Содержание и динамика аллелохемиков в листве дефолиированных деревьев и их влияние на развитие непарного шелкопряда - Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых
При исследовании содержания аллелохемиков в листве интактных и поврежденных берез нами показано, что содержание оксибензойных кислот и простых полифенолов, уменьшалось в листьях деревьев через год после искусственной дефолиации. В то же время содержание этих аллелохемиков в листьях через 30 суток после искусственной дефолиации и через год после объедания шелкопрядом даже несколько увеличивалось. Однако продукция этих соединений мало связана с дефолиацией, поскольку они относятся к промежуточным соединениям биосинтеза более сложных структур, поэтому их количество в листве весьма вариабельно.
Реакция растений на потерю зеленой массы сопровождалась увеличением содержания жирных кислот и жирных спиртов суммарных липидных фракций. Всего в общем липидном экстракте идентифицировано 11 кислот. В листьях деревьев через 1 год после искусственной дефолиации и через 30 суток после объедания шелкопрядом увеличивалось содержание насыщенных кислот. Кроме того, при формировании новых листьев после искусственной дефолиации происходит десатурация жирных кислот, то есть образование новых двойных связей. В листьях растений, подвергающихся естественной дефолиации, высоко содержание короткоцепочных насыщенных жирных, а также триеновых кислот по отношению к контролю. Можно предположить, что биохимическая адаптация при дефолиации регулируется с помощью синтеза полиненасыщенных кислот, а также за счет образования жирных кислот с короткой углеродной цепью.
Общее содержание стеринов и тритерпенов составляло 0.35-0.46 %. Основным компонентом фракции стеринов во всех исследованных образцах листьев являлся в-ситостерин, содержание которого в образцах экстрактов растений, подвергшихся дефолиации, снижалось (P < 0.05), а главным компонентом тритерпеновых соединений был тритерпен 1. Содержание свободных флавоноидов и флавоноидных гликозидов в листьях не изменялось через 30 суток и уменьшалось через год после искусственных повреждений. Однако через год после объедания деревьев шелкопрядом содержание этих соединений в листве значительно увеличивалось, что коррелировало с падением жизнеспособности насекомых и деградацией численности популяции. Наибольшим содержанием флавоноидов отличались экстракты растений, подвергнутых естественной дефолиации. Общая сумма флавоноидов в экстрактах листьев берез составляла 2.67-3.47%. Колоночной хроматографией экстрактов выделено 6 индивидуальных флавонов, 2 флаванона и флаванонол. Интерес представляет обнаружение и выделение из экстрактов 3-метоксифлавона и 3- гидроксифлаванонола. По данным Запрометова, полиметоксифлавоны относятся к соединениям, делающим растения устойчивыми к патогенным грибам, например к Penicillium digitatum и видам Geotrichum. Соотношение основных флавоноидов в экстрактах резко различалось. В некоторых образцах увеличивалось содержание флаванонов (до 30-34% от суммы экстрактивных веществ, по сравнению с их содержанием в контрольных образцах 12%). При дефолиации также возрастало содержание флаванонола. Содержание основных флавонов снижалось в растениях, подвергшихся дефолиации (от 60 до 20%).
Отношение флавоноидов к общему содержанию фенольных компонентов варьировало в пределах 7-17 %. Содержание флавоноидов значительно выше (Р < 0,05) в листьях растений через 1 год после искусственной дефолиации и после повреждения растений шелкопрядом (Р < 0,01) по сравнению с контролем. Эти результаты представляют интерес в связи данными, приведенными в некоторых работах по содержанию антоцианов, проантоцианидинов и галлотанинов в листьях берез, устойчивых к объеданию насекомыми.
Как мы уже отмечали, различия в динамике аллелохемиков в листьях искусственно дефолированных деревьев и в листьях деревьев, объеденных шелкопрядом в какой-то степени могут быть обусловлены различным характером дефолиации. Искусственная дефолиация производилась в течение 1 - 2-х часов и сразу по всей кроне, в то время как объедание насекомыми происходило в течение примерно 15 дней, причем, сначала насекомые объедали, в основном, верхнюю часть кроны, а затем нижнюю. Кроме того, при объедании листьев (хвои) насекомыми их слюна выступает индуктором биохимических реакций в растениях, продукты которых отрицательно действуют на пищеварение насекомых.
Основываясь на полученных данных можно предположить, что существует связь между повышенным содержанием флавоноидов в листьях сильно поврежденных деревьев и падением жизнеспособности насекомых, развивающихся на этих деревьях, что способствует уменьшению размеров популяции филлофага. В литературе имеется много весьма неоднозначных сведений о влиянии фенольных соединений, в том числе и флавоноидов, на развитие различных видов насекомых, хотя существенное значение их в резистентности растений признается многими авторами.
