Роль белкового ингибитора полигалактуроназы в устойчивости растений к болезням тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.04, кандидат биологических наук Буза, Наталья Леонидовна

• Буза, Наталья Леонидовна
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Буза, Наталья Леонидовна

ВВЕДЕНИЕ 4 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Участие БИПГ в метаболических процессах в клетке растения и в устойчивости к болезням

2. Условия выделения и свойства БИПГ

3. Действие БИПГ на препараты ПГ фитопатогенных микроорганизмов in vitro

4. Локализация БИПГ в тканях и органах растений

5. Изменение содержания БИПГ в тканях растений при внешних воздействиях

6. Влияние присутствия БИПГ в тканях растений на устойчивость к внедрению фитопатогенных микроорганизмов

7. Устойчивость к болезням трансгенных растений, экспрессирующих БИПГ

8. Геномная организация БИПГ

9. Структура молекулы БИПГ 37 Ю.Взаимодействие БИПГ, ПГ и пектина

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Получение препаратов белкового ингибитора полигалактуроназы

1.1. Биологический материал, используемый для получения белкового ингибитора полигалактуроназы

1.2. Метод выделения белкового ингибитора полигалактуроназы

2. Получение препаратов полигалактуроназы

2.1. Культивирование грибов и бактерий и состав используемых сред

2.2. Приготовление культуральных фильтратов и получение ферментных препаратов

2.3. Метод выделения полигалактуроназы из растительных источников

3. Определение активности полигалактуроназы и белкового ингибитора полигалактуроназы

3.1. Определение активности ПГ и БИПГ методом "cup-plate"

3.2. Определение активности ПГ и БИПГ методом редуцирующих групп

4. Определение белка по методу Бредфорд

5. Определение интенсивности выделения этилена

6. Оценка интенсивности поражения растительных тканей фитопатогенными грибами

7. Методы, используемые при очистке белкового ингибитора полигалактуроназы и изучении его свойств

7.1. Гель-фильтрация

7.2. Ионнообменная хроматография

7.3. Аналитическое изоэлектрофокусирование

7.4. Препаративное изоэлектрофокусирование

7.5. Электрофорез в ПААГ

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Белковый ингибитор полигалактуроназы в растении картофеля (Solatium tuberosum L.)

1.1. Выделение и очистка БИПГ из клубней картофеля

1.2. Содержание БИПГ в листьях картофеля сорта Невский на разных стадиях развития растения

1.3. Содержание БИПГ в клубнях картофеля процессе хранения при разных условиях

2. Белковый ингибитора полигалактуроназы в клубнях топинамбура (Helianthus tuberosus L.)

3. Белковый ингибитор полигалактуроназы в плодах яблони {Malus domestica Borkh)

3.1. Содержание БИПГ в плодах яблони разных сортов в процессе роста и развития

3.2. Интенсивность поражения плодов яблони возбудителем плодовой гнили Monilia fructigena в процессе роста и созревания

4. Белковый ингибитор полигалактуроназы в плодах банана (Musa acuminata L.)

5. Действие БИПГ на ПГ ризосферных бактерий рода Pseudomonas

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль белкового ингибитора полигалактуроназы в устойчивости растений к болезням»

В устойчивости растений к болезням важную роль играет клеточная стенка, которая препятствует внедрению фитопатогенных микроорганизмов. Поэтому изучение биохимических процессов, развивающихся в клеточной стенке весьма актуально для изучения механизмов устойчивости и разработки способов ее повышения.

Как известно, растительная клеточная стенка представляет собой сложный комплекс, состоящий из микрофибрилл целлюлозы, погруженных в матрикс из пектиновых веществ, гемицеллюлоз, гликопротеинов, белков, низкомолекулярных веществ (Showalter, 1993). Пектиновые вещества, представленные полисахаридами, обогащенными галактуроновой кислотой, являются наиболее массивным классом макромолекул в матриксе первичной клеточной стенки. Пектин составляет около 30-35% клеточной стенки (Crookes, Grierson, 1983; Bird et al., 1988; Fry, 1988). Его основным компонентом является гомогалактуронан, который состоит из остатков a-D-галактуроновой кислоты, связанных между собой а-1,4 гликозидными связями. Карбоксильные группы остатков галактуроновой кислоты могут образовывать сложные эфиры с метальными группами (Doond et al., 1995), степень эстерификации которых зависит от степени дифференциации клетки. Иногда карбоксильные группы, так же как и гидроксильные, могут быть ацетилированы или образовывать связи с другими сахарами, например, с ксилозой (Willats et al., 2001). К основной цепи гомогалактуронана присоединяются ответвления, состоящие из рамнозы, арабинозы и арабиногалактанов, соединенных в цепочки (Lang et al., 2000).

Многочисленные фитопатогенные грибы различаются по приуроченности к разным растениям: некоторые плесени поражают практически любой органический субстрат, другие грибы более специализированы, а некоторые поражают только определенные сорта одного вида растения и не поражают другие. Фитопатогенные грибы сильно различаются по воздействию на ткани растения. Некоторые из них вызывают размягчение и гнили тканей, внедрение других приводит к локальному повреждению и образованию разнообразных пятнистостей, третьи распространяются в растении, не вызывая развития видимых симптомов, но приводя к снижению урожая. Для разработки методов борьбы с болезнями необходим анализ биохимических процессов, которые развиваются в растении при том или ином заболевании.

