Таблица 16 Синтез аминокислот (мг/л) из эндофитов женьшеня
Выявление аминокислот в чистых культурах симбионтных грибов в связи с их способностью к синтезу этих соединений по–новому освещает одну из наиболее сложных проблем образования белковых веществ в растениях. Открыт новый путь в разработке воздействий, направленных на увеличение количества аминокислот и нужного качества их состава в сельскохозяйственных растениях: накопление растительного белка можно обеспечить, стимулируя грибной симбиоз как агротехническими, так и селекционными средствами, например, подбирая родительские пары для скрещивания при учете наследственной передачи природных и приобретенных свойств эндофитов.
Выше мы показали, что лучшие сорта пшениц советских селекционеров обладают сильной микотрофностыо, обеспечивающей высокую белковость зерна. Нужно подчеркнуть, что применяемые для повышения белковости культур высокие дозы минерального азота часто не достигают своей цели и губительно действуют на развитие грибных симбионтов растений. Это способствует снижению способности эндофитов к синтезу аминокислот и увеличению уязвимости растений патогенами, тогда как превалирование фосфорных и калийных удобрении, применение микроудобрений, гормональных препаратов и органических удобрений, как и посевы по пласту трав, значительно повышают активность эндофитов и продуктов их синтеза.
Изменения, происходящие в морфологии эндофитов в корнях растений, растущих на почвах, обильно удобренных минеральным азотом, настолько велики, что многие исследователи, изучая их под микроскопом, отмечают вредное влияние избытка минерального азота на нормальное развитие эндофитов. Расширение гиф, не сопровождаемое накоплением хорошо окрашиваемых белковых веществ в везикулах, свидетельствует о том, что вместо снабжения растений аминокислотами эндофиты в указанных условиях превращаются в потребителей избыточного азота. Отчетливо проявляется вредность избытка азота, применяемого при выращивании одноклеточных культур. Он блокирует способность эндофитов к азотфиксации, что заставило нас снизить обычно применяемое количество азота в питательных средах при получении чистых культур эндофитов из тканевых культур.
Синтез жиров. Процесс образования жиров в растениях всегда был наиболее сложным вопросом для физиологов. Е. А. Бочаров, С. Б. Климов и Д. А. Джанумов (1979) считали, что у озимой пшеницы жиры возникают в хлоропластах первичного листа, а интенсивность этого процесса зависит от уровня фотосинтеза. Авторы напомнили, что синтез липидов является наиболее энергоемким процессом, требующим на 25% больше энергии, чем синтез аминокислот, и на 46% больше, чем синтез глюкозы. В связи с этим они пришли к заключению, что наиболее подходящим местом для образования липидов являются хлоропласты. Такой способ выбора места для синтеза липидов лишний раз показывает, насколько современная физиология растений игнорирует значение многократно доказанного положения о наличии симбиотрофного существования растительного мира и об участии энергии эндофитов в процессах синтеза многих веществ, необходимых для жизни растений.
Способность эндофитов синтезировать липиды не является неожиданностью, так как в науке установлена такая возможность и для многих микроскопических грибов и актиномицетов. При остром недостатке жиров в Германии после первой мировой войны ученые пытались получить их из различных культур грибов, но в ту пору их работы не увенчались успехом. Только в 40‑х годах Старке, Хессе и др. (цит. по Лилл и и Барнетт, 1953) было установлено, что для синтеза жиров грибами необходимо создать в питательных средах определенное соотношение между углеводами и азотом. Избыток азота в среде блокирует образование жира, тогда как избыток углеводов при недостатке азота обеспечивает его синтез микроорганизмами. Этот вывод наиболее соответствует разработанному нами методу выращивания чистых культур эндофитов в искусственных средах. В естественных условиях жизни эндофитов в корнях происходит постоянный отток липидов в надземную часть растения, что и освобождает клетки мицелия и везикул от избыточного их накопления. При использовании препарата Судана 3, который окрашивает липиды в оранжевый цвет, можно выявить их образование в грифах гриба и накопление в везикулах.