Выявленные нами изменения в содержании вторичных метаболитов происходят в листьях деревьев только через год после их дефолиации. Это свидетельствует, что по изученным нами показателям нам не удалось обнаружить у березы реакцию быстрой индуцированной резистентности, наступающую у деревьев в сезон нанесения повреждений, как об этом сообщают некоторые авторы. В то же время, реакция замедленной индуцированной резистентности, наступающая на следующий год после нанесения повреждений, выявлена как при искусственной, так и при естественной дефолиации. Многие авторы полагают, что реакция замедленной индуцированной резистентности у деревьев, возможно, имеет решающее значение в химической защите растений от насекомых-филлофагов [Kaitaniemi et al., 1998; Parry et al., 2003]. Исходя из приведенных выше результатов, свидетельствующих о важной роли некоторых флавоноидов и танинов в резистентности древостоев, мы провели изучение динамики важнейших флавоноидов (флавонолов и катехинов) и танинов в листьях искусственно поврежденных деревьев. В результате было выявлено, что в листьях деревьев полностью дефолиированных в предыдущем году, содержание флавонолов не меняется, а танинов хотя и увеличивается, но не достигает достоверных значений (рис. 5). В то же время количество катехинов возрастает. Характерной особенностью является то, что в листьях всех поврежденных деревьев резко возрастает вариабельность содержания всех определяемых фенольных соединений. Так, коэффициент вариации содержания флавонолов в листьях контрольных деревьев составляет 13,8, а в листьях поврежденных - 54,7. При этом размах показателей количества этих веществ в контроле равняется 32,2%, а в опыте ? 101%. Соответствующие показатели для катехинов составляют 10,8 и 26,0, размах 35,5% и 135,6%, а для танинов 20,4 и 32,7 при размахе 41,5% и 137,5%.
Таким образом, полная дефолиация березовых древостоев вызывает повышение количества катехинов в листьях и резко увеличивает вариабельность в содержании флавонолов, катехинов и танинов в листьях поврежденных деревьев, что свидетельствует о значительных индивидуальных различиях в реакции деревьев на дефолиацию.
Похожие статьи
-
Развитие и сопряженная популяционная динамика шелкопряда - монашенки с поражающим его бакуловирусом исследовалась в двух участках леса с различными...
-
Кормовой вирусный генетический шелкопряд Представленные результаты исследований указывают на взаимосвязь онтогенеза и динамики популяций непарного...
-
Многочисленными исследованиями показано, что чувствительность к патогенам и характер течения различных инфекционных процессов у насекомых зависит от...
-
Нами была проведена сравнительная оценка различных механизмов персистенции вируса в организме гусениц непарного шелкопряда и условия ее перехода в острое...
-
Актуальность проблемы. Среди многообразия взаимоотношений между растениями и насекомыми важное место занимает фитофагия. В результате коэволюции как у...
-
Широкие исследования вирусов насекомых и, в частности, бакуловирусов, начавшиеся во всем мире в середине прошлого столетия, были обусловлены, главным...
-
1. Бахвалов С. А. Биологическое подавление популяций шелкопряда-монашенки (Lymantria monacha L.) в Западной Сибири //Сиб. экол. журн.-1995. 2. №5. С....
-
Устьичная транспирация - Вклад отечественных ученых в развитие физиологии растений
Основная часть воды испаряется через устьица. Устьица играют важную роль в газообмене между листом и атмосферой, так как являются основным путем для...
-
Взаимоотношения растений и насекомых - Биогеоценотический покров земли
Влияние фитофагов: - Пантофаги - группа животных, которые питаются всем, т. е. всеядные (кузнечик); - Полифаги - питаются растениями разных семейств...
-
Материалы и методы. Обследовано 105 больных туберкулезом органов дыхания. Наряду с клинико-рентгенологическими и лабораторными обследованиями изучали...
-
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) состоит из органического основания аденина (I), углевода рибозы (II) и трех остатков фосфорной кислоты (III)....
-
Засуха характеризуется комплексом неблагоприятных условий, приводящих к глубокому дефициту воды в почве и в растении [ Третьяков С. 243-244]. Угнетающее...
-
Условия и причины вымерзания растений - Морозоустойчивость растений
Образующийся при медленном промерзании в межклеточниках и клеточных стенках лед оттягивает воду из клеток; клеточный сок становится концентрированным,...
-
Семейство: бромелиевые. - Экологические группы растений по отношению к свету, воде и теплу
Гузмания: растение образует розетку длинных цель-нокрайних изогнутых листьев. Верхние листья на цветоносе (прицветники) ярко-красные или оранжевые до 4...
-
Условия произрастания - Экологические группы растений по отношению к свету, воде и теплу
В большинстве случаев розы теплолюбивы, но есть виды, растущие в условиях сурового климата. Розы предпочитают яркое освещение и при значительном...
