Эпикутикулярный воск и его роль в защите растений семейства Brassicaceae от биотических и абиотических стрессов (обзор)
Бесплатный доступ
На основании анализа зарубежных источников научной литературы освещена роль эпикутикулярного воска с точки зрения его морфологии и физиологии как одного из механизмов устойчивости растений семейства Brassicaceae к различным биотическим и абиотическим стрессам. Приводится детальное описание строения кутикулы и расположенных на ее поверхности эпикутикулярных восков, которые могут быть представлены в виде достаточно разнообразных композитных микроструктур. Проанализирована их важная роль в качестве эффективного и стабильного транспирационного барьера при ускорении потери воды, и установлено, что это является универсальной защитой растений при дефиците влаги. Восковые композиции различаются по своей реакции на температуру. Количество воска и морфологическая структура кристаллоидов изменяется под воздействием высоких и низких температур. Выработка воска при пониженных температурах (15 °С и ниже), как правило, увеличивается, а при температурах выше 15 °С уменьшается. Отмечено, что при повышении УФ-излучения возрастало количество воска в кутикуле растений. Воск, формирующийся на листьях растений семейства Brassicaceae, является одним из факторов, влияющих на характер повреждения насекомыми-вредителями (такими, как блошки крестоцветные, клопы и др.). Он может влиять на питание насекомых как с помощью физических механизмов, так и путем воздействия на пищеварительную систему. Процент снижения повреждения в зависимости от плотности воскового налета на поверхности растения равен 64. Эпикутикулярный воск на листовой поверхности является одним из механизмов защиты растений семейства Brassicaceae от грибных и бактериальных патогенов (Sclerotinia sclerotiorum, Alternaria brassicae и др.). Морфология, расположение и плотность кристаллоидов, а также химическая характеристика определяют, насколько эффективно растение способно бороться с различного рода инфекциями.
Эпикутикулярный воск, семейство brassicaceae, биотические и абиотические стрессоры, грибная инфекция, насекомые-вредители
Короткий адрес: https://sciup.org/142236134
IDR: 142236134 | DOI: 10.25230/2412-608X-2022-4-192-88-95
Список литературы Эпикутикулярный воск и его роль в защите растений семейства Brassicaceae от биотических и абиотических стрессов (обзор)
- Laila R., Robin A.H.K., Yang K., Park J-I., Suh M.C., Kim J., Nou I.-S. Developmental and genotypic variation in leaf wax content and composition and in expression of wax biosynthetic genes in Brassica oleracea var. capitata // Frontiers in Plant Science. -2017. - No 7. - P. 1-14.
- Buschhaus C., Jetter R. Composition differences between epicuticular and intracuticular wax substructures: How do plants seal their epidermal surfaces? // Journal of Experimental Botany. - 2011. -No 62. - P. 841-853.
- Koch K. and Ensikat H.J. The hydrophobic coatings of plant surfaces: epicuticular wax crystals and their morphologies, crystallinity and molecular self-assembly // Micron. - 2008. - No 39. - P. 759772.
- Barthlott W., Neinhuis C., Cutler D. Classification and terminology of plant epicuticular waxes // Botanical Journal of the Linnean Society. - 1998. -No 126. - P. 237-260.
- Jefree C.E. The cuticle, epicuticular waxes and trichomes of plants, with reference to their structure, functions and evolution // In: Insects and the plant surface. - 1986. - P. 23-63.
- Meusel I., Neinhuis C., Markstadter C., Barth-lott W. Ultrastructure, chemical composition, and re-crystallization of epicuticular waxes: transversely ridged rodlets // Canadian Journal of Botany. -1999. - Vol. 77 (5). - P. 706-720.
- Koch K., Barthlott W. Plant epicuticular waxes: chemistry, form, self-assembly and function // Natural Product Communications. - 2006. - No 1 (11). - P. 1067-1072.
- Hall D.M., Matus A.I., Lamberton J.A.Y., Barber H.N. Infra-specific variation in wax on leaf surfaces. // Australian Journal of Biologica1 Sciences. -1965. - No 18. - P. 323-332.
- Baker E.A. Chemistry and morphology of plant epicuticular waxes. - Academic Press, 1982. - P. 139-166.
- Xue D., Zhang X., Lu X., Chen G., Chen Z.-H. Molecular and evolutionary mechanisms of cuticular wax for plant drought tolerance // Frontiers in Plant Science. - 2017. - No 8. - P. 1-12.
- Jordan W.R., Shouse P.J., Blum A. Environmental physiology of sorghum. II. Epicuticular wax load and cuticular transpiration // Crop Science. -1984. - No 2. - P. 1168-1173.
- Kim K.S. [et al.]. Changes in leaf cuticular waxes of sesame (Sesamum indicum L.) plants exposed to water deficit // Journal of Plant Physiology. -2007. - No 164. - P. 1134-1143.
- Jordan W.R., Monk R.L., Miller F.R. [et al.]. Environmental physiology of sorgum. I. Environmental and genetic control of epicuticular wax load // Crop Science. - 1983. - No 23. - P. 552-558.
- Jefferson P.G., Johnson D.A., Rumbaugh M.D. Water stress and genotypic effects on epicuticular wax production of alfalfa and crested wheatgrass in relation to yield and excised leaf water loss rate // Canadian Journal of Plant Science. - 1989. - No 69 (2). - P. 481-490.
- Bueno A., Alfarhan A., Arand K. Effects of temperature on the cuticular transpiration barrier of two desert plants with water-spender and water-saver strategies // Journal of Experimental Botany. - 2019. -No 70. - P. 1613-1625.
- Baker E.A. Influence of environment on leaf wax development in Brassica oleracea var. gemmifera // New Phytol. - 1974. - No 73. - P. 955-966.
- Wolff K. and M. Morgan-Richards. PCR markers distinguish Plantago major subspecies. // Theor. Appl. Genet. - 1998. - No 96. - P. 282-286.
- Ni Y., Guo Y.-J., Wang J. [et al.]. Responses of physiological indexes and leaf epicuticular waxes of Brassica napus to Sclerotinia sclerotiorum infection // Plant Pathology. - 2014. - No 63 (1). - P. 174-184.
- Guo Y., Guo N., He Y. Cuticular waxes in alpine meadow plants: climate effect inferred from latitude gradient in Qinghai-Tibetan Plateau // Ecology and Evolution. - 2015. - No 5 (18). - P. 3954-3968.
- Shepherd T., Griffiths W. The effects of stress on plant cuticular waxes // New Phytologist. - 2006. -No 171. - P. 469-499.
- Painter R.H. Insect resistance in crop plants. -The Macmillan company, New York, 1951. - 544 p.
- Kogan M. and Ortman E.E. Antixenosis: A new term proposed to replace Painter's non-preference modality of resistance // Eastern Southern Africa Bulletine. - 1978. - No 24. - P. 175-176.
- Bodnaryk R.P. Leaf epicuticular wax, an antixenotic factor in Brassicaceae that affects the rate: and pattern of feeding of flea beetles, Phyllotreta cru-ciferae (Goeze) // Canadian Journal of Plant Science. - 1992. - No 72. - P. 1295-1303.
- Znidarcic. D., Valic N., Trdan S. Epicuticular wax content in the leaves of cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata) as a mechanical barrier against three insect pests // Acta Agriculturae Slo-venica. - 2008. - No 91 (2). - P. 361-370.
- Skoropad W.P., Tewari J.P. Field evaluation of the role of epicuticular waxin rapeseed and mustard in resistance to alternaria blackspot // Canadian Journal of Plant Science. - 1976. - No 57 (3). -P. 1001-1003.