Фитопатогенные микроорганизмы продуцируют комплекс пектиназ, которые разрушают пектин срединной пластинки и первичной клеточной стенки растения-хозяина и обеспечивают внедрение патогена в ткани растения (Uritani, Stahmann, 1961; Albersheim, Anderson, 1971; Васильева и др., 1984; Collmer, Keen, 1986; Alghisi, Favaron, 1995; Bateman, 1966; Jones, 1972; Karr, 1970). Пектинметилэстеразы отщепляют метокси-группы (Giovane et al., 2004), пектин- и пектатлиазы разрушают гликозидные связи в высоко эстерифицированном пектине (Herron et al., 2000), недавно обнаруженные рамногалактуроназы специфически отщепляют рамнозу (Jan et al., 1985).

При начале роста гриба на препаратах растительных клеточных стенок первым секретируемым ферментоми является ПГ (поли-[1,4-сс-0-галактуронид] гликаногидролаза; КФ 3.2.1.15) (Albersheim, Anderson, 1971). Она катализирует гидролиз гликозидной связи а-1,4 в полигалактуроновой цепи деметоксилированного пектина клеточной стенки растения. Известны две формы ПГ: экзо-ПГ отщепляют мономеры только на концах молекулы пектина, тогда как эндо-ПГ способны разрушать а-1,4 D-гликозидную связь между двумя неметилированными остатками D-галактуроновой кислоты в середине молекулы (Lang et al., 2000). Наибольшее внимание исследователей привлекают эндо-ПГ, которым отводится основная роль в разрушении молекул пектина. Изменения в молекуле пектина, вызванные действием ПГ, существенно влияют на структуру и свойства растительных тканей. ПГ присутствуют в интактных растительных тканях, обеспечивая превращения пектиновых веществ при растяжении клеток в растущих побегах и подземных органах (Branka et al., 1988; Bellincampi et al., 1993), при сбрасывании листьев, размягчении созревающих плодов (Fielding, 1981; Abu-Goukh et al., 1983a; Fisher, Bennett, 1991; Colin et al., 1994), прорастании пыльцы (Brown, Crouch, 1990), а также при цветении (Marfa et al., 1991; Родионова и др., 1999) и других процессах.

Эндо-ПГ, секретируемые различными патогенами, могут быть представлены изоформами, которые различаются по стабильности, специфичности, оптимальным pH, субстратной специфичности и характеру образующихся олигосахаридных остатков. Различные изоформы полигалактуроназ обеспечивают способность патогена поражать достаточно широкий спектр растений (Walton, 1994; De Lorenzo et al., 1997; Herron et al., 2000). Часто даже расы и изоляты одного и того же фитопатогенного микроорганизма могут содержать разные наборы ПГ, эффективно расщепляющие различающиеся по своим свойствам пектиновые вещества разных видов растений.

Участие ПГ выявлено практически во всех случаях внедрения микроорганизмов в ткани растения (Cervone, 1986; Byrde, 1977). Хотя наиболее высокая их активность отмечена у патогенов, вызывающих мягкие гнили, обусловленные интенсивной мацерацией тканей, эти ферменты участвуют также при проникновении в растение микроорганизмов, мало нарушающих структуру тканей, в том числе образующих микоризу (Peretto et al., 1995) и клубеньки бобовых растений (Munoz et al., 1998). У растений-паразитов, например, представителей рода Orobanche, также описаны, как минимум, три формы ПГ (Ben-Hod et al., 1997).

БИПГ локализуется в апопласте растительных тканей. Он был выявлен по ингибирующему действию на ПГ, выделяемую фитопатогенными микроорганизмами, и считается одним из важных факторов устойчивости растений к болезням (Albersheim 1971; Anderson, 1972; Powel, 1995). '

В связи с этим целью настоящей работы было изучение изменения содержания БИПГ в тканях растений на разных стадиях роста и развития, и влияние его на устойчивость к поражению фитопатогенными микроорганизмами.

Получение высокоочищенного препарата БИПГ из клубней картофеля, а также выявление его в клубнях топинамбура позволяет охарактеризовать органы и ткани, в которых БИПГ мало изучен.

Использование набора фитопатогенных грибов для получения препаратов ПГ дает возможность определить специфичность и спектр действия препаратов БИПГ из разных источников.

Действие БИПГ на ПГ из растительных тканей практически не изучено. Известны только одиночные попытки в этом направлении. Потому выбор материала (плоды банана, ростки картофеля), получение препаратов ПГ и выявление действия на них БИПГ существенно дополняет информацию о роли БИПГ в растении.

Анализ изменения в процессе роста содержания БИПГ в плодах яблони сортов, различающихся по срокам созревания в связи с интенсивностью поражения их фитопатогенными грибами позволяет получить новые сведения об участии БИПГ в устойчивости плодов к одному из основных заболеваний, вызываемому М. /гис^епа.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Буза, Наталья Леонидовна

выводы

1. Получен высокоочищенный препарат БИПГ из клубней картофеля сорта Невский с молекулярной массой ингибитора 40±1 кОа и изоэлектрической точкой р1=8,8.

2. Показано, что содержание БИПГ в листьях одного яруса картофеля сорта Невский изменяется в процессе роста растения и различается в разных фазах генеративной стадии, отражая связанные с онтогенезом изменения в обмене веществ всего растения.

3. Выявленое ингибирующее действие БИПГ из ростков картофеля и плодов банана на ПГ из тех же растений, дает основание предполагать, что именно БИПГ регулирует активность собственной ПГ. Впервые показано действие БИПГ на активность ПГ из того же растения.

4. Изучены изменения содержания БИПГ в плодах яблони 6 культурных сортов и двух диких видов. Общая закономерность изменения активности БИПГ сохраняется у всех сортов на протяжении двух сезонов вегетации. Выявлены два основных пика активности БИПГ, которые соответствуют двум пикам на кривой, характеризующей содержание растворимого пектина в процессе роста и созревания яблок.

