2. ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА, ВЫДЕЛЯЕМЫХ БАКТЕРИЯМИ-ВОЗБУДИТЕЛЯМИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОПУХОЛЕЙ, НА КОРНЕОБРАЗОВАНИЕ ЧЕРЕНКОВ ВИНОГРАДА
Из стимулирующих рост веществ в выделениях микроорганизмов наибольшее распространение имеют ауксины. Они были открыты в выделениях не только многих почвенных микроорганизмов, но и болезнетворных бактерий, вызывающих рак растений [Израильский, 1947].
Исследованиями Галачьян [1962] было установлено, что в выделениях бактерий-возбудителей растительных опухолей имеются не только ауксины, но и гиббереллиноподобные вещества. Особенно богатым источником гормонов оказались выделения бактерий, вызывающих рак плодовых деревьев (Pseudomonas tumefaciens Sm. с. Т) и туберкулез свеклы (Xanthomonas beticola Sm. Br. Towns). В штаммах Pseudomonas liquefaciens 399 кроме ауксинов были обнаружены тиамин, рибофлавин и никотиновая кислота [Креслин и др. 1970].
Вопрос о происхождении раковых и туберкулезных опухолей в настоящее время еще недостаточно изучен. По данным Горленко [1966], раковые опухоли образуются вследствие усиленного роста и деления клеток (гиперплазии). Они представляют собой разросшуюся ткань, внутри которой нет полостей. Примером такого типа опухолей является корневой рак многих растений, вызываемый Pseudomonas tumefaciens Sm. с. Т. Туберкулезные опухоли отличаются от раковых наличием внутри них полостей (каверн), которые возникают вследствие сгнивания отдельных участков опухолей, после чего внутри нее образуется пустота, заполненная бактериальной слизью. Примером такого типа опухолей служит туберкулез свеклы, вызываемый Xanthomonas beticola.
В связи с тем, что штаммы Pseundomonas tumefaciens 55 и Xanthomonas beticola 34 оказались особенно активными и в их выделениях были обнаружены значительные количества физиологически активных веществ с явным преобладанием ауксинов, мы; предприняли опыты для выяснения их влияния на корнеобразование черенков виноградной лозы. Опыты проводились с одноглазковыми черенками винограда сортов Саперави, Спитак Араксени, Воскеат. Черенки основаниями погружались на 18 часов в. водные растворы различных веществ по следующей схеме: 1) сырец Pseudomonas tumefaciens 0,02%, 2) сырец Xanthomonas beticola 0,01%, 3) ИМК — 0,02% +витамин С 0,2%, 4) НУК — 0,005%„ 5) контроль — вода. Сырцы готовились таким образом: в фильтраты культуральной жидкости добавлялся животный уголь, который; после перемешивания и фильтрования обрабатывался ацетоном.
Ацетоновый экстракт отфильтровывался от угля, ацетон выпаривался и сухой остаток растворялся в дистиллированной воде [Чайлахян, Галачьян, Саркисова, 1962, 1964]. Обработанные черенки высаживались во влажный речной песок на стеллаже в оранжерее. В процессе проведения опытов производились наблюдения за состоянием черенков.
Уже через неделю после постановки опытов можно было наблюдать различие в поведении черенков: у контрольных черенков и черенков, обработанных сырцами, стали распускаться почки, тогда как у черенков, обработанных синтетическими ростовыми препаратами, почки начали распускаться на 8 — 9 дней позднее. Через 15 дней, после начала опытов были выкопаны пробные черенки. Оказалось, что на всех черенках, обработанных ИМК, НУК и сырцам, уже образовалось по несколько корней, тогда как на контрольных только что начали показываться первые корешки. Учет был произведен через месяц после начала опытов. Учитывались число укоренившихся черенков, число корней и их длина (табл. 2).