-
Особенности организма вшей (отр. Siphunculata) По образу жизни и по характеру питания на теплокровном хозяине вши очень сильно напоминают клещей. На всех...
-
В проведенных исследований были получены следующие результаты. Корни контрольных растений гороха, выросших при влажности почвы 70% из семян, не...
-
Влияние атмосферного давления и газового состава атмосферы на растения
В тех местах, где сейчас пустыни, полупустыни и почти безжизненные пространства, полыхал пожар, охвативший почти 70 млн. квадратных километров площади...
-
Одним из аргументов против роли вирусов в возникновении большинства злокачественных опухолей у человека считается тот факт, что в подавляющем большинстве...
-
Влияние засухи и бактерий Bacillus subtilis на морфометрические показатели растений В проведенных исследований были получены следующие результаты. Длина...
-
Сложные организмы, к которым относятся не только животные, но и высшие растения, существуют в природе в виде многоорганизменных сообществ, что...
-
Транспирация. Ее виды и значение - Вклад отечественных ученых в развитие физиологии растений
В основе расходования воды растительным организмом лежит процесс испарения -- переход воды из жидкого в парообразное состояние, происходящий при...
-
Бактерии рода Frankia , образующие на корнях растений клубеньки. Клубеньки различной формы, многолетние, но фиксация азота протекает лишь в молодых...
-
Функция сапротр. грибов : разложение и минерализация отмерших органов растений, трупов, экскрементов животных. В результате растение обеспечивается...
-
Причины утомления: 1. В организме - 2. В мышце - в мышце во время сокращения накапливаются продукты обмена веществ (фосфорная кислота, молочная), которые...
-
"Вредные насекомые". Велико значение Насекомых. Подавляющее большинство летающих насекомых являются опылителями цветковых растений. Собственно говоря,...
-
Общая энтомология - теоретическая дисциплина, она служит научным фундаментом для перечисленных выше прикладных дисциплин. Общая энтомология изучает...
-
Водоросли, например, анабены, носток, колотрикс. Симбиоз у высш+с. з. -голосеменные-саговниковые живут в корнях на бедных каменистых почвах. -папоротники...
-
Фазы закаливания - Морозоустойчивость растений
По И. И. Туманову (1979), процесс закаливания растений требует определенного комплекса внешних условий и проходит в две фазы, которым предшествуют...
-
Включения в их связь с вирусной инфекцией У насекомых известно много различных вирусных болезней. Некоторые из них поражают полезных насекомых, таких,...
-
Ауксины - Клетка как осмотическая система. Электрон-транспортная цепь митохондрий. Фитогормоны роста
Ауксины -- это вещества индольной природы. Основным фитогормоном типа ауксина является B -индолилуксусная кислота (ИУК). Открытие ауксинов связано с...
-
Применение растения в народной методике лечения - Рожденный в Южной Америке
Цветок Амаранта Множественные народные рецепты рекомендуют применять растение для устранения грибковых заболеваний и шрамов, лечения экземы и герпеса, а...
-
Какие свойства делают растение полезным - Рожденный в Южной Америке
Научные исследования подтверждают высокое содержание в растении белков, наличие витаминов (витамины А, С, D и Е и группа В) и минеральных веществ (до 4%,...
-
Петров крест - Растения-паразиты
Растение-паразит Петров крест чешуйчатый издавна поражал воображение людей. Петров крест является родственником еще одного растения-паразита - заразихи....
-
ВВЕДЕНИЕ. - Насекомые-вредители сада и огорода
Интерес к насекомым зародился в глубокой древности. Человек издавна сталкивался с вредом, наносимым насекомыми, и использовал полезных насекомых. В...
-
- оплодотворение - имплантация - усиленный рост головного мозга + формирование основных функциональных система организма - развитие осевых зачатков...
-
Краткая фармакологическая характеристика - Ферменты в гастроэнтерологии
Ацидин-пепсин - препарат, содержащий протеолитический фермент. Получают из слизистой оболочки желудка свиней. Таблетки по 0,5 и 0,25 г содержат 1 часть...
-
Фолиевая кислота - Витамины группы B
Фолиевая, или птероилглутаминовая, кислота - пигмент желтого цвета, плохо растворимый в воде. По химической структуре представляет собой соединение...
-
Витамины группы B, Тиамин - Витамины группы B
На заре изучения витаминов было обнаружено, что в ряде природных продуктов (дрожжах, печени и молоке) содержится водорастворимая фракция, необходимая для...
-
Основным запасным источником энергии в организме являются жиры. По мере необходимости жиры из жирной ткани поступают в Виде неэстерифицированных...
Содержание и динамика аллелохемиков в листве дефолиированных деревьев и их влияние на развитие непарного шелкопряда - Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых