci. 2009. - V. 97. -P. 1039-1046.

85. Chang R.J. Effects of temperature, plant age, inoculum concentration, and cultivar on the incubation period and severity of bacterial canker of tomato / R J. Chang; S.M. Ries; J.K. Pataky // Plant Disease. 1992. - V. 76, №11. - P. 11501155.

86. Chang W.C. 2,3,5-Triphenyltetrazolium reduction in the viability assay of Ulva fasciata (Chlorophyta) in response to salinity stress / W.C. Chang, M.-H. Chen, T.M. Lee // Bot. Bull. Acad. 1999. - V. 40. - P. 207-212.

87. Chin D. Calmodulin: a prototypical calcium sensor / D. Chin, A.R. Means // Trends Cell. Biol. 2000. - V. 10. - P. 322-328.

88. Currie S. Influence of bioenergetic stress on heat shock protein gene expression in nucleated red blood cells of fish / S. Currie, B.L. Tufts, C.D. Moyes //Am J. Physiol. 1999. - V. 276, №4. - P. 990-996.

89. Dammann C. Subcellular targeting of nine calcium-dependent protein kinase isoforms from Arabidopsis / C. Dammann, A. Ichida, B. Hong // Plant Physiol. -2003.-V. 132.-P. 1840-1848.

90. Dat J. The interplay between salicylic acid and reactive oxygen species during cell death in plants / J. Dat, N. Capelli, F.Van Breusegem // Springer, Dordrecht. 2007. - P. 247-276.

91. Denny T.R. Involvement of bacterial polysaccharides in plant pathogenesis / T.R. Denny // Anny. Rev. Phytopathol. 1995. - V. 33. - P. 173-197.

92. Doyle S.M. Hspl04 and ClpB: protein disaggregating machines / S.M. Doyle, S. Wickner // Trends Biochem. Sci. 2009. - V.34, №1. - P.40-48.

93. Dreier J. Characterization of the plasmid encoded virulence region pat-1 of phytopathogenic Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis / J. Dreier, D. Meletzus, R. Eichenlaub // Mol Plant Microbe Interact. 1997. - V. 10, №2. - P. 195-206.

94. Eichenlaub R. Clavibacter michiganensis, a group of Gram-positive phytopathogenic bacteria / R. Eichenlaub, K.H. Gartemann, A. Burger // Plant-Associated Bacteria. 2006. - P. 385-422.

95. Eichenlaub R. The Clavibacter michiganensis subspecies: molecular investigation of gram-positive bacterial plant pathogens / R. Eichenlaub, K.H. Gartemann // Annu Rev Phytopathol. 2011. - V. 49. - P. 445-464.

96. Eulalio A. Pbodies: at the crossroads of posttranscriptional pathways / A. Eulalio, I. Behm-Ansmant, E. Izaurralde // Nat Rev Mol Cell Biol. 2007. - V. 8. -P. 9-22.

97. Fahim F.A. Antitumor activities of jodoacetate and dimethylsulphoxide against solid ehrlich carcinoma growth in mice / A. F. Fahim // Biol Res. 2003. -V. 36, №2. - P. 253-262.

98. Friedrich K.L. Interacions between small heat shock protein subunits and substrate in small heat shock proteinsubstrate complexes / K.L. Friedrich, K.C. Giese, N.R. Buan, E. Vierling // J. Biol. Chem. 2004. - V. 279. - P. 1080-1089.

99. Fukui R. Effect of temperature on the incubation period and leaf colonization in bacterial blight of anthurium / R. Fukui, H. Fukui, A.M. Alvarez // Phytopathology. 1999. - V. 89, №11. - P. 1007-14.

100. Garrett K.A. Climate change effects on plant disease: genomes to ecosystems / K.A. Garrett, S.P. Dendy, E.E. Frank, M.N. Rouse, S.E.Travers // Annu Rev Phytopathol. 2006. - V. 44. - P. 489-509.

101. Kalinowski, O. Kaup, O. Kirchner, L. Krause // J. Bacteriol. 2008. - V. 190, №6. -P. 2138-2149.

102. Gifford E.M. The use of heat therapy and in vitro shoot tip culture to eliminate fanleaf virus from the grapevine / E.M. Gifford, M.A. Hewitt // Amer. J. Enol. Vitic. 1961. - №12. - 129-130.

103. Gottesman S. Regulation by proteolysis: developmental switches / S. Gottesman // Current Opinion in Microbiology. 1999. - V. 2. - P. 142-147.

104. Groundean C. A Review of thermotherapy to free plant materi from pathogens, especially seeds from bacteria / C. Groundean, R. Samson, D.S. Sands // Critical Reviews in Plant Sciences. 1994. - V. 13, №1. - P. 57-75.

105. Guo Z. Iodoacetate protects hippocampal neurons against excitotoxic and oxidative injury: involvement of heat-shock proteins and Bcl-2 / Z. Guo, J. Lee, M. Lane, M. Mattson // Acad. Sci. Paris. 2009. - V. 320. - P. 2383-2386.

106. Hanson P.I. AAA+ proteins: have engine, will work / P.I. Hanson, S.W. Whiteheart. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005. - V. 6, №7. - P. 519-529.

107. Hendershott C. H. The effect of iodoacetic acid on citrus fruit abscission / C. H. Hendershott // Proc. Fla. State Hort. Soc. 1965. - V. 78. - P. 36-41.

108. Holtsmark I. Expression of putative virulence factors in the potato pathogen Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus during infection / I. Holtsmark, G.W. Takle, M.B. Brurberg // Arch Microbiol. 2008. - V. 189, №2. - P. 131-139.

109. Holtsmark I. Bacteriocins from plant pathogenic bacteria / I. Holtsmark, V.G.H. Eijsink // FEMS Microbiol. Lett. 2008. - V. 280. - P. 1-7.

110. Hong S.W. Mutants of Arabidopsis thaliana defective in the acquisition of tolerance to high temperature stress / S.W. Hong, E. Vierling. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. - V. 97, №8. - P. 4392-4397.

111. Hong S.W. Arabidopsis hot mutants define multiple functions required for acclimation to high temperatures / S.W. Hong, U. Lee, E. Vierling // Plant. Physiol. 2003. - V.132, №2.- P. 757-767.

112. Howarth, C.J. Molecular responses of plants to an increased incidence of heat shock / C.J. Howarth // Plant Cell Environment. 1991. -V. 14. - P. 831-841.

113. Jaattela M. Overexpression of major heat shock protein hsp 70 inhibits tumor necrosis factor-induced activation of phospholipase A2 / M. Jaattela // J. Immunol. 1993. - V. 151. - P. 4286-4294.

114. Jahr H. Interactions between Clavibacter michiganensis and its host plants / H. Jahr, R. Bahro, A. Burger, J. Ahlemeyer, R. Eichenlaub // Environ Microbiol.1999.-V. 1, №2. P. 113-118.

115. Katiyar-Agarwal S. Search for the cellular functions of plant HsplOO/Clp family proteins / S. Katiyar-Agarwal, M. Agarwal, D.R. Gallie, A. Grover // Crit Rev Plant Sci. 2001. - V. 20. - P. 277-295.

116. Keeler S.J. Acqired thermotolerance and expression of the HSP 100/ ClpB genes of Lima bean / S.J. Keeler, C.M. Boettger, J.G. Haynes // Plant Physiol.2000.-V. 132.-P. 1121-1132.

117. Kim M.S. Calcium and calmodulin-mediated regulation of gene expression in plants / M.S. Kim, W.S. Chung, D. Yun, M.J. Cho // Molecular Plant 2009. -№2.-P. 13-21.

118. Klinkert B. Microbial thermosensors / B. Klinkert, F. Narberhaus // Cell Mol Life Sci. 2009. - V. 66, №16. - P. 2661-2676.

119. Kobayashi D.Y. Bacterial/Fungal interactions: from pathogens to mutualistic endosymbionts / D.Y. Kobayashi, J.A. Crouch // Annu Rev Phytopathol. 2009. -V.47. - P.63-82.

120. Kotak S. A. Novel transcriptional cascade regulating expression of heat stress proteins during seed development of Arabidopsis / S. Kotak, E. Vierling, H. Baumlein, P. von Koskull-Doring // Plant Cell. 2007. - V. 19, №1. - P. 182-195.

121. Krause M. Harpin inactivates mitochondria in Arabidopsis suspension cells / M. Krause, J. Durner // Mol Plant Microbe Interact. 2004. - V.17, №2.- P. 131139.

122. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assemble of the head bacteriophage T4 / U.K. Laemmli // Nature. 1970. - V.227, № 5259. - P. 680-685.

123. Lash L.H. ATP depletion by iodoacetate and cyanide in renal distal tubular cells / L.H. Lash, J.J. Tokarz, Z. Chen, B.M. Pedrosi, E.B. Woods // J. Pharmacol Exp Ther. 1996. - V.276, №1P. 194-205.

124. Lee S. The structure of ClpB: a molecular chaperone that rescues proteins from an aggregated state / S. Lee, M.E. Sowa, Y.H. Watanabe et al. // Cell. 2003. - V. 115, №2.-P. 229-240.

125. Lee U. Genetic analysis reveals domain interactions of Arabidopsis HsplOO/ClpB and cooperation with the small heat shock protein chaperone system / U. Lee, C. Wie, M. Escobar et al. // Plant Cell. 2005. - V. 17, №2. - P. 559-571.

126. Leroux P. Exploring mechanisms of resistance to respiratory inhibitors in field strains of Botrytis cinerea, the causal agent of gray mold / P. Leroux, M. Gredt, M. Leroch, A.S. Walker // Appl Environ Microbiol. 2010. - V. 76, №19. -P. 6615-6630.

127. Li L. Distinct roles for jasmonate synthesis and action in the systemic wound response of tomato / L. Li, C.Y. Li, G.I. Lee, G.A. Howe // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2002. - V. 99. - P. 6416-6421.

128. Liu H.T. Contributions of PIP2-specificphospholipase C and free salicylic acid to heat acclimation-induced thermotolerance in pea leaves / H.T. Liu, W.D. Huang, Q.H. Pan // J. Plant Physiol. 2006. - V. 163. - P. 405-416.

129. Lowry O.H. Protein measurement with the folin phenol reagent /O.H. Lowry, N.J. Rosebrough, A.L. Farr et al. // J. Biol. Chem. 1957. - V. 193. -P. 265-275.

130. McLellan C.A. A rhizosphere fungus enhances Arabidopsis thermotolerance through production of an HSP90 inhibitor / C.A. McLellan, TJ. Turbyville, E.M. Wijeratne et al. // Plant Physiol.- 2007. V. 145, №1.-P. 174-182.

131. Meletzus D. Transformation of the phytopathogenic bacterium Clavibacter michigcmense subsp. michiganens by electroporation and development of a cloning vector / D. Meletzus, R. Eichenlaub // J. Bacteriol. 1991. - V. 173. - P. 184-90

132. Meletzus D. Evidence for plasmid-encoded virulence factors in the phytopathogenic bacterium Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis NCPPB382 / D. Meletzus, A. Bermpohl, J. Dreier, R. Eichenlaub // J. Bacteriol. -1993.-V. 175.-P. 2131-2136.

133. Michaelis B.L. The reaction of iodoacetic on mercaptans and amines / B.L. Michaelis, M.P. Schubert//J. Am. Chem. Soc. 1934. - V. 78. - P. 162-173.

134. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance / R. Mittler // Trends Plant Sei. 2002. - V. 7. - P. 405-410.

135. Mowart D.M. The effect of iodoacetic acid and other substances on the disappearance of glucose from shed blood / D.M. Mowart, C. P. Steart // Biochem. J. 1934.-№28.-P. 774-778.

136. Mur L.A. The hypersensitive response; the centenary is upon us but how much do we know? / L.A. Mur, P. Kenton, A.J. Lloyd, H. Ougham, E. Prats // J. Exp Bot. 2008. - V. 59, №3. - P. 501-520.

137. Nelson G.A. Corynebacterium sepedonicum in potato: Effect of inoculum concentration on ring rot symptoms and latent infection / G.A. Nelson // Canadian Journal of Plant Pathology. 1982. - V.4, №2.- P. 129-133.

138. Nissinen R. Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus elicits a hypersensitive response in tobacco and secretes hypersensitive response-inducing protein(s) / R. Nissinen, F.M. Lai, M.J. Laine, P.J. Bauer, A.A. Reilley, X. Li, S.H.145

139. De Boer, C.A. Ishimaru, M.C. Metzler // Phytopathology. 1997. - V. 87, №7. - P. 678-684.

140. Pastori G.M. Common components, networks, and pathways of cross-tolerance to stress. The central role of redox and abscisic acid-mediated controls / G.M. Pastori, C.H. Foyer // Plant Physiology. 2002. - V. 129. - P. 460-468.

141. Pitzschke A. Mitogen-activated protein kinases and reactive oxygen species signaling in plants / A. Pitzschke, H. Hirt // Plant Physiology. 2006. - V. 141. - P. 351-356.