5. Выявлена обратная корреляция между интенсивностью поражения плодов М. /гис^епа и содержанием БИПГ в них, что подтверждает участие БИПГ в предовращении поражения растения фитопатогенными грибами.

6. БИПГ препятствует распространению некоторых фитопатогенных грибов по тканям растения в тех случаях, когда он эффективно действует на фермент, выделяемый патогеном.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы выявили присутствие БИПГ в клубнях, ростках, листьях, плодах растений. Его действие проявлялось менее эффективно в периоды интенсивного роста побегов или созревания и размягчения плодов. Представляется важным обнаруженное нами изменение содержания БИПГ в листьях картофеля в период формирования цветков, а также во время образования клубней. По-видимому, интенсивность синтеза БИПГ изменяется во всем растении, а локальное его функционирование в тех или иных органах обеспечивается дополнительными механизмами. Несомненно, что БИПГ играет важную роль в регуляции превращений пектиновых веществ, связанных с процессами роста и развития тканей растения. В настоящее время в литературе отсуствуют данные о действии БИПГ из растения на ПГ, также присутствующую в растительных тканях. Возможно, это объясняется высокой согласованностью процессов в растении, когда активность ПГ проявляется только строго локализованно, а при выделении маскируется действием БИПГ. Вероятно, что выбранные нами объекты (банан, этиолированные ростки картофеля) отличаются особенностями биохимических процессов, которые позволили выявить активность ПГ и действие на нее БИПГ.

При исследовании соотношения содержания БИПГ в тканях плодов яблони и скорости поражения их М. /гис^епа, в наших экспериментах выявлена четкая корреляция между устойчивостью яблок всех исследованных сортов к поражению плодовой гнилью и содержанием БИПГ. Проведенное нами заражение ткани яблок в процессе роста и созревания, показало, что их устойчивость к поражению по мере созревания увеличивалась. Одновременное увеличение содержания БИПГ свидетельствует о его важной роли в снижении поражаемости яблок плодовой гнилью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Буза, Наталья Леонидовна, 2006 год

1. Буланцева Е.А., Глинка Е.М., Проценко М.А., Салькова Е.Г. Белковый ингибитор полигалактуроназы в плодах яблони, обработанных аминоэтоксивинилглицином и хлористым кобальтом // Прикладная биохимия и микробиология. 2001. Т. 37. № 1. С. 100-104.

2. Вартапетян В.В. Биологически активные вещества в плодах яблони // Биология и селекция яблони. М. 1976. С.146-161.

3. Васильева К.В., Гладких Т.А., Давыдова М.А. // Биохимия иммунитета, покоя и старения. // Ред. И.В. Березин. М.: Наука. 1984. С. 105-124.

4. Глинка Е.М., Гладких Т.А., Проценко М.А. Белковый ингибитор полигалактуроназы в тканях картофеля // ДАН, 1996. Т. 349. №3. С. 421-423.

5. Глинка Е.М., Гладких Т.А., Проценко М.А. Выделение белкового ингибитора полигалактуроназы из клубней картофеля // Прикладная биохимия и микробиология. 1997. Т. 33. № 5. С. 503-507.

6. Глинка Е.М., Проценко М.А. Белковый ингибитор полигалактуроназы из клеточной стенки растения // Биохимия. 1998. Т. 63. Вып. 9. С. 1189-1195.

7. Глинка Е.М., Проценко М.А. Функции белкового ингибитора полигалактуроназы в растении (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. № 1. С. 3-9.

8. Глинка Е.М., Проценко М.А. Активность белкового ингибитора полигалактуроназы в растениях картофеля // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. № 2. С. 225-228.

9. Глинка Е.М., Проценко М.А. Динамика активности белкового ингибитора полигалактуроназы в онтогенезе картофеля // Физиология растений. 2001. Т. 48. №6. С. 886-889.

10. Глинка Е.М., Проценко М.А., Буланцева Е.А., Салькова Е.Г. Действие белкового ингибитора полигалактуроназы из тканей плодов яблони на фермент, выделяемый фитопатогенными грибами // Прикладная биохимия и микробиология. 2001. Т. 37. № 3. С. 421-423.

11. Глинка Е.М., Буланцева Е.А.,Проценко М.А., Салькова Е.Г. Влияние белкового ингибитора полигалактуроназы на интенсивность образования олигоуронидов // Физиология растений. 2003. Т. 50. № 2. С. 260-264.

12. Марка ров A.M., Головко Т.К., Табаленкова Г.Н. Морфофизиология клубне-образующих растений // СПб. Наука. 2001. С. 208.

13. Салькова Е.Г., Никифорова Т.А. Состав и динамика нелетучих органических кислот в созревающих плодах // ДАН СССР. 1968. Т. 179. № 1.С. 218-220.

14. Салькова Е.Г. // Биохимия хранения картофеля, овощей и плодов. М.: Наука. 1990. С. 117-122.

15. Сапожникова Е. В. Пектиновые вещества плодов. М.: Наука. 1965. С. 182.

16. Тарчевский И. А. Элиситор-индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие // Физиология растений. 2000. Т. 47. С. 321-331.

17. Abu-Goukh А.А., Greve L.C., Labavitch J.M. Purification and partial characterizatopn of "Bartlett" pear fruit polygalacturonases inhibitors // Physiol. Plant Pathol. 1983a. V. 23. P. 111-122.

18. Abu-Goukh A.A., Strand L.L., Labavitch J.M. Development-related changes in decay susceptibility and polygalacturonase inhibitor content of "Bartlett" pear fruit//Physiol. Plant Pathol. 1983. V. 23. P. 101-109.

19. Abu-Goukn A.A., Labavitch J.M. The in vivo role of "Bartlett" pear fruit polygalacturonase inhibitors // Physiol. Plant Pathol. 1983b. V. 23. P. 123-135.

20. Ahsan N., Yoon H.-S., Jo J. Molecular cloning of BcPGIP cDNA from Brassica campestris and its expression to several stress // Plant Science. 2005. V. 169. P. 1081-1089.

21. Albersheim P., Anderson A.J. Proteins from plant cell walls inhibit polygalacturonases secreted by plant pathogen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1971. V. 68. P. 1815-1819.

22. Alghisi P., Favaron F. Pectin-degrading enzymes and plant-parasite interacion // Eur. J. Plant Pathol. 1995. V. 101. P. 365-375.

23. Barmore C.R., Nguyen T.K. Polygalacturonase inhibition in rind of Valencia orange infected with Diplodia natalensis // Phytopathology. 1985. V. 75. № 4. P. 446-449.

24. Bateman D.F., Millar R.L. Pectic enzymes in tissue degradation // Annu.Pev.Phytopatol. 1966. V. 4. P.l 19-146.

25. Bellincampi D., Salvi G., De Lorenzo G., Cervone F., Marfa V., Eberhard S., Darvill A., Albersheim P. Oligogalacturonides inhibit the formation of roots on tobacco explants. // Plant J. 1993. V. 4. № 2. P. 207-213.

26. Ben-Hod G., Nun N.B., Tzaban S., Mayer A.M. Inhibitors of polygalacturonase in calli of Orobanche aegyptiaca I I Phytochemistry. 1997. V. 45. №6. P. 11151121.

27. Berger D.K., Oelofse D., Arendse, M.S., Du Plessis E., Dubery I.A. Bean polygalacturonase-inhibiting protein-1 (PGIPs-1) inhibits polygalacturonases0 from Stenocarpella maydis // Physiol. Mol. Plant Pathol. 2000. V. 57. P. 5-14.

28. Bergmann C.W., Ito Y., Singer D., Albersheim P., Darvill A.G.

29. Polygalacturonase-inhibiting protein accumulates in Phaseolus vulgaris L. in response to wounding, elicitors and fungal infection // The Plant Journal. 1994. V. 5. №5. P. 625-634.

30. Bezier A., Lambert B., Baillieul F. Study of defense-related gene expression in grapevine leaves and berries infected with Botrytis cinerea II European Journal of• Plant Pathology. 2002. V. 108. P. 111-120.

31. Bird C.R., Smith C.J., Ray J.A., Moreau P., Bevan M.V., Bird A.S., Huges A.S., Morris P.C., Grierson D., Schuch W. // Plant Mol. Biol. 1988. V. 11. P 651-662.

32. Bishop J.G. Directed mutagenesis confirms the functional importance of positively selected sites in polygalacturonase inhibitor protein // Mol. Biol. Evol. 2005. V. 22. №7. P. 1531-1534.

33. Bishop P.D., Makus D.J., Pearce G., Ryan C.A. Proteinase ingibitor-inducing factor activity in tomato leaves residues in oligosaccharides enzymically released from cell walls // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. P. 3536-3540.

34. Branca G, De Lorenzo G., Cervone F. // Physiol. Plant. 1988. V. 72. P. 499• 504.

35. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding // Analyt. Biochem. 1976. № 72. P. 248-254.

36. Brown A.E. Relationship of endopolygalacturonase inhibitor activity to the rate of fungal rot development in apple fruits // Phytopath. Z. 1984. V. 111. №2. P. 122-132.

37. Brown A.E., Adicaram N.K.B. A role for pectinase and protease inhibitors in % fungal rot development in tomato fruits // Phytopath. Z. 1983 V. 106. P. 239-251.

38. Brown A.E., Adicaram N.K.B. The differential inhibition of pectic enzymes from Glomerella cingulata and Botrytis cinerea by a cell wall protein Capsicum• annuum fruit // Phytopath. Z. 1982 V. 105. №1. P. 27-38.

39. Brown S.M., Crouch M.L. Characterization of a gene family abundantly expressed in Oenothera organensis pollen that shows sequence similarity to polygalacturonase//Plant Cell, 1990. V. 2. P. 263-274.

40. Cervone F., De Lorenzo G., Salvi G., Camardella L. Biology and molecular biology of plant-pathogen interactions: molecular evolution of fungal polygalacturonase//Ed. J.A. Baileu.- Berlin: Springer-Verlag. 1986. P. 385-392.

41. Cervone F., De Lorenzo G., Degra L., Salvi G. Elicitation of necrosis in Vigna unguiculata Walp. by Aspergillus niger endo-polygalacturonase and by -D-galacturonate oligomers //Plant. Physiol. 1987. V. 85. P.626-630.

42. Cervone F., Anderbrhan T., Kotts R., Wood R. Effect of French bean tissue and leaf protoplasts on Colletotrichum lindemuthianum polygalacturonase // Phytopathology Journal. 1981. V 102., №3-4. P. 238-246.

43. Cervone F., De Lorenzo G., Degra L., Salvi G., Bergmani M. Purification and characterization of a polygalacturonase-inhibiting protein from Phaseolus vulgaris L.//Plant Physiol. 1987. V. 85. P. 631-637.

44. Cervone F., De Lorenco G., Pressey R., Darvill A., Albersheim P. Can Phaseolus PGIPs inhibit pectic enzymes from microbes and plants? // Phytochemistry. 1990. V. 29. P. 447-449.

