ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 2, С. 128-137


ЗНАЧЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ В ФОРМИРОВАНИИ УСТОЙЧИВОСТИ К МУЧНИСТОЙ РОСЕ ДЕРЕВЬЕВ 16-ЛЕТНЕЙ КУЛЬТУРЫ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО
Л. В. Полякова1,2, В. И. Литвиненко2,3
1ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесной генетики, селекции и биотехнологии»
Россия, 394087, г. Воронеж, ул. Ломоносова, д.105.
2УкрНИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации
Украина, 61024 г. Харьков, ул. Пушкинская, 86
3Государственный научный центр лекарственных средств и медицинской продукции
Украина, 61085 г. Харьков, ул. Астрономическая, 33.
E-mail: polyakova_lv@mail.ru


Поступила в редакцию: 10.12.2016 г.
Изучали 16-летнюю культуру дуба черешчатого, в составе которой 57% деревьев инфицировано мучнистой росой. Данные биохимического анализа показали значительные отличия устойчивых и восприимчивых к мучнистой росе деревьев по синтезу в листьях вторичных метаболитов фенилпропаноидной структуры - флавонолов (ФЛ) и конденсированных танинов (КТ). В листьях восприимчивых деревьев синтезируется в среднем на 50-150% больше КТ и на 20-40% меньше ФЛ. Повышенный уровень КТ, вероятно, не является токсичным для патогена, так как не останавливает разрастания мицелия на поверхности листовой пластины. Снижение уровня ФЛ в зоне листа, покрытой мицелием, напротив, указывает на их вероятную токсичность. Изменение под влиянием патогена пропорций синтезируемых в листьях КТ и ФЛ указывает на дестабилизацию вторичного метаболизма восприимчивых к инфекции деревьев. Отмечено также, что средний  диаметр деревьев устойчивой группы на 7.2% ниже, чем группы восприимчивых к инфекции деревьев, что может быть следствием снижения в них уровня ФЛ, известных как ингибиторы осевого транспорта ауксинов. Важным свойством ФЛ является их антиоксидантная активность, повышающая устойчивость к действию УФ-Б-радиации, засухе, а также способность снижать повреждающее действие активных форм кислорода. Снижение уровня ФЛ в листьях восприимчивых к мучнистой росе деревьев может влиять на их устойчивость к действию внешних факторов, приводя к более раннему элиминированию из состава насаждения.
Ключевые слова: дуб черешчатый, мучнистая роса, вторичные метаболиты, гидролизуемые танины, конденсированные танины, катехины, флавонолы.
DOI: 10.1134/S0024114819010108


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Андышева Е.В., Храмова Е.П. Сезонная динамика накопления фенольных соединений Pentaphylloides fruticose при интродукции на юге Амурской области // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: Матер. IX междунар. симпозиума. М., ИФР РАН, 2015. С. 200-205.

  • Беликов В.В. Оценка содержания флавононол - производных в плодах Silybum marianum (L.) Gaerth. // Растительные ресурсы. 1985. №3. С. 198-204.

  • Бузун Г.А., Джемухадзе К.М., Милешко Л.Ф. Определение белка в растениях с помощью амидо-черного // Физиология растений. 1982. Т. 29. №1. С. 350-358.

  • Каплина Н.Ф., Селочник Н.Н. Текущее и долговременное состояние дуба черешчатого в трех контрастных типах леса южной лесостепи // Лесоведение. 2015. №3. С.191-201.

  • Полякова Л.В., Болтенков Ю.А. Корреляция первичных и вторичных метаболитов как показатель формирования коадаптивных комплексов в листьях дуба черешчатого // Биоразнообразие и устойчивое развитие: Матер. Междунар. науч-практич. конф. Симферополь, Таврический нац. университет, 2010. С. 100-104.

  • Полякова Л.В., Литвиненко В.И. Биохимическое разнообразие полусибового потомства деревьев дуба черешчатого как источник отбора генотипов для микроклонирования // Бюллетень Никитского Ботанического сада. 2016. № 121. С. 24-32.

  • Полякова Л.В., Гамаюнова С.Г., Журова П.Т. Анализ взаимодействия между биохимическими параметрами и устойчивостью деревьев дуба черешчатого в культурах разного возраста // Лiсiвництво i Агролiсомелiорацiя. 2014а. № 124. С. 185-195.

  • Полякова Л.В., Гамаюнова С.Г.,Журова П.Т., Литвиненко В.И. Биохимические особенности суховершинных деревьев дуба черешчатого //Лесоведение. 2014б. № 4. С. 28-35.

  • Agati G., Azzarello E., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants: location and functional significance // Plant Science. 2012. Vol. 196. P. 67–76.

  • Bert D., Lasnier J.-B., Capdevielle X., Dugravot A., Desprez-Loustau M.-L. Powdery mildew decreases the radial growth of oak trees with cumulative and delayed effects over years // PLOS ONE. 2016. Vol. 11. No. 5. Article e0155344.

  • Dietze M.C., Matthes J.H. A general ecophysiological framework for modelling the impact of pests and pathogens on forest ecosystems // Ecology Letters. 2014. Vol. 17. No. 11. P. 1418-1426.

  • Julkunen-Tiitto R. Phenolic constituents in leaves of northern willows: methods for the analysis of certain phenolics // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1985. Vol. 33. No. 2. P. 213-217.

  • Kuhn B.M., Geisler M., Bigler L., Ringli C. Flavonols Accumulate Asymmetrically and Affect Auxin Transport in Arabidopsis // Plant Physiology. 2011. Vol. 156. No. 2. P. 585-595.

  • Marçais B., Desprez-Loustau M.-L. European oak powdery mildew: impact on trees, effects of environmental factors, and potential effects of climate change // Annals of Forest Science. 2014. Vol. 71. No. 6. P. 633-642.

  • Onkokesung N., Reichelt M., Van Doorn A., Schuurink R.C., Van Loon J.J.A., Dicke M. Modulation of flavonoid metabolites in Arabidopsis thaliana through overexpression of the MYB75 transcription factor: role of kaempferol-3,7-dirhamnoside in resistance to the specialist insect herbivore Pieris brassicae // Journal of Experimental Botany. 2014. Vol. 65. No. 8. P. 2203-2217.

  • Ossipov V., Salminen J.-P., Ossipova S., Haukioja E., Pihlaja K. Gallic acid and hydrolysable tannins are formed in birch leaves from an intermediate compound of the shikimate pathway // Biochemical Systematics and Ecology. 2003. Vol. 31. No. 1. P. 3-16.

  • Pap P., Stojnić S., Nikolić N., Orlović S., Marković M., Vasić V., Stevanov M. Impact of Erysiphe alphitoides (Griffon & Maubl.) on leaf physiological parameters in pedunculate oak (Quercus robur L.) saplings // Baltic forestry. 2014. Vol. 20. No. 1. P. 2-9.

  • Peters D.J., Constabel C.P. Molecular analysis of herbivore-induced condensed tannin synthesis: cloning and expression of dihydroflavonol reductase from trembling aspen (Populus tremuloides) // The Plant Journal. 2002. Vol. 32. No. 5. P. 701-712.

  • Ryan K.G., Swinny E.E., Markham K.R., Winefield C. Flavonoid gene expression and UV photoprotection in transgenic and mutant Petunia leaves // Phytochemistry. 2002. Vol. 59. No. 1. P. 23-32.

  • Salminen J.-P., Roslin T., Karonen M., Sinkkonen J., Pinlaja K., Pulkkinen P. Seasonal variation in the content of hydrolizable tannins, flavonoid glycosides and proanthocyanidins in oak leaves // Journal of Chemical Ecology. 2004. Vol. 30. No. 9. P. 1693-1702.

  • Swain T., Hillis W.E. The phenolic constituents of Prunus domestica. I.—The quantitative analysis of phenolic constituents // Journal of the Science of Food and Agriculture. 1959. Vol. 10. No. 1. P. 63-68.

  • Vogt T. Phenylpropanoid Biosynthesis // Molecular Plant. 2010. Vol. 3. No. 1. P. 2-20.