Данные табл. 2 показывают, что на контрольных черенках всех трех сортов винограда к концу опыта корнеобразование только началось: у части черенков появились по три-четыре коротких корешка и общая длина их составляла 6 — 10 см. Наименьший процент укоренения (23%) дали черенки сорта Саперави, тогда как черенки сортов Спитак Араксени и Воскеат показали 80, и 58% укоренения. В случае сорта Саперави НУК оказала слабо стимулирующее действие, а ИМК в сочетании с витамином С повысила укоренение на 47%. Действие бактериальных сырцов было еще сильнее: 53 и 63% укоренения, хотя по числу корней на один черенок и по общей длине корней бактериальные сырцы несколько уступали смеси препарата ИМК с витамином С [рис. 5 — 7]. У сорта Спитак Араксени наибольший процент укоренения дали НУК и сырец Pseudomonas tumefaciens, но по числу корней на один черенок и общей длине корней ростовой препарат уступил бактериальному. У сорта Воскеат бактериальные сырцы тоже значительно стимулировали процесс образования корней на черенках, но были менее активны, чем ростовые препараты.
Приведенные данные подтверждают результаты исследований Израильского [1947, Галачьян [1962] и Горленко [1962], показавшие, что бактерии — возбудители растительных опухолей Pseudomonas tumefaciens и Xanthomonas beticola способны синтезировать бета-индолилуксусную кислоту, которая в наших опытах оказала сильное стимулирующее влияние на корнеобразование черенков винограда.
К концу опыта черенки, обработанные бактериальными сырцами и синтетическими препаратами, имели хорошо развитые побеги; у контрольных черенков побеги были развиты слабее, так как их рано начавшийся рост задержался в связи с более поздним и медленным развитием корней. Так, например, у опытных черенков сорта Саперави длина побегов была равна в среднем 80 см, тогда как у контрольных она равнялась 3 — 4 см. Синтетические препараты, хотя в начале и задержали распускание почек и рост побегов, но дальнейший рост последних происходил интенсивнее благодаря раннему образованию корней. У черенков, обработанных бактериальными сырцами, благодаря наличию гиббереллиновых веществ распускание почек и рост побегов происходил интенсивнее, чем у контрольных черенков. Таким образом, выявился синергизм в действии ауксинов и гиббереллиноподобных веществ, содержащихся в выделениях бактерий,
Рис. 5. Образование и рост корней и побегов у черенков винограда сорта Саперави под влиянием синтетических ростовых препаратов. Слева черенки обработаны растворами ИМК+витамин С и справа водой (контроль)
Проведенные исследования показывают, что корнеобразующей способностью, наряду с синтетическими ростовыми веществами, обладают выделения бактерий-возбудителей растительных опухолей. Несмотря на то, что они практического значения иметь не могут, так как синтетические стимуляторы роста более доступны для практического применения и физиологически более активны, однако установление наличия стимуляторов роста по их влиянию на корнеобразование, распускание почек и рост побегов может иметь значение при решении вопроса о механизме образования растительных опухолей.
Рис. 6. Образование и рост корней и побегов у черенков винограда сорта Саперави под влиянием выделений бактерий-возбудителей растительных опухолей. Черенки обработаны сырцами фильтратов Xanthomonas beticola 34 и контрольные.
Уже сравнительно давно на основании обнаружения ауксинов в выделениях Pseudomonas tumefaciens и искусственного получения опухолеподобных образований при воздействии гетероауксином, бета-индолилмасляной кислотой или альфа-нафтилуксусной кислотой на раневые места, была выдвинута гипотеза о том, что в образовании опухолей, вызываемых Bacterium tumefaciens, участвуют ауксины, а также производные дезоксирибонуклеиновой кислоты.
Приведенные здесь экспериментальные данные позволяют думать, что возникновение и образование растительных опухолей действительно являются результатом гипертрофированного и неуправляемого роста клеток и тканей высших растений, который происходит при участии ростовых активаторов — ауксинов и гиббереллинов, выделяемых проникшими в эти ткани патогенными бактериями.
Интересно, что на корнях плодовых деревьев образуются особые раковые опухоли с массой выходящих из них корней, которые вызываются другим возбудителем Bacterium risogenes и известны в литературе как «косматые корни» [Израильский, 1960].
Рис. 7. Образование и рост корней и побегов у черенков винограда сорта Саперави под влиянием выделений бактерий-возбудителей растительных опухолей. Черенки обработаны сырцами фильтратов Pseudomonos tumefaciens 55 и контрольные.