45. Cervone F., Hahn M.G., De Lorenzo G., Darvill A., Albersheim P. Host-pathogen interactions. XXXIII. A plant protein converts a fungal pathogenesis factor into an elicitor of plant defense responces // Plant Physiol. 1989. V. 90. P. 542-548.

46. Chimwamurombe P.M., Botha A.-M., Wingfield M.D., Wingfield B.D.

47. Molecular relatedness of the polygalacturonase-inhibiting protein genes in Eucalyptus species // Theor. Appl. Genet. 2001. V. 102. P. 645-650.

48. Colin W.F., Liansheng L., Dellpenna D. Reduction tomato polygalacturonase P subunit expression affects pectin solubilization and degradation during fruit ripening//Plant Cell. 1994. V.6.№11.P. 1623-1634.

49. Collmer A., Keen N.T. The role of pectic enzymes in plant pathogenesis // Annu. Rev. Phytopathol. 1986. V. 24. P. 383-409.

50. Costa M.M.R., Costa J., Ricardo C.P.P. A Lupinus albus root glycoprotein homologous to the polygalacturonase inhibitor proteins // Physiologia plantarum. 1999. V. 99. P. 263-270.

51. Crookes P.R., Grierson D. //Plant Physiol. 1983. V. 72. P. 1088-1093.

52. Courduroux J.-C. Etude de mechanisme physiologique de la tuberization chez le topinambour (Helianthus tuberosus L.) // Ann. Sci. Nat. Bot. 1967. Ser. 12. V. 8, P. 215-356.

53. Davis K.R., Darvill A.G., Albersheim P. Host-pathogen interactions. XXXI. Oligogalacturonides released from sodium polypectate by endopolygalactyronic acid lyase are elicitors of phytoalexinsin soybean // Plant. Physiol. 1986. V. 80. P.568-577.

54. Davis K.R., Hahlbrock K. Induction of defense responses in cultured parsley cells by plant cell wall fragments // Plant Physiol. 1987. V. 85. P. 1286-1290.

55. De Lorenzo G., Castoria R., Bellincampi D., Cervine F. Fungal invasion enzymes and their inhibition // The Mycota. V. Plant Relationships, Part B. Gc Carroll, P Tudzynski. Berlin: Springer-Verlag. 1997. P. 61-83.

56. De Lorenzo G., D'Ovidio R., Cervone F. The role of polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) in defense against pathogenic fungi // Annu. Rev. Phytopathol. 2001. V.39. P. 313-335.

57. Degra L., Salvi G., Mariotti D., De Lorenzo G., Cervone F. A polygalacturonase inhibiting protein in alfalfa callus cultures // J. Plant Physiol. 1988. V. 133, №3. P. 364-366.

58. Deo A., Shastry N.V. Purification and characterization of polygalacturonase-inhibitory proteins from Psidium guajava Linn, (guava) fruit // Plant Science. 2003. V. 164. P. 147-156.

59. Devoto A., Clark A. J., Nuss L., Cervone F., Delorenzo G., Developmental and pathogen induced accumulation of transcripts of polygalacturonase-inhibiting protein in Phaseolus vulgaris L. //PLANTA. 1997. V. 202. № 3. P.284-292.

60. Deziderio A., Aracri B., Leckie F., Mattei B., Salvi G., Tigelaar H., Van Roekel J.S.C., Baulcombe D.C., Melchers L.S., De Lorenzo G., Cervone F.

61. Polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) with different specificities are expressed in Phaseolus vulgaris II Mol. Plant-Microbe Interact. 1997. V. 10. P. 852-860.

62. Dingle J., Reid W.W., Solomons G.L. The enzymatic degradation of pectin and other polysaccharides. II. Application of the "cup-plate" assay to the estimation of enzymes // J.Sci. Food Agric. 1953, V. 4, № 2, P. 149-155.

63. Favaron F. Gel detection of Allium porrum polygalacturonase-inhibiting protein reveals a high number of isoforms // Physiological and Molecular Plant Pathology. 2001. V. 58. P. 239-245.

64. Favaron F., Castiglioni C., Di Lenna P. Inhibition of some rot fungi polygalacturonases by Allium cepa L. and Allium porrum L. extracts // J. Phytopathol. 1993. V. 139. P. 201-206.

65. Favaron F.D., D'Ovidio R., Porceddu E., Alghisi P. Purification and molecular characterization of a soybean polygalacturonase-inhibiting protein // Planta. 1994. V. 195. P 80-87.

66. Fielding A.H. Natural inhibitors of fungal polygalacturonases in infected fruit tissue//J. Gen. Microbiol. 1981. V. 123. P. 377-381.

67. Fish W.W. Polygalacturonase-inhibiting protein activity in cantaloupe fruit as a function of fruit maturation and tissue origin // European Journal of Plant Pathology. 2005. V. 111. P. 67-76.

68. Fish W.W., Madihalli S.V. Modeling the inhibitor activity and relative binding affinities in enzyme-inhibitor-protein systems: application to developmental regulation in a PG-PGIP system // Biotechnol. Prog. 2004. V. 20. P. 721-727.

69. Fisher R.L., Bennett A.B. Role of cell wall hydrolases in fruit ripening // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1991. V. 42. P. 675-703.

70. Fredianiani M., Ceremonini R., Salvi G., Caprari C., Desiderio A., D'Ovidio R., Cervone F., De Lorenzo G. Cytological localization of the pgip genes in theembryo suspensor cells of Phaseolus vulgaris II Theor. Appl. Genet. 1993. V. 87. P. 369-373.