142. Polverari A. Nitric oxide-mediated transcriptional changes in Arabidopsis thaliana / A. Polverari // Mol Plant-Microbe Interact. 2003. - V. 16. - P. 10941105.

143. Queitsch C. Heat shock protein 101 plays a crucial role in thermotolerance in Arabidopsis / C. Queitsch, S.W. Hong, E. Vierling, S. Lindquist // Plant Cell. -2000. V.12, №4. - P.479-492.

144. Rangel D.E.N. Stress induced cross-protection against environmental challenges on prokaryotic and eukaryotic microbes / D.E.N. Rangel // World J Microbiol Biotechnol. 2011. - V. 27. - P. 1281-1296.

145. Ries S.M. Phytotoxic glycopeptide from cultures of Corynebacterium insidiosum / S.M. Ries, G.A. Strobel // Plant Physiol. 1972. - V.49, №5. - P. 67684.

146. Rikhvanov E.G. Sodium azide reduces the thermotolerance of respiratively grown yeasts / E.G. Rikhvanov, N.N. Varakina, T.M. Rusaleva, E.I. Rachenko, V.K. Voinikov // Curr. Microbiol. 2002. - V. 45, №6. - P. 394-399.

147. Rikhvanov E.G. Do mitochondria regulate the heat-shock response in Saccharomyces cerevisiae! / E.G. Rikhvanov, N.N. Varakina, T.M. Rusaleva, E.I. Rachenko, D.A. Knorre, V.K.Voinikov // Curr Genet. 2005. - V 48, №1. - P. 4459.

148. Ritossa F. A new puffing pattern induced by heat shock and DNP in Drosophila / F. Ritossa // Experientia. 1962. - V. 18. - P. 571-573.

149. Rodriguez R. More than 400 million years of evolution and some plants still can't make it on their own: plant stress tolerance via fungal symbiosis / R. Rodriguez, R. Redman // J. Exp. Bot. 2008. - V. 59, №5. - P. 1109-14.

150. Rolland F. Sugar sensing and signaling in plants / F. Rolland, J. Sheen // Biochem. Soc. Trans. 2005. - V. 33. - P. 269-271.

151. Romanenko A.S. The role of extracellular pH-homeostasis in potato resistance to ring-rot pathogen / A.S. Romanenko, A.A. Riffel, I.A. Graskova, M.A. Rachenko // J. of Phytopathology.- 1999.- V.147, №11-12.- P.679-686.

152. Romanenko A.S. Potato cell plasma membrane receptors to ring rot pathogen extracellular polysaccharides / A.S. Romanenko, L.A. Lomovatskaya, T.N.

153. Shafikova, G.B Borovskii, N.V. Krivolapova // J. Phytopathol. 2003. - V.151. - P. 1-6.

154. Romero A.M. Temperature Sensitivity of the Hypersensitive Response of Bell Pepper to Xanthomonas axonopodis pv. Vesicatoria / A.M. Romero, C.S. Kousik, D.F. Ritchie // Phytopathology. 2002. - V.92 №2. - P. 197-203.

155. Sánchez-Aragó M. The bioenergetic signature of isogenic colon cancer cells predicts the cell death response to treatment with 3-bromopyruvate, iodoacetate or 5-fluorouracil / M. Sánchez-Aragó , J.M. Cuezva // J Transí Med. 2011. - V. 8. -P. 9-19.

156. Scharf K.D. The expanding family of small Hsps and other proteins containing an a-crystallin domain / K.D. Scharf, M. Siddique, E. Vierling // Cell Stress Chaperones. 2001. - V. 3. - P. 225-237.

157. Schmidt M.M. Differential effects of iodoacetamide and iodoacetate on glycolysis and glutathione metabolism of cultured astrocytes / M.M. Schmidt, R. Dringen // Front Neuroenergetics. 2009. - V.l. - P. 1-10.

158. Schwarzbach E. Heat induced susceptibility of mlo-barley to powdery mildew / E. Schwarzbach // Czech J. of Genetics and Plant Breeding. 2001. -V.37,№3.-P 82-87.

159. Schweizer P. Heat-induced resistance in barley to the powdery mildew fungus Erysiphe graminis f.sp. Hordei / P. Schweizer, L. Vallelian-Bindschedler, E. Mosinger // Physiol. Mol. Plant Pathol. 1995. - V.47.- P.51-66.