71. Frommel, M.I., Nowak, J., Lazarovits, G. Growth enhancement and developmental modifications in vitro grown potato (Solanum tuberosum spp. tuberosum) as affected by a non-fluorescent Pseudomonas sp. II Plant Physiol. 1991. V. 96. P. 928-936.

72. Fry S.C. // The growing plant cell wall: chemical and metabolic analysis. New York: John Wiley and Sons. 1988.

73. Gao S., Shain L. Activity of polygalacturonase produced by Cryphonectriaparasitica in chestnut bark and its inhibition by extracts from American and Chinese chestnut // Physiol. Mol. Plant Pathol. 1995. V. 46. P. 199-213.

74. Gazendam I., Oelofse D., Berger D.K. High-level expression of apple PGIP1 is not sufficient to protect transgenic potato against Verticillium dahlia II Physiological and Molecular Plant Pathology. 2004. V. 65. P. 145-155.

75. Giovane A., Servillo L., Balestrieri C., Raiola A., D'Avino R., Tambburrini M., Ciardiello M.A., Camardella L. Pectin methylesterase inhibitor //• Biochimica et Biophysica Acta. 2004. V. 1696. P. 245-252.

76. Gnmathi V„ Gnanamanickam S.S. oolvsalacturonase-inhibitins oroteins in

77. Grossmann F. Zur Bildung pektischer und cellulolytischer Enzyme durch Phytophtora infestans de By. I Kultur des Pilzes in einer Nährlösung // Phytopathol. Zeitschrift. 1968. V. 62. P. 371-380.

78. Haglund H. Isoelectric focusing in pH gradients a techique for fractionation and characterization of ampholytes // Methods of biochemical analysis. USA. 1971. V. 19. P. 1-104.

79. Hallmann J., Quadt-Hallmann A., Mahafee W.F. Klopper J.W. Bacterial endophytes in agricultural crops // Can. J. Microbiol. 1997. V. 43. P. 895-914.

80. Hahn M.G., Cheong J.J., Alba R., Enkerli J., Cote F. // Mechanisms of plant defence responses. // Eds. B. Fritig, M. Legrand. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. 1993.

81. Herron S.R., Benen J.A., Scavetta R.D., Visser J., Jurnak F. Structure and function of pectic enzymes: virulence factors of plant pathogens // Prot. Natl. Acad. Sei. USA. 2000. V. 97. P. 8762-8769.

82. Hobson G.E. Recent advances in the biochemistry of fruits and vegetables // Acad. Press. London, New-York, San-Francisco. 1981. P. 275.

83. Hoffman R.M., Turner J.G. Occurrence and specificity of an endopolygalacturonase inhibitor in Pis um sativum II Physiol. Plant Pathol. 1984. V. 24. P. 49-59.

84. Hoffman R.M., Turner J.G. Partial purification of proteins from pea leaf lets that inhibit a Scochyta pisi endopolygalacturonase // Physiol. Plant Pathol. 1982. V. 20. P. 173-197.

85. Howell C.R. Use of enzyme deficient mutants of Verticillium dahliae to assess the importance of pectolytic enzymes in symptom expression of Verticillium wilt of cotton // Physiol. Plant Pathol. 1976. V. 9. P.279

86. Hulme A.C., Rhodes M.J.C. Pome fruits // The biochemistry of fruits and their products. V.2. London and New York: Academic Press. 1971. P. 333-373.

87. James J.T., Dubery I.A. Inhibition of polygalacturonase from Verticillium dahliae by a polygalacturonase inhibiting protein from cotton // Phytochemistry. 2001. V. 57. P. 149-156.

88. Jang S., Lee B., Kim C., Kim S.-J., Yim J., Han J.-J., Lee S., Kim S.-R., An G. The OsFPRl gene encodes polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) that regulates floral organ number in rice // Plant Molecular Biology. 2003. V. 53. P. 357-369.

89. Jan J.M., Mc Neil M., Darvill A.Q., Albersheim P. Structure of back bone of rhamnogalacturonan I, a pectic polysaccharide in the primary walls of plants // Carbohydr.Pes. 1985. V. 137. P. 111-125.

90. Johnston D.J., Williamson B., McMillan G.P. The interaction in planta of polygalacturonases from Botrytis cinerea with a cell-wall bound polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) in raspberry fruits // J. Exp. Bot. 1994. V. 45. № 281. P.1837-1843.

91. Johonston D.J., Ramanathan V., Williamson B. A protein from immature raspberry fruits which inhibits endopolygalacturonases from Botrytis cinerea and other microorganism//J. Exp. Bot. 1993. V. 262. P. 971-977.

92. Jones T.M., Anderson A.J., Albersheim P. Host-pathogen interactions IV. Studies on the polysaccharide-degrading enzymes secreted by Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici // Plant Physiol. Pathol. 1972. V. 2. P. 153-166.

93. Jones D. A., Jones J. D. G. The role of leucine-rich repeat proteins in plant defences // Adv. Bot. Res. 1997. V. 24. P. 89-167.

94. Karr A.L., Albersheim P. Polysaccharide degrading enzymes are unable to attack plant cell walls without prior action by a "wall-modyfuing enzyme" // Plant Physiol. 1970. V. 46. P. 69-80.

95. Kaneko T., Katoh T., Sato S., Nakamura A., Asamizu E., Tabata S. Structural analysis of Arabidopsis thaliana chromosome 3. II. Sequence features of the 4,251,695 bp regions covered by 90 PI, TAC and TAC clones // DNA Res. 2000. V. 7. P. 217-221.

96. Kemp G., Bergmann C.W., Clay R., Van der Westhuizen A.J., Pretorius Z.A. Isolation of polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) from wheat // Mol. Plant-Microb. Interact. 2003. V. 16. P. 955-961.

97. Kemp G., Stanton L., Bergmann C.W., Clay R., Albersheim P., Darvill A. Polygalacturonase-inhibiting proteins can function as activators of• polygalacturonase // Mol. Plant-Microb. Interact. 2004. V. 17. №8. P. 888-894.

98. Lakso A.N., Corelli G.L., Barnard J., Goffinet M.C. An expolinear model of the growth pattern of the apple fruit. // J. Hortic. Sc. 1995. V. 70. № 3. P. 389394.

99. Lamb D.J., Lawton M.A., Dron M., Dixon R.A. Signals and transduction mechanisms for activation of plant defenses against microbial attack // Cell. 1989 V. 56. P. 215-224.

100. Lang C., Dornenburg H. Perspectives in the biological function and the technological application of polygalacturonases // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000. V. 53. P. 366-375.

101. Langley K.R., Martin A., Stenning R., Hobson G.E., Shuch W.W., Bird C.R. Mechanical and optical assessment of the ripenning of tomato fruit with reduced polygalacturonase activity // J. Sc.Food Agr. 1994. V. 66. № 4. P. 547554.

102. Leckie F., Mattei B., Capodicasa C., Hemmings A., Nuss L., Aracri B., De

103. Lorenzo G., Cervone F. The specificity of polygalacturonase-inhibiting protein

104. PGIP): a single amino acide substitution in the solvent-exposed p-strand/p-turn region of the leucine-rich repeats (LRRs) confers a new recognition capability //

105. EMBO J. 1999. V. 18. P. 2352-2363.

106. Liang F., Zhang K., Zhou C., Kong F., Li J., Wang B. Cloning, characterization and expression of the gene encoding polygalacturonaseinhibiting proteins (PGIPs) of peach .Prunus persica (L.) Batch. // Plant Science. 2005. V. 168. P. 481-486.

107. Malka J., Erwin D.C., Moje W., Jones B. Effect of pH and carbon and nitrogen sources on the growth of Verticillium albo-atrum // Phytopathology. 1966. V. 56, P. 401.

108. Marfa V., Gollin D.J., Eberhard S., Mohnen D., Darvill A. G., Albersheim

109. Meyer K., Keil M., Naldrett M.J. A leucine-rich repeat protein of carrot that exhibits antifreeze activity//FEBS Letters. 1999. V. 447. P. 171-178.

110. Milner Y., Avigad G. A cooper reagent for the determination of hexuronic asids and certain ketohexoses // Carbohydr. Res. 1967. V. 4. P.359-361.

111. Munoz J.A., Coronado C., Perez-Hormaeche J., Kondorosi A., Ratet P., Palomares A.J. MsPG3, a Medicago sativa poygalactunase gene expressed during the alfalfa-Rhizobium meliloti interaction // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 9687-9692.

112. Nalumpang S., Gotoh Y., Tsuboi H., Gomi K., Yamamoto H., Akimitsu K. Functional characterization of Citrus polygalacturonase-inhibitor protein // J. Gen. Plant pathol. 2002. V. 68. P. 118-127.

113. Nothnagel, E.A., McNeil, M., Albersheim, P and Dell A. Host-pathogen interactions. XXII. A galacturonic acid olygosaccharide from plant cell walls elycits phytoalexins // Plant Physiol. 1983. V. 71. P. 916.

114. Pathak N., Asif M.H., Dhawan P., Srivastava M.K., Nath P. // Plant Growth Regulation. 2003. V. 40. № 1. P. 11-19.

115. Peretto P., Bettini V., Favaron F., Alghisi P., Bonfante P. Polygalacturonase activity and location in arbuscular mycorrhizal roots of Allium porrum L. // Mycorrhiza. 1995. V. 5. № 2. P. 157-163.

116. Powell A.L.T., van Kan J., ten Have A., Visser J., Greve L.C., Benett A.B., Labavitch J.M. Transgenic expression of pear PGIP in tomato limits fungal colonization // Molecular Plant Microbe Interaction. 2000. V. 13. № 9. P. 942950.

117. Powell A.L.T., D'hallewin G., Hall B.D., Stotz H., Labavitch J.M., Bennet

118. A.B. Glycoprotein inhibitors of fungal polygalacturonases: expression of pear PGIP improves resistance in transgenic tomatoes (abstr.) // Plant Physiol. 1994. V. 105. P. 880.

119. Powell A.L.T., Stots N.U., Labavitch J.M., Bennett A.B. Glycoprotein inhibitors of fungal polygalacturonases //Advances in Molecular Genetics of Plant-Microbe Interactions. 1995. V. 3. P. 399-402.

120. Pressey R. Polygalacturonase inhibitors in bean pods // Photochemistry. 1996. V. 42. №5. P. 1267-1270.

121. Ramanathan V., Simpson C.G., Thow G., Ianetta P.P.M., McNicol R.J., Wniamson B. cDNA cloning and expression of polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) from red raspberry (Rubus idaeus) // J. Exp. Bot. 1997. V. 48. P. 1185-1193.

122. Reymond D., Phaff H.J. Purification and certain properties of avocado polygalacturonase// Journal of Food Science. 1965. V. 30. P. 266-273.

123. Sakamoto T., Bonnin E., Thibault J.-F. A new approach for studying interaction of the polygalacturonase-inhibiting proteins with pectins // Biochimica et Biophysica Acta. 2003. V. 1621. P. 280-284.

124. Salvi G., Giarizzo F., De Lorenzo G., Cervone F. A polygalacturonase inhibiting protein in the flowers of Phaseolus vulgaris L. // J. Plant Physiology. 1990. V. 136. P. 513-518.