160. Singh A. Plant HsplOO/ClpB-like proteins: poorly-analyzed cousins of yeast ClpB machine / A. Singh, A. Grover // Plant Mol. Biol. 2010. - V. 74, №4-5. - P. 395-404.

161. Slepenkov S.V. The unfolding story of the Escherichia coli Hsp70 DnaK: is DnaK a holdase or an unfoldase? / S.V. Slepenkov, S.N. Witt. // Mol. Microbiol. -2002.-V. 45.-P. 1197-1206.

162. Sniekers Y.H. Estrogen modulates iodoacetate-induced gene expression in bovine cartilage explants / Y.H Sniekers, G.J van Osch, H. Jahr, H. Weinans, J.P. van Leeuwen // Journal of Orthopaedic Research. 2010. - V. 28, №5. P. - 607-615.

163. Somerville C. Plant lipids, metabolism and membranes / C. Somerville, J. Browse // Science. 1991. - №252. - P. 80-87.

164. Taylor J. Signalling crosstalk in plants: Emerging issues / J. Taylor, M. McAinsh // Journal of Experimental Botany. 2004. - V. 55. - P. 147-149.

165. Vabulas R.M. Protein folding in the cytoplasm and the heat shock response / R.M. Vabulas, S. Raychaudhuri, M. Hayer-Hartl, F.U. Hartl // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010. - V.l, №12. - P. 2-18.

166. Vierling E. The roles of heat shock proteins in plants / E. Vierling // Plant Mol. Biol. 1991. - V. 42. - P. 579-620.

167. Wahid A. Heat tolerance in plants / A. Wahid, S. Gelani, M. Ashraf, M.R. Foolad // An overview. Environmental and Experimental Botany. 2007. - V. 61. -P. 199-223.

168. Walter M.H. The induction of phenylpropanoids biosynthetic enzymes by ultraviolet light or fungal elicitor in cultured parsley cells is overridden by a heat-shock treatment / M.H. Walter // Planta. 1989. - V. 177. - P. 1 -8.

169. Wang W. Role of plant heat-shock proteins and molecular chaperones in the abiotic stress response / W. Wang, B. Vinocur, O. Shoseyov, A. Altman // Trends Plant Sci. 2004. - V.9, №5.- P.244-252.

170. Wang P.C. Analysis of global expression profiles of Arabidopsis genes under abscisic acid and H202 Applications / P.C. Wang, Y.Y. Du, G.Y. An, Y. Zhou, C. Miao, C.P. Song // Journal of Integrative Plant Biology. 2006. - V. 48. - P. 62-74.

171. Wang Y. Analysis of temperature modulation of plant defense against biotrophic microbes / Y. Wang, Z. Bao, Y. Zhu, J. Hua // Mol Plant Microbe Interact. 2009. - V.22, №5.- P.498-506.

172. Webb E.C. Enzyme and metabolic inhibitors / E.C. Webb. New York, 1963.-V. 1.-340 p.

173. Westra A.A. Isolation and characterization of extracellular polysaccharide of Clavibacter michiganensis susp. Sepedonicus / A.A. Westra, S.A. Slack // Physiology and Biochemistry. 1992. - №82. - P. 1193.

174. Whrit C. Using reflexivity to optimize teamwork in qualitative research / C. Whrit, C.A. Barry, N. Britten, N. Barber, C. Bradley, F. Stevenson // Qual Health Res. 1999. - V.9, №1. - P. 26-44.

175. Xu M.J. Signal interaction between nitric oxide and hydrogen peroxide in heat shock-induced hypericin production of Hypericum perforatum suspension cells / M.J. Xu, J.F. Dong, X.B. Zhang // Sci. China. Ser.CrLife Sci. 2008. - V. 51. - P. 676-686.

176. Yang J.Y. The involvement of chloroplast HSPlOO/ClpB in the acquired thermotolerance in tomato / J.Y. Yang, Y. Sun, A.Q. Sun, S.Y. Yi, J. Qin, M.H. Li, J. Liu // Plant Mol Biol. 2006. - V. 62, №3. - P. 385-395.

177. Yetka J.E. Ecological application of antibiotics as respiratory inhibitors of bacterial populations / J.E. Yetka, W.J. Wiebe // Appl Microbiol. 1974. - V. 28, №6.-P. 1033-1039.

178. Zhu Y. Temperature modulates plant defense responses through NB-LRR proteins / Y. Zhu, W. Qian, J. Hua // PLoS Pathog. 2010. - V. 6, №4. - P. 1-8.