125. Schell M.A. Purification and charecterization of an endoglucanase from Pseudomonas solanacearum. II Appl. Environ. Microbiol. 1987. V. 53. P. 22372241.

126. Sharma V.K., Nowak J. Enhancement of Verticillium wilt resistance in tomato transplants by in vitro co-culture of seedlings with a plant growth promoting rhizobacterium (Pseudomonas sp. Strain PsJN) // Can.J.Microbiol.1998. № 44, P.528-536.

127. Sharma R.L., Kaul J.L. Susceptibility of apples to brown rot in relation to qualitative characters II Indian Phytopathol. 1988. V. 41. № 3. p. 410-415.

128. Sharma R.L., Kaul J.L. Temperature effect on the development of brown rot of apple // Indian Phytopathol. 1988, V. 41, № i, p. 152-153.

129. Shanmugam V. Role of extracytoplasmic leucine rich repeat proteins in plant defence mechanisms // Microbiological research. 2005. V. 160. P. 83-94.

130. Showalter A.M. Structure and function of plant cell wall proteins // Plant Cell. 1993. V. 5. P. 9-23.

131. Shiffmann-Nadel M., Michaely H., Zauberman G., Chet J. Physiological changes occurring in picked climacteric fruit infected with different pathogenic fungi // Phytopathol. Z. 1985. V. 113. № 3. p. 277-284.

132. Spotts R.A., Cervantes L.A. Mielke E.A. Variability in postharvest decay among apple cultivars // Plant Dis. 1999. V. 83. № 11. P. 1051-1054.

133. Steinmayr M., Motte P., Sommer H., Saedler H., Schwarz-Sommer Z. FIL2, an extracellular leucine-rich repeat protein, is specifically expressed in Antirrhinum flowers // Plant J. 1994. V. 5. P. 459-467.

134. Stotz H.U., Contos J.J.A., Powell A.L.T., Bennett A.B., Labavitch J.M. Structure and expression of an inhibitor of fungal polygalacturonases from tomato // Plant Mol. Biol. 1994. V. 25. № 4. P. 605-617.

135. Stotz H.U., Powell A.L.T., Damon S.E., Greve L.C., Bennett A.R., Labavitch J.M. Molecular characterization of a polygalacturonase inhibitor from Pyrus communis L. cv. Bartlett//Plant Physiol. 1993. V. 102. № 1. P. 133-138.

136. Tepper C.S., Anderson A.G. Interactions between pectic fragments and extracellular components from the fungal pathogen Colletotrichum lindemuthianum//Physiol. Mol. Plant. Pathol. 1990. V. 36. P. 147-158.

137. Thornburg R.W., Carter C., Powell A., Mittler R., Rizhsky L., Horner H.T. A major function of tobacco floral nectary is defense against microbial attack // Plant Syst. Evol. 2003. V. 238. P. 211-218.

138. Toubart P., Desiderio A., Salvi G., Cervone F., Daroda L., De Lorenzo G. Cloning and characterization of the gene encoding the endopolygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) of Phaseolus vulgaris L. // The Plant Journal. 1992. V. 2. №3. P. 367-373.

139. Uritani I., Stahmann M.A. Pectolytic enzymes of Ceratocystis fimbriata II Phytopathology. 1961. V. 51. № 5. P. 277-285.

140. Voragen A.G.J., Pilnic W. Biocatalisis inagricultural biotehnology: Pectin-degrading enzymes in fruit and vegetable processing // Ed. Whitaker J.R. 1989. P. 93-115.

141. Walton J.D. Deconstructing the cell wall // Plant Physiol. 1994. V. 104. P. 1113-1118.

142. Wang I.I., Michailides T.J., Bostock R.M. Improved detection of polygalacturonase activity due to Mucor pirifomis with a modified dinitrosalicylyc acid reagent // Phytopathology. 1997. V. 87. № 2. P. 161.

143. Wang G.L., Song W.Y., Ruan D.L., Sideris S. Ronald P.C. The cloned gene, Xa21, confers resistance to multiple Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolates intransgenic plants // Mol. Plant-Microb. Interact. 1996. V. 9. P. 850-855.

144. Worrall D., Elias L., Ashford D., Smallwood M., Sidebottom C., Lillford P., Telford J., Holt G, Bowles D. A carrot leucine-rich-repeat protein that inhibits ice recrystallization // Science. 1998. V. 282. P. 115-117.

145. Xu X.-M., Robinson J.D., Berrie A.M., Harris D.C. Spatio-temporal dynamics of brown rot (Monilinia fructigena) on apple and pear // Plant Pathol. 2001. V. 50. № 5. P. 569-578.

146. Yalpani N., Silverman P., Wilson T.M.A., Kleier D.A., Raskin I. Salicylic acid is a systemic signal an inducer of pathogenesis related proteins in virus-infected tobacco // The Plant Cell. 1991 V. 3. P. 809-818.

147. Yao C.L., Conwey W.S., Ren R.H., Smith D., Ross G.S., Sams GE. Gene encoding polygalacturonase inhibitor in apple fruit is developmentally regulated and activated by wounding and fungal infection // Plant Mol. Biol. 1999. V. 39. P. 1231-1241.

148. Yao C.L., Conwey W.S., Sams C.E. Purification and characterization of a polygalacturonase-inhibiting protein from apple fruit // Phytopathol. 1995. V. 85. P. 1373-1377.

149. Yoshioka H., Aoba K., Fukumoto M. Relationships between qualitative and physiological changes during storage and maturation in apple fruit // Sc. 1989. V. 58. № l.p. 31